Bugün öğrendim ki: Sahra Çölü'nden her yıl 27 milyon ton tozun Amazon havzasına, 43 milyon ton tozun ise Karayip Denizi'ne çöktüğü belirtiliyor.
Dünyanın en büyük, en sıcak çölünü en büyük tropikal yağmur ormanına ne bağlar?
Sahra Çölü, Afrika'nın kuzey üçte birlik kesimini kaplayan neredeyse kesintisiz kahverengi bir kum ve çalılık şerididir. Amazon yağmur ormanı ise Güney Amerika'nın kuzeydoğusunu kaplayan nemli ormandan oluşan yoğun yeşil bir kütledir. Ancak Sahra üzerinden güçlü rüzgarlar estiğinde, havada ten rengi bir bulut yükselir, kıtalar arasında uzanır ve çöl ile ormanı birbirine bağlar. Bu toz. Ve çok miktarda toz.
NASA uydusu ilk kez, bu kıtalararası yolculuğu yapan toz miktarını üç boyutlu olarak ölçtü. Bilim insanları sadece tozun hacmini değil, aynı zamanda çöllerin bir zamanlar göl yatağı olmasının kalıntısı olan Sahra kumlarında kalan fosforun ne kadarının gezegenin en ıssız yerlerinden birinden en verimli yerlerinden birine okyanus üzerinden taşındığını da hesapladı.
Amerikan Jeofizik Birliği'nin bir dergisi olan Geophysical Research Letters'ta 24 Şubat'ta yayımlanan yeni bir makale, bu fosfor taşımacılığının birden fazla yıl üzerindeki ilk uydu tabanlı tahminini sunuyor, makalenin baş yazarı, Maryland Üniversitesi'nde atmosfer bilimcisi olan ve Greenbelt, Maryland'deki NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nde çalışan Hongbin Yu, dedi. Yu ve meslektaşları tarafından 8 Ocak'ta Remote Sensing of the Environment'ta çevrimiçi yayımlanan bir makale, Sahra'dan Amazon'a genel toz taşımacılığının ilk çok yıllık uydu tahminini sağladı.
Tozun bu kıtalararası yolculuğu, tozun içinde ne olduğu nedeniyle önemlidir, dedi Yu. Özellikle, Chad'deki Bodélé Çöküntüsü'nden alınan toz, ölü mikroorganizmalardan oluşan kaya minerallerinin fosforla yüklü olduğu eski bir göl yatağıdır. Fosfor, Amazon yağmur ormanının gelişmek için güvendiği bitki proteinleri ve büyümesi için temel bir besindir.
Ticari gübrelerde bulunanlarla aynı besinler Amazon topraklarında az bulunur. Bunun yerine bitkilerin kendilerine kilitlenirler. Düşen, çürüyen yapraklar ve organik madde, toprağa girdikten sonra bitkiler ve ağaçlar tarafından hızla emilen besinlerin çoğunu sağlar. Ancak fosfor dahil bazı besinler yağışlarla akarsu ve nehirlere yıkanır ve yavaşça sızan bir küvet gibi Amazon havzasından dışarı akar.
Yu, Sahra tozundan Amazon topraklarına ulaşan fosforun yılda tahmini 22.000 tonunun, yağmur ve sellerden kaybedilen miktarla aşağı yukarı aynı olduğunu söyledi. Bu bulgu, toz ve aerosollerin çevredeki rolünü ve yerel ve küresel iklim üzerindeki etkilerini anlamaya yönelik daha büyük bir araştırma çabasının bir parçasıdır.
Rüzgardaki Toz
"Tozun birçok yönden çok önemli olduğunu biliyoruz. Dünya sisteminin temel bir bileşenidir. Toz iklimi etkileyecek ve aynı zamanda iklim değişikliği de tozu etkileyecektir," dedi Yu. Bu etkilerin neler olabileceğini anlamak için, "Öncelikle iki temel soruyu cevaplamaya çalışmalıyız. Ne kadar toz taşınıyor? Ve toz taşınımı miktarı ile iklim göstergeleri arasındaki ilişki nedir?"
Yeni toz taşınımı tahminleri, NASA'nın Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation veya CALIPSO uydusundaki bir lidar cihazı tarafından 2007'den 2013'e kadar toplanan verilerden türetildi.
Veriler, rüzgar ve havanın yılda ortalama 182 milyon ton toz topladığını ve bunu Sahra'nın batı kenarını (15G boylamında) geçtiğini gösteriyor. Bu hacim, tozla dolu 689.290 yarı kamyona eşdeğerdir. Toz daha sonra Atlantik Okyanusu üzerinden 1.600 mil yol kat eder, ancak bir kısmı yüzeye düşer veya yağmurla gökyüzünden temizlenir. Güney Amerika'nın doğu kıyısına yakın bir yerde, 35G boylamında, 132 milyon ton havada kalır ve 27,7 milyon tonu - 104.908 yarı kamyonu doldurmaya yetecek kadar - Amazon havzası üzerine düşer. Yaklaşık 43 milyon ton toz daha uzağa giderek 75G boylamını geçerek Karayip Denizi üzerine yerleşir.
Yu ve meslektaşları, gezegendeki en büyük toz taşınımı olduğu için Sahra tozunun Atlantik Okyanusu üzerinden Güney Amerika'ya ve oradan Karayip Denizi'ne olan taşınımına odaklandılar.
Bodélé Çöküntüsü'nden ve Barbados ile Miami'deki yer istasyonlarından toplanan toz, bilim insanlarına Sahra tozundaki fosfor oranına dair bir tahmin sağlıyor. Bu tahmin, bu toz taşınımından Amazon havzasına ne kadar fosfor düştüğünü hesaplamak için kullanılır.
Yedi yıllık veri kaydı, uzun vadeli eğilimleri incelemek için çok kısa olmasına rağmen, toz ve diğer aerosollerin okyanus üzerinde hareket ederken nasıl davrandıklarını anlamak için yine de çok önemlidir, dedi CALIPSO'nun NASA'nın Virginia'daki Langley Araştırma Merkezi'nde proje bilimcisi olan Chip Trepte, her iki çalışmaya da dahil olmayan.
"Ölçüm kaydına ihtiyacımız var, bu aerosol taşınımında oldukça sağlam, oldukça tutarlı bir model olup olmadığını anlamak için," dedi.
Verilere yıllara göre bakmak, bu modelin aslında oldukça değişken olduğunu gösteriyor. 2007'deki en yüksek taşınan toz miktarı ile 2011'deki en düşük miktar arasında yüzde 86'lık bir değişim vardı, dedi Yu.
Bu kadar çok varyasyon neden? Bilim insanları bunun Sahra'nın güney sınırındaki uzun yarı kurak arazi şeridi olan Sahel'deki koşullarla ilgili olduğuna inanıyor. Toz taşımacılığındaki değişiklikleri çeşitli iklim faktörleriyle karşılaştırdıktan sonra, Yu ve meslektaşlarının korelasyon bulduğu faktör, Sahel'deki bir önceki yılın yağışları oldu. Sahel yağışları arttığında, ertesi yılın toz taşınımı daha düşüktü.
Korelasyonun ardındaki mekanizma bilinmiyor, dedi Yu. Olasılıklardan biri, artan yağışların daha fazla bitki örtüsü ve Sahel'de rüzgar erozyonuna daha az açık toprak anlamına gelmesidir. İkinci, daha olası bir açıklama, yağış miktarının, nihayetinde tozu hem Sahel'den hem de Sahra'dan okyanus üzerindeki uzun yolculuğa dayanabilmesi için üst atmosfere süpüren rüzgarların dolaşımıyla ilgili olmasıdır.
CALIPSO, atmosferdeki toz katmanlarının yüksekliği hakkında değerli bilgiler gösteren veri "perdeleri" toplar. Tozun hangi yükseklikte seyahat ettiğini bilmek, o tozun nereye gideceğini ve tozun şimdi ve gelecekteki iklim senaryolarında Dünya'nın ısı dengesi ve bulutlarıyla nasıl etkileşime gireceğini anlamak ve nihayetinde bilgisayarları kullanarak modellemek için önemlidir.
"Rüzgar akımları farklı yüksekliklerde farklıdır," dedi Trepte. "Bu, toz taşımacılığının üç boyutta nasıl göründüğüne dair anlayış sağlamak ve ardından iklim çalışmaları için kullanılan bu modellerle karşılaştırmak için bir adımdır."
İklim çalışmaları, küreselden Amazon gibi önümüzdeki yıllarda meydana gelebilecek bölgesel değişikliklere kadar çeşitli kapsamları kapsar. Amazon, tozun yanı sıra yangınlardan kaynaklanan duman ve bitkilerin kendilerinin saldığı bakteri, mantar, polen ve sporlar gibi biyolojik parçacıklar gibi diğer birçok aerosol türüne de ev sahipliği yapmaktadır. Gelecekte Yu ve meslektaşları, bu aerosollerin yerel bulutlar üzerindeki etkilerini ve bunların Afrika'dan gelen tozdan nasıl etkilendiğini araştırmayı planlıyorlar.
"Burası küçük bir dünya," dedi Yu, "ve hepimiz birbirimize bağlıyız."