في عام 1994 ، تسبب زلزال في انقطاع التيار الكهربائي في لوس أنجلوس بولاية كاليفورنيا. وفي الأيام التي تلت ذلك ، أبلغ السكان القلقون عن وجود سحابة عملاقة من الضوء الفضي تمتد عبر سماء الليل. كان البعض قلقًا من أن المشهد الغامض مرتبط بطريقة ما بالزلزال. عاش هؤلاء الأشخاص في المدينة الكبيرة ذات الإضاءة الساطعة طوال حياتهم. نادرا ما رأى الكثيرون النجوم. من المؤكد أنهم لم يروا من قبل هذه السحابة الضوئية في سماء الليل.
كانت مجرة درب التبانة - مجرتنا!
حتى هذا التعتيم ، منعت أضواء المدينة لعقود مثل هذا الضوء الخافت القادم من مسافات بعيدة في الفضاء.
عندما ينسكب الضوء الاصطناعي (من صنع الإنسان) إلى مناطق غير مرغوب فيها ، فإن هذا يطلق عليه التلوث الضوئي . في الواقع ، يعتبر من أكبر أشكال التلوث. يمنع ثلثي سكان الولايات المتحدة ونصف المقيمين في أوروبا من مشاهدة مجرة درب التبانة. ويزداد التلوث الضوئي كل عام مع استمرار نمو المدن.
هذا لا يعني أن المصابيح الكهربائية سيئة. لقد سمحوا للناس بالعمل واللعب بعد غروب الشمس لمدة قرن تقريبًا. يمكن للأضواء على طول الطرق أن تجعل القيادة أكثر أمانًا. من نواح كثيرة ، كان إضاءة الليل شيئًا جيدًا.
ولكن يمكن أن تكون هناك عيوب. في بعض الأحيان ، تتسبب الأضواء التي يُقصد منها أن تكون مفيدة في حدوث أضرار غير مقصودة. وهذه المشكلة تتجاوز قدرتنا على الاستمتاع بالسماء ليلا.
تكشف الأبحاث أن التلوث الضوئي يمكن أن يغير سلوك النباتات والحيوانات والبشر. بعض دورات الضوء والظلام غير الطبيعية قد تجعلنا مرضى.
القصة تستمر أسفل الصورة.
إضاءة الليل
يجب أن يكون أكثر من 8000 نجم مرئيًا بدون تلسكوب. يمكن رؤية ما يصل إلى 4000 منهم في وقت واحد. (يختبئ الآخرون تحت الأفق). لكن لرؤية معظم النجوم تتطلب التحديق بعيدًا عن المدن أو المناطق المأهولة الأخرى. يرى الأشخاص الذين يعيشون في المناطق الحضرية جزءًا صغيرًا فقط من النجوم التي كانت مرئية لأسلافنا. خذ على سبيل المثال مدينة نيويورك. يمكن للناس في الضواحي الخارجية اكتشاف حوالي 250 نجمة في ليلة صافية. قد يرى أولئك الأقرب إلى وسط المدينة ، في بروكلين أو كوينز ، 50 نجمة فقط. وسيكون شخصًا ما في وسط مانهاتن محظوظًا لو وجد رقم 15.
ما الذي يمحو كل تلك النجوم من سماء المدن؟ ضوء اصطناعي.
تستغرق أعيننا حوالي نصف ساعة للتكيف تمامًا مع الظلام. عندها فقط يمكننا تحديد النقاط الخافتة للضوء القادم من النجوم البعيدة. لكن في اللحظة التي نتعرض فيها لضوء أكثر سطوعًا - المصابيح الأمامية وأضواء الشرفة والمصابيح أو شاشة الهاتف المحمول - تفقد أعيننا هذا التكيف مع الظلام.
وفي عالمنا الذي تزداد فيه الكهرباء ، قد يكون من الصعب تجنب مثل هذا التلوث الضوئي.
يأتي التلوث الضوئي في ثلاثة أشكال ، كما يشرح جيريمي وايت. يوجد مقره في فورت كولينز ، كولورادو. هناك يدرس هذا التلوث لقسم الأصوات الطبيعية والسماء الليلية التابع لخدمة المتنزهات القومية الأمريكية. يسمى الضوء المباشر من مصدر معين ، مثل مصباح يدوي أو مصباح أمامي ، الوهج المباشر . يمكن العثور على ضوء غير مباشر في وهج السماء أو قباب مضيئة - نوع الضوء الذي يتيح لك معرفة أن المدينة بعيدة. والضوء الذي يتسلل إلى مناطق على الأرض أو على المباني حيث لا يكون مرغوبًا فيه يسمى التعدي الخفيف .
مع الوهج المباشر ، ينتقل الضوء مباشرة من مصدر الضوء إلى عيون الشخص. يميل الوهج إلى إلهاءنا عن الأشياء الأخرى - الباهتة - التي قد نحاول رؤيتها. إنها مشكلة للسائقين أثناء الليل الذين يواجهون مصابيح أمامية قادمة أو لافتات براقة ومشرقة ونوتات بيضاء. ويمكن أن يؤثر أيضًا على المشاة من خلال جعل من الصعب عليهم رؤية ما قد يكون كامنًا في الظل.
في الواقع ، يعتقد الكثير من الناس أن الأضواء الأمنية تجعلهم أكثر أمانًا. لكن الوهج المباشر للعديد من هذه الأشياء يمكن أن يجعل من الصعب في الواقع تحديد شخص لا يريد أن يراه.
توهج السماء غير مباشر. عندما ينظر إليه من بعيد ، يبدو وكأنه قبة من الضوء. تحدث هذه القبة عندما يتدفق الضوء إلى جزيئات في الهواء - بخار الماء أو الدخان أو ملوثات أخرى. يشرح وايت أن هذه الجزيئات تبعثر الضوء ، مما يخلق توهجًا مرئيًا. وأشار إلى أن التأثير يمكن أن يكون رائعًا لدرجة أن السماء تتوهج من بعض مراكز المدن يمكن رؤيتها من على بعد 250 كيلومترًا (155 ميلاً)!
يحدث التعدي على الضوء عندما يضيء مصباح الشارع ما يجب أن يكون مكانًا مظلمًا. أو قد يضيء ضوء الأمان الخاص بشخص ما على منزل أحد الجيران. يوضح وايت:"في حين يكون توهج السماء في الهواء ، يكون التعدي الضوئي على الأرض أو المباني".
يقول وايت إن الثلاثة جميعهم بسبب الإضاءة غير المناسبة. الضوء في الليل مهم. لكننا نحتاج إلى هذا الضوء في أماكن معينة على الأرض ، كما يقول. تضيء العديد من مصابيح الشوارع والشرفات والأمن الضوء إلى أبعد من المكان الذي يجب أن تذهب إليه. يمكن أن يلمع أفقيًا أو في الهواء. الإعلانات ذات الإضاءة الزاهية تفعل هذا أيضًا. الضوء الأفقي يسبب الوهج والتعدي. يتسبب الضوء الساطع لأعلى في وهج السماء. كلاهما يمكن أن يؤثر على الكائنات الحية.
السلوكيات المعدلة
تمر جميع الكائنات الحية تقريبًا بدورات يومية ، والتي تتكرر كل 24 ساعة تقريبًا. تسمى هذه الدورة الساعة البيولوجية إيقاع (سور كاي دي أون). تتفتح العديد من النباتات في الصباح ، والبعض الآخر فقط في الليل. تبحث الحيوانات عن الطعام في أوقات محددة من اليوم. ينام البعض في الليل ويأكلون أثناء النهار. يأكل الآخرون في الليل وينامون أثناء النهار. غالبًا ما تتحكم فترات الضوء والظلام خلال فترة 24 ساعة في مثل هذه السلوكيات.
ساعات أجسادنا الداخلية
عندما يصبح الجزء المضاء من دورة الليل والنهار أطول ، قد تتغير ردود أفعال النباتات والحيوانات. على سبيل المثال ، يحدد عدد ساعات الظلام متى تنمو العديد من الأشجار الأوراق في الربيع ، ومتى تزهر ، ومتى تنام في الخريف. ليست كل النباتات حساسة لدورات الضوء والظلام. لكن تلك الموجودة والتي تعيش بالقرب من أضواء الشوارع أو غيرها من الأضواء طوال الليل قد لا تكون في حالة سبات عندما أو لفترة طويلة كما هي بشكل طبيعي. بدلا من ذلك ، فإنها تنمو طوال العام. يمكن أن يقلل ذلك من احتمال تعامل هذه النباتات مع الظروف المجهدة بشكل جيد ، مثل الجفاف أو افتراس الأوراق بواسطة الحشرات والفطريات.
تتأثر الحيوانات أيضًا بالأضواء في الليل. وليس فقط بسبب تغيير ساعات أجسادهم.
في المدن الكبيرة ، يمكن ترك الأضواء داخل المباني مضاءة في الليل ، على الرغم من عدم وجود أحد يعمل. تجذب هذه الأضواء الطيور المهاجرة التي غالبًا ما تسافر ليلاً. تطورت هذه الطيور لاستخدام الأضواء البعيدة الخافتة لتوجيه رحلاتها. قد تربك أضواء المدينة الساطعة الطيور الآن. يتم رسمها حول مبنى مضاء جيدًا مثل العث حول ضوء الشارع. يستمر هذا حتى تسقط الطيور على الأرض منهكة. هم الآن عرضة لتهديدات أخرى ، مثل الكلاب أو القطط أو المركبات. تموت ملايين الطيور نتيجة هذا الضوء الاصطناعي ليلاً كل عام ، وفقًا لجمعية أودوبون الوطنية.
يمكن أن تسبب المناطق ذات الإضاءة الزاهية بالقرب من الشواطئ نوعًا مختلفًا من المشكلات للسلاحف البحرية.
مرة واحدة في السنة ، تأتي الإناث إلى الشاطئ ليلًا لفترة كافية لحفر حفرة في رمال الشاطئ. هناك وضعوا مجموعة من البيض. يعكس الماء ضوء القمر والنجوم. هذا عادة ما يجعل المحيط يبدو أكثر إشراقًا من الشاطئ. تستخدم إناث السلاحف هذا الاختلاف في الإضاءة للعثور على مواقع آمنة لأعشاشها.
بعد وضع بيضها ، تقوم السلاحف بتنظيف الرمل فوقها. ثم يعودون إلى البحر مسترشدين بالقمر وينعكس ضوء النجوم على الماء. بعد حوالي شهرين ، تفقس صغار السلاحف وتشق طريقها للخروج من تلك الأعشاش. هم أيضًا يستخدمون التوهج الطبيعي للقمر والنجوم لإيجاد طريقهم إلى البحر.
أو فعلوا.
لقد غيّرت الإضاءة الحضرية ذلك. قام الناس ببناء الفنادق والمنتجعات والمنازل على طول الشواطئ حيث تعشش السلاحف البحرية. في الليل ، تتألق تلك المباني المضاءة جيدًا أكثر من المحيط. يمكن أن يؤدي ذلك إلى إرباك السلاحف. أفاد الناس بالعثور على إناث بالغة في حمامات السباحة ومواقف السيارات والطرق ، يلاحظ جوين أوبرهولتزر. وهي متخصصة في الإضاءة في منظمة Sea Turtle Conservancy في غينزفيل ، فلوريدا.
يمكن أن يتم الخلط بالمثل السلاحف الصغيرة. في فلوريدا وحدها ، أفاد أوبرهولتسر أن "عشرات الآلاف من صغار السلاحف البحرية يصابون بالارتباك كل عام." في النهاية سيموت معظمهم من الإرهاق والعطش.
ولكن حتى السلاحف المشوشة التي تجد طريقها إلى البحر قد لا تكون خالية من المنزل. وأوضحت أن الكثيرين أهدروا الكثير من الطاقة المتجولة ، كما أوضحت ، للبقاء على قيد الحياة كما كان الحال في الماضي. وهذا يقلل من احتمال وصولهم إلى الموائل البحرية المهمة التي توفر الكثير من الطعام وقليلًا من الحيوانات المفترسة ، كما تقول.
يستغرق الأمر سنوات حتى تصل صغار السلاحف إلى سن التكاثر. حتى ذلك الحين ، كانوا يعيشون في المحيط. فقط عندما تكون هذه الزواحف قديمة بما يكفي لوضع البيض الخاص بها ، فإنها ستصل لفترة وجيزة إلى الشاطئ - وفقط إلى موقع التعشيش الذي ولدت فيه. هذا التأخير الممتد لسنوات يجعل من الصعب على العلماء تحديد كيف غيّرت الإضاءة صحة مجموعة من السلاحف البحرية التي ولدت في أي عام معين.
يمكن أن يؤثر التلوث الضوئي على الخفافيش أيضًا. عدد قليل من الأنواع تجني الفوائد. قد يجدون ثروة من الطعام بين الحشرات التي تنجذب إلى أضواء الشوارع. لكن قد يتجنب البعض الآخر المناطق المضاءة ، كما يلاحظ دانيال ليوانزيك. إنه عالم بيئة سلوكي يدرس الخفافيش والتلوث الضوئي. (يدرس عالم البيئة السلوكية كيفية استجابة الحيوانات لجوانب مختلفة من بيئتها). يعمل ليوانزيك الآن في معهد ماكس بلانك لعلم الطيور في Seewiesen ، ألمانيا. قد تمنع المصابيح الكهربائية الخفافيش من الوصول إلى المناطق التي تحتاج إلى إطعامها ، وهو قلق.
في دراسة عام 2014 ، سافر ليوانزيك إلى كوستاريكا لفحص تأثيرات الإضاءة الليلية على تناول الخفافيش. في ذلك الوقت ، عمل في معهد لايبنتز لأبحاث حدائق الحيوانات والحياة البرية في برلين ، ألمانيا. أمسك الخفافيش لمجموعة واحدة من الاختبارات ووضعها في قفص طيران. كان لديها منطقتين أصغر. كل من هذه تحتوي على الفلفل. إنه طعامهم المفضل. كان أحد جوانب القفص مضاء جيدًا والآخر مظلمًا. بين الساعة 6:30 مساءً وفي الساعة 2:00 صباحًا ، أحصى عدد المرات التي دخلت فيها الخفافيش كل حاوية. وكان من المرجح أن يأكلوا على الجانب المظلم أكثر بمرتين من تلك التي كانت مضاءة جيدًا.
لمعرفة ما إذا كانت الخفافيش تتصرف بنفس الطريقة في البرية ، قام بتسجيلها وهي تبحث عن الطعام في الغابة المطيرة. وجد بعض نباتات الفلفل تنمو بعمق في الفرشاة. كان البعض الآخر ينمو في موقع مضاء ليلاً بواسطة بخار الصوديوم أضواء. هذه تعطي توهج برتقالي. (إنها نوع شائع الاستخدام في إنارة الشوارع.)
وجد ليوانزيك أن الخفافيش أكلت كل الفاكهة الناضجة من النباتات في المناطق غير المضاءة في غضون ثلاث ساعات من غروب الشمس. قاموا بزيارة المناطق المضاءة فقط بعد ذهاب الفاكهة الأخرى. علاوة على ذلك ، لم يأكلوا منه كله ، كما فعلوا في المناطق غير المضاءة. لقد أكلوا 78 في المائة فقط من الفاكهة في النباتات المضاءة. وكان هذا السلوك خاصًا بالأضواء الكهربائية. وجد أن الضوء الطبيعي للبدر لم يمنعهم من تناول الفلفل.
يمكن أن يُحدث لون الإضاءة الليلية أيضًا فرقًا كبيرًا في الحياة البرية.
تنبعث من العديد من مصابيح الشوارع اللون الأحمر و الأشعة تحت الحمراء (In-frah-RED) الأطوال الموجية للضوء. يشمل الطيف الكهرومغناطيسي جميع أنواع الضوء. الأشعة تحت الحمراء تتجاوز الضوء الأحمر الذي يمكن للناس رؤيته. نكتشف الأشعة تحت الحمراء كحرارة. تستخدمه بعض النباتات لتحديد موعد الإزهار ، نظرًا لأن الليالي الدافئة عادة ما تكون علامة على دخول المناخ في دورة الاحترار. قد تزدهر هذه النباتات في وقت أبكر من المعتاد عند تعرضها للضوء الاصطناعي في الليل - ولكن فقط على جانب النبات الذي يتلقى هذا الضوء الليلي.
يؤثر الضوء الأحمر على بعض الطيور. تميل الطيور المهاجرة إلى استخدام المجال المغناطيسي للأرض لتجد طريقها أثناء سفرها ليلاً. لكن يبدو أن أدمغتهم تتطلب أطوال موجات زرقاء وخضراء للاستفادة من إشارات المجال المغناطيسي هذه. يمكن أن تتداخل أطوال موجية معينة - الأطول منها في النطاق الأحمر - مع قدرة الطائر على استخدام المجالات المغناطيسية للإرشاد. لذلك قد تطير الطيور المصابة عن مسارها. أظهرت الدراسات أن استبدال الأضواء ذات الطول الموجي الطويل (الضارب إلى الحمرة) بأخرى ذات أطوال موجية أقصر (خضراء) يساعد الطيور المهاجرة على البقاء في مسارها.
تأثيرات الضوء على الأشخاص
لكن الضوء الاصطناعي قصير الموجة ليس دائمًا حميدًا. الثنائيات الباعثة للضوء ، أو مصابيح LED ، غالبًا ما تتوهج في هذا الجزء من طيف الضوء. أصبحت هذه المصابيح الموفرة للطاقة شائعة في السنوات الأخيرة. وتنبعث منها البيضاء الساطعة الكثير من الضوء الأزرق (الطول الموجي القصير). يمكن أن يخدع هذا اللون الجسم ليجعله يعتقد أنه نهار ، حتى عندما "تعرف" أجسادنا أن الوقت متأخر في الليل.
تأثير هذه الأضواء قوي بشكل خاص لأن مصابيح LED أكثر سطوعًا من القمر أو النجوم ، يلاحظ الأبيض. يقول إن هذه المصابيح الإلكترونية تمنع أعيننا من التكيف مع الظلام. وقد تظهر في كل مكان ، من المصابيح وشاشات الساعات الرقمية إلى الأضواء الليلية وأجهزة الكمبيوتر اللوحية وشاشات الهواتف الذكية.
نظرًا للانتشار المتزايد للأجهزة الإلكترونية ، يعاني القليل من الناس من الظلام الدامس حتى في منازلهم في الليل. في وقت النوم ، ينزف الضوء المنبعث من مصابيح الشوارع أو السيارات حول حواف أغطية النوافذ. حتى الأضواء الصغيرة على شحن الأجهزة الإلكترونية أو الأرقام المتوهجة على راديو الساعة يمكن أن تعطل قدرتنا على الرؤية في الظلام.
ولعل من المدهش أن مثل هذه المستويات المنخفضة من الضوء في الليل قد تؤثر أيضًا على الصحة.
تلاحظ تريسي بدروسيان أن "الضوء في الليل يعطل النوم لدى البشر". باحثة تركز على الجينات والسلوك ، وتعمل في معهد سالك للدراسات البيولوجية في لا جولا ، كاليفورنيا. تشير إلى أن ضعف النوم "يمكن أن يكون له العديد من الآثار السلبية على الصحة والسلوك".
لكنها تلاحظ أن الضوء في الليل يفعل أكثر من مجرد حرمان الناس من الراحة. إنه شيء أظهرته في الاختبارات مع الهامستر. مع تلاشي الضوء في المساء ، تنتج أدمغة كل من الناس والهامستر هرمونًا في المخ يسمى الميلاتونين (Mel-uh-TOH-nin). يجعلنا نشعر بالاستعداد للنوم. لكن فريقها أظهر أن تعريض الهامستر حتى للضوء الخافت يقلل من كمية الميلاتونين التي تصنعها أجسادهم.
علاوة على ذلك ، أظهرت أدمغة الهامستر أيضًا انخفاضًا في عدد نقاط الاشتباك العصبي الموجودة. نقاط الاشتباك العصبي هي أماكن بين خليتين عصبيتين تنتقل عبرهما الإشارات العصبية. يلاحظ بدروسيان حدوث انخفاض مماثل في الأشخاص المصابين بالاكتئاب. وحيواناتها مع هذا التغيير في الدماغ تتصرف كما لو كانت مكتئبة. لقد تحركوا بمعدل أقل وأظهروا اهتمامًا أقل بالتجارب الممتعة ، مثل شرب الماء المحلى.
بالنسبة للناس ، يقول بدروسيان ، قد يكون للضوء في الليل "ضربة مزدوجة" - النوم المتقطع وخطر الإصابة بالأمراض. في الواقع ، اقترح عدد متزايد من الدراسات وجود صلة بين الضوء في الليل وزيادة خطر الإصابة بسرطان الثدي (انظر الاستشهادات أدناه). وقد اقترحت بعض التجارب أن انخفاض إنتاج الميلاتونين قد يلعب دورًا في ذلك.
يقترح بيدروسيان أن المراهقين يجب أن يحاولوا تجنب الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وغيرها من الأجهزة المضاءة في الليل. من شأن ذلك أن يسمح لأدمغتهم بوقت كافٍ "مظلم" لتعمل بشكل صحيح.
كما أن اختيار مصابيح LED البيضاء "الناعمة" أو "الدافئة" ، بدلاً من الأبيض "الساطع" يمكن أن يساعد أيضًا ، يضيف White. تنبعث الأضواء البيضاء الناعمة أو الدافئة من الضوء بالقرب من الطرف الأحمر لطيف الألوان. البياض اللامع له أطوال موجية زرقاء أكثر ، والتي تميل إلى محاكاة ضوء النهار. يمكن أن يؤدي تجنب الإضاءة التي تشبه النهار في الليل إلى تحسين النوم والمزاج لدى الأشخاص.
يتشتت الضوء الأزرق بسهولة أكبر من الأجزاء الأخرى من الطيف المرئي. هذا يعني أنه من المرجح أن يرتد الضوء عن الجزيئات الموجودة في الهواء ويخلق توهجًا في مكان مظلم بخلاف ذلك. عندما يحدث ذلك في الداخل (بسبب الأضواء الزرقاء على الأجهزة الإلكترونية) ، فقد يكلفك نومًا جيدًا ليلاً. في الواقع ، نظرت دراسة كورية جنوبية نُشرت في أبريل في تأثيرات ضوء LED من هاتف ذكي على الشباب. يقلل الضوء من النعاس ، ويبطئ من إنتاج الميلاتونين ويقود الناس إلى ارتكاب أخطاء.
يمكن أن يساعد استخدام الأضواء الخافتة أو الدافئة في الهواء الطلق في تقليل وهج السماء ، كما يشير White of the National Park Service. وإذا كنت أنت - أو والداك - تستبدلان مصابيح الإضاءة الخارجية ، ففكر في الحصول على بعض منها يحجب المصباح عن الأنظار ويوجه الضوء نحو الأسفل ، كما يقول. يمنع هذا التوهج والوهج بينما يسلط الضوء على الأرض حيث ستكون هناك حاجة ماسة إليه.
يقول أوبرهولتزر ، المتخصص في السلاحف البحرية ، إن التعامل مع الضوء الخارجي المزعج في الليل "ربما يكون أسهل مشكلة يجب معالجتها". "يمكن إطفاء الضوء. ولا يستمر في البيئة مثل أنواع التلوث الأخرى ". وهذا يجعل هذا النوع من التلوث حلاً سريعًا. وتقول إن على الناس فقط أن يكونوا على دراية بالمشكلة - وأن يعملوا على حلها.
