مقدمة
تكشف الملاحظات الجديدة أن جسيمات الثلج البحري الصغيرة والغارقة تتباطأ بفضل المخاط الذي يحيط بكل جسيم، وذلك وفقًا للفيزيائي راهول تشاجوا من جامعة ستانفورد. تباطؤ هذه الذيول المخاطية سرعة سقوط الجسيمات، وهذا يمكن أن يؤثر على معدل تخزين الكربون في أعماق المحيطات، مما يجعل فهم فيزياء هذا الغوو اللزج مهمًا لفهم مناخ الأرض.
الجسيمات البحرية والمخاط الغامض
يتكون الثلج البحري من النباتات البحرية الميتة والحية والمواد العضوية المتحللة والبراز والبكتيريا وغيرها من الأشياء المائية، وتُلفها المخاط الذي ينتجه الكائنات الحية. يشبه المخاط الذي يعرف بالمخاط اللزج الذي يسد المجاري التنفسية أثناء موسم الفيروسات التنفسية، وهو ما يُعرف بالسائل اللزج المرن. هذه العاصفة تحت الماء ليست سهلة الدراسة. عند مشاهدتها في المحيط، تغرق الجسيمات بسرعة خارج الرؤية. في المختبر، يمكن رؤية الجسيمات لفترات أطول، ولكن الرحلة إلى الشاطئ تؤدي إلى تدهور الثلج البحري الهش وموت الكائنات الحية داخله.
مختبر الفيزياء في البحر
لذلك، قام تشاجوا وزملاؤه ببناء مختبر فيزيائي في البحر. على متن سفينة بحث في خليج ماين، جمع الفريق جسيمات الثلج البحري في أجهزة الفخاخ على عمق 80 مترًا تحت سطح الماء. ثم قاموا بتحميل ما جمعوه في جهاز على متن السفينة، والذي صمم لمراقبة سقوط الجسيمات.
الجسيمات البحرية والمخاط الغامض
لمراقبة تدفق السائل حول الجسيمات، أضاف الباحثون حبيبات صغيرة داخل السائل في آلة الجاذبية. كشف ذلك عن سرعة تدفق السائل حول الجسيمات. أظهرت السرعة المبطئة لتدفق السائل في منطقة على شكل ذيل المذنب حول الجسيم، الذي يكشف عن المخاط الغامض الذي يغرق مع الجسيم.
أهمية البحث
تغرق الجسيمات بسرعة تصل إلى 200 متر في اليوم. يلعب المخاط دورًا كبيرًا في سرعة الغرق. “كلما زاد المخاط، زادت بطء سقوط الجسيمات”، يقول تشاجوا. في المتوسط، يجعل المخاط جسيمات الثلج البحري تستمر مرتين أطول في الـ 100 متر العلوي من المحيط مما كانت عليه في الحالة العادية.
إذا سقط الثلج البحري بما فيه الكفاية في العمق، يمكن أن يخزن الكربون بعيدًا عن الغلاف الجوي. يعتبر ذلك لأن النباتات البحرية الحية، مثل النباتات، تمتص ثاني أكسيد الكربون وتطلق الأكسجين. عندما تتكون النباتات البحرية الثلجية، تأخذ هذا الكربون معها أثناء الغرق. إذا وصلت جسيمة إلى قاع المحيط، يمكن أن تستقر في طبقة في قاع المحيط تخزن الكربون على مدى فترات طويلة. كلما زادت سرعة الجسيمات في الغرق، زادت احتمالية وصولها إلى الهاوية قبل أن تأكلها الكائنات الحية.
يقول الباحثون إن معرفة سرعة غرق الجسيمات مهمة لحساب تأثير المحيط على مناخ الأرض، وكيف يمكن أن يتغير ذلك مع ارتفاع درجة حرارة المناخ. تعتبر المحيطات لاعبين رئيسيين في دورة الكربون على الكوكب، ويقدر العلماء أن المحيطات استوعبت حوالي 30 في المائة من ثاني أكسيد الكربون الذي أطلقه البشر منذ الصناعة. يأمل تشاجوا وزملاؤه أن يتم استخدام نتائجهم لتحسين نماذج المناخ، التي لا تأخذ حاليًا المخاط في الاعتبار.
لذا، فإن هذا المخاط ليس أمرًا يجب التجاهل. “نتحدث عن فيزياء مجهرية”، يقول الفيزيائي من جامعة ستانفورد، مانو براكاش، وهو مشارك في العمل، والذي تم الإبلاغ عنه أيضًا في ورقة تم تقديمها في 3 أكتوبر على موقع arXiv.org. “ولكن ضرب ذلك بحجم المحيط … هذا ما يعطيك حجم المشكلة”.
Source: https://www.sciencenews.org/article/comet-tails-mucus-marine-snow
اترك تعليقاً