تغير المناخ يؤثر في امتصاص التربة لغاز الميثان

بدأ العلماء من معهد الجغرافيا التابع لأكاديمية العلوم الروسية وكلية علوم التربة بجامعة موسكو الحكومية بدراسة معدلات امتصاص التربة للميثان من الغلاف الجوي، وذلك باستخدام نماذج رياضية مستقلة. فاتضح أن تغير المناخ سيؤدي إلى زيادة امتصاص غاز الدفيئة المهم هذا.

وقد أعلن الباحث في معهد الجغرافيا دميتري كاريلين: “أن القيمة المتوسطة الحسابية التي استخدمتها مجموعة من النماذج الرياضية تصف بشكل مقبول معدلات امتصاص الميثان، وبالتالي يمكن استخدامها بنجاح للتنبؤ. وعلى سبيل المثال، من الواضح أنه إذا تابعنا التغيرات المناخية المرصودة حاليا، فمع ارتفاع درجة الحرارة وزيادة جفاف التربة، وكذلك مع الزيادة العامة في نسبة تركيز غاز الميثان في الغلاف الجوي، يجب علينا أن نتوقع زيادة في امتصاصه، وهو تأثير إشعاعي إيجابي بالنسبة لنا في ظروف الاحتباس الحراري”.

وأعاد الباحث إلى الأذهان أن الميثان هو أحد أهم غازات الدفيئة الذي يتشكل في المحيط الحيوي الذي يواجه نقصا في الأكسجين. وتقّدر مساهمة الميثان في ظاهرة الاحتباس الحراري بنسبة 19٪. وهو ثاني غازات الدفيئة بعد ثاني أكسيد الكربون الذي تُقدر مساهمته بنسبة 64%.

ومن المعروف أن الميثان يتحلل أساسا في أثناء التفاعلات الكيميائية الضوئية في الغلاف الجوي، ولا يتجاوز امتصاصه البيولوجي نسبة 5%. وقد أصبحت الغابات من أهم المصادر لغاز الميثان بين النظم البيئية. أما الحرث المستمر لتربة تشيرنوزيم (التربة السوداء)، مع الاستخدام المنتظم للأسمدة النيتروجينية، فيؤدي إلى انخفاض نسبة الامتصاص بمقدار 2-3 أضعاف.

ومضى الباحث قائلا:” لقد أجرينا الحسابات باستخدام عدد من النماذج الرياضية المعروفة. وعند ذلك كان من المهم اختيار النماذج التي يسهل حسابها باستخدام البيانات الميدانية. وعلى سبيل المثال، استخدام مؤشرات مهمة لسرعة امتصاص الميثان بواسطة البكتيريا ونسبة تركيزه في الجو، ودرجة حرارة ورطوبة التربة، وتركيبها الميكانيكي وكثافتها، وهطول الأمطار، وما إلى ذلك.

وتستخدم النماذج الرياضية المختلفة مجموعات مختلفة من المؤشرات. ومع ذلك، فإن جميعها تحدد بطريقة أو بأخرى معدل تسلل جزيئات الغاز عبر طبقة التربة، ولكن ليس من التربة إلى الغلاف الجوي، بل على العكس من ذلك، من الغلاف الجوي إلى التربة. وبما أن غاز الميثان لا يتكون في أعماق التربة فإن وجوده في طبقة الهواء القريبة من الأرض أكثر منه في التربة، وغالبا ما يكون انتشار أي مادة موجها من المنطقة ذات مستوى تركيزه الأعلى نحو المنطقة ذات مستوى التركيز الأسفل”.

ومن أجل التحقق من القيم المحسوبة التي تم الحصول عليها باستخدام النماذج الرياضية، استخدم العلماء قياساتهم الخاصة لمعدل امتصاص الميثان في الظروف الميدانية. وأجريت مثل هذه القياسات في منطقة كورسك الروسية التي تتميز بتربتها السوداء ( تشيرنوزيوم) وفي النظم البيئية الأكثر تميزا بالنسبة لهذه التضاريس، مثل الغابات والسهوب والأراضي الصالحة للزراعة المستصلحة وغير المستصلحة.