كيف تغير الأقمار الصناعية طريقة رصد الغابات؟

تعد الغابات من أهم الوسائل لمكافحة تغير المناخ ، فهي تمتص ثاني أكسيد الكربون وتنظم هطول الأمطار، بالإضافة إلى كونها موطنا لجزء كبير من التنوع البيولوجي. رغم ذلك، لا يزال رصد وفهم عدد كبير من غابات العالم مهمة صعبة حتى باستخدام تقنيات الفضاء المتقدمة. لكن ثمة مشروع جديد قد يُمثّل بداية ما يطلق عليه العلماء "عصر فضاء الغابات".
وعادة ما كان رصد الغابات يعتمد بشكل رئيسي على الفرق الميدانية التي تقوم بقياس الأشجار يدويا، ورسم خرائط التنوع البيولوجي، وتقدير كميات الكربون المخزنة في النظم البيئية، وفق موقع " إيرث".
ورغم أهمية هذه الجهود، كانت العمليات بطيئة وتتطلب جهدا بشريا مكثفا، كما كانت تواجه صعوبة في التضاريس الوعرة أو القيود التمويلية.
وحاليا تُوجّه أدوات علوم الفضاء الحديثة نحو غابات الأرض، وهو جهد عالمي لتغيير فهمنا للغابات عبر النظر إليها من الأعلى.
ثورة الفضاء
وفي 29 أبريل/نيسان الجاري، من المخطط أن تطلق وكالة الفضاء الأوروبية مهمة "الكتلة الحيوية"، التي تشمل إطلاق أول رادار يعمل بالنطاق "بي" (P) إلى الفضاء، بحسب المصدر السابق.
ونطاق "بي" هو نوع من الموجات الراديوية التي تُستخدم في تقنيات الرادار، وتحديدا في رصد الغابات باستخدام الأقمار الصناعية.
وتعمل الموجات الراديوية في هذا النطاق على التفاعل مع الأسطح المختلفة في الغابات، مثل جذوع الأشجار والفروع. وبالتالي توفر تفاصيل دقيقة حول بنية الغابات، بما في ذلك حجم الكتل الحيوية والكربون المخزّن في الأشجار.
وتساعد هذه الميزة على تحسين فهم كيفية تخزين الكربون في الغابات، وهو أمر مهم جدا في سياق مراقبة التغيرات المناخية.
ولن تقتصر مهمة "الكتلة الحيوية" على هذه التقنية المتقدمة فقط، إذ سيلتحق بها قريبا القمر الصناعي "نيسار" (NISAR)، وهو مشروع مشترك بين الولايات المتحدة والهند.
ومن المتوقع أن يمكن المشروع العلماء من الحصول على صورة متعددة الطبقات للغابات، بالاستعانة بتقنيات أخرى مثل رادار "جي إي دي آي" (GEDI) التابع لوكالة الفضاء الأميركية (ناسا)، وهذا يساعد على رصد الأنماط والاتجاهات المتعلقة بصحة الغابات ونموها وفقدانها.
ضرورة للميدان
ورغم التقدم الكبير في تكنولوجيا الفضاء، فإن الأقمار الصناعية لا تستطيع القيام بكل شيء. فعلى سبيل المثال، لا يمكن للأقمار الصناعية قياس الكتلة الحيوية بشكل مباشر أو التعرف على أنواع الأشجار من الفضاء، خاصة في الغابات الاستوائية التي تضم آلاف الأنواع المختلفة.
ولذلك من الضروري أن تتكامل بيانات الأقمار الصناعية مع العمل الميداني الدقيق. فالبحث في الغابات الاستوائية، مثل تلك الموجودة في الأمازون، يتطلب جهدا مستمرا من العلماء الميدانيين الذين يقومون بقياس الأشجار، وتحديد أنواعها، وقياس كثافة الكربون في مختلف أجزاء الغابة.
وبسبب هذا التعقيد البيولوجي، لا يمكن للأقمار الصناعية التمييز بين أنواع الأشجار المختلفة من دون مساعدة من العلماء الميدانيين. كما أن بعض الأنواع تتطلب فحصا مباشرا على الأرض لكي يتم تحديدها بدقة.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

الجزيرة

١٤-٠٥-٢٠٢٥

• الجزيرة

أعشاب البحر.. مخازن الكربون التي تتعرض للتآكل

الأعشاب البحرية هي نباتات بحرية مزهرة تنمو في المياه الضحلة في أجزاء شتى من العالم، من المناطق المدارية إلى الدائرة القطبية الشمالية، وتؤدي هذه النباتات البحرية البسيطة دورا بالغ الأهمية باعتبارها أحواضا كبيرة للغازات الدفيئة، لكن مساهمتها المهمة في التخفيف من تغير المناخ معرضة للخطر. ومن خلال تحليلات قاعدة بيانات عالمية شاملة تضم أكثر من 2700 عينة من تربة الأعشاب البحرية وجد الباحثون في دراسة نشرت بمجلة "نيتشر" أنها تحتجز كميات كبيرة ولكن متفاوتة من المواد العضوية تحت شفراتها الرقيقة، وتعمل كحواجز طبيعية ضد ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. تزدهر أعشاب البحر بالقرب من السواحل، وغالبا ما تواجه التلوث، وجريانا مفرطا للمغذيات وزيادة في الرواسب. ورغم هذه التحديات، تواصل هذه الأعشاب امتصاص الكربون وتخزينه في جذورها والتربة المحيطة بها. كما توفر موائل رئيسية للأسماك، وتسهم في حماية السواحل من التآكل. وتعتمد العديد من الكائنات البحرية عليها للتكاثر والتغذية، مما يجعل الحفاظ عليها أمرا ضروريا للحفاظ على التنوع البيولوجي. ورغم أنها تشغل جزءا صغيرا من قاع البحر، فإنها تحتفظ بنسبة كبيرة من الكربون في تربتها وكتلتها الحيوية، وقد تخزن كربونا عضويا أكثر مما تخزنه بعض الغابات على اليابسة. وتشير الدراسة إلى أن مساهمة الأعشاب البحرية المهمة في التخفيف من تغير المناخ معرضة للخطر لأنها آخذة في الانخفاض عالميا، وقد يؤدي فقدانها إلى تفاقم تغير المناخ من خلال تقليل قدرة عزل الكربون، مما يؤدي إلى تقليص الحاجز الطبيعي المحدود بالفعل ضد انبعاثات غازات الاحتباس الحراري المتزايدة. وأظهرت الدراسة أن الطبقة العليا من تربة الأعشاب البحرية بعمق 4 سنتيمترات تحتوي في المتوسط على نحو 24.2 طنا متريا من الكربون العضوي لكل 9 كيلومترات تقريبا. وكان يُعتقد سابقا أن هذه الأعشاب تكون مخزونا كبيرا من الكربون فقط في مناطق أو أنواع محددة. لكن البيانات الجديدة تُظهر أن حتى الأنواع الصغيرة أو قصيرة العمر قد تخزن كميات كبيرة من الكربون تحت سطح التربة في بعض المواقع، مما يعني أن التدابير الوقائية يجب أن تشمل حتى المناطق ذات الأعشاب القليلة أو الأقل كثافة. وأشار مؤلفو الدراسة إلى أن النباتات الدائمة ذات الأنظمة الجذرية المتينة غالبا ما تُراكم كميات أكبر من الكربون المدفون. ومع ذلك، فإن الأنواع سريعة النمو في البيئات الغنية بالرواسب يمكن أن تجمع أيضا كميات كبيرة من الكربون إذا توفرت الظروف المناسبة. نظام بيئي يتآكل تشهد مواطن الأعشاب البحرية تراجعا عالميا نتيجة التنمية الساحلية وتلوث المياه والصيد باستخدام شباك الجر القاعية، مما يُؤثر سلبًا على قدرتها على تخزين الكربون. ويشير برنامج الأمم المتحدة للبيئة إلى أن الأعشاب البحرية هي من أقل النظم البيئية حماية، وهي تتناقص على مستوى العالم منذ عقود. وتشير التقديرات الأخيرة إلى أن 7% من هذه الموائل البحرية الرئيسية يتم فقدانها في جميع أنحاء العالم سنويا، وهو ما يعادل فقدان مساحة ملعب كرة قدم من الأعشاب البحرية المفقودة كل 30 دقيقة. وعندما تموت النباتات، تصبح طبقاتها المدفونة عرضة للأمواج والتيارات، مما يؤدي إلى تأكسد المادة العضوية وإطلاق كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون، مما يُشكل تحديا حقيقيا أمام جهود الحد من الانبعاثات. وقد تترتب على فقدان هذه الموائل تكلفة اقتصادية عالية، إذ تشير التقديرات إلى أن انبعاثات الكربون الناتجة عنها قد تكلّف نحو 213 مليار دولار عند احتساب 'التكلفة الاجتماعية' للانبعاثات. وتشير الدراسة إلى أن فقدان وتدهور الأعشاب البحرية وغيرها من المركبات العضوية المتطايرة يعرض أيضا منظمة الكربون المخزنة في التربة الأساسية للخطر، حيث قد يتآكل بعضها ويعاد تعليقها وتمعدنها، مما يحول مخزونات منظمة الكربون المتراكمة على مدى قرون إلى مصدر جديد لانبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري. ويتفق العلماء على أن رسم خرائط دقيقة لتوزيع الأعشاب البحرية أمر حيوي، خاصة أن العديد من المروج تظل غير مكتشفة في المناطق النائية، ولا توثّق بعض الأنواع إلا بشكل محدود. ويساعد توفر صورة أوضح على توجيه جهود الحماية بفعالية أكبر.

الجزيرة

٠٦-٠٥-٢٠٢٥

• الجزيرة

علماء يقترحون محاصيل معدلة وراثيا لخفض انبعاثات الكربون

توصل باحثون من جامعة كاليفورنيا إلى أن المحاصيل النباتية المحسنة وراثيا التي تتميز بجذور مكبرة تمثل حلا مثاليا لتحقيق الامتصاص المطلوب من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي. وحسب دراسة جديدة، يمكن لما تسمى "المحاصيل المُعززة بالكربون" -خلال 13 عاما من اعتمادها لأول مرة- إزالة ما بين 0.9 غيغا طن و1.2 غيغا طن سنويا، وهي كمية أكبر بنحو 7 أضعاف من إجمالي تعويضات ثاني أكسيد الكربون المُقدمة حاليا للسوق العالمية. وركز الباحثون من معهد سكريبس لعلوم المحيطات وكلية السياسات والإستراتيجية العالمية بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو على فئة من المحاصيل المعدلة ذات القدرة العالية على التوسع السريع، التي يمكنها امتصاص وترسيب كربون أكثر ديمومة في أنظمتها الجذرية وتخزينه في التربة المحيطة، والتي أطلقوا عليها اسم "المحاصيل المُعزّزة بالكربون". وتُقارن الدراسة الجديدة بين هذا الحل الزراعي بأساليب أخرى مقترحة لإزالة ثاني أكسيد الكربون، وذلك كوسيلة لتوضيح ما يجب فعله لمعالجة أزمة المناخ على نطاق عالمي. وقد استخدم فريق البحث تاريخ التعديل الوراثي لتكوين فكرة عن المدة التي قد تستغرقها "المحاصيل المحسّنة" بالكربون للانتشار على نطاق واسع. وحسب الدراسة، يمكن للمحاصيل المحسنة أن تتكاثر بسهولة أكبر داخل صناعة زراعية ناضجة ذات سجل حافل من الابتكار والقدرة على توسيع نطاق الممارسات والتقنيات الجديدة، على الرغم من التركيز عادة على العائد بدلا من كميات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. ولفهم كيفية توسيع نطاق استخدام المحاصيل المعززة بالكربون، نظر الباحثون إلى ابتكارات أخرى من الماضي أدت إلى تحسين المحاصيل، مثل إنشاء الهجائن، واستخدام المبيدات الحشرية، وتحسين الأسمدة، وتناوب المحاصيل. حلول قيد الدرس وقال المؤلفون إن الإستراتيجيات الأخرى تستغرق وقتا حتى تنضج، لأنها تعتمد على إنشاء صناعات جديدة من الصفر، كما أنها تتطلب سنوات من الاختبار لضمان نجاحها على النحو المتوقع دون المخاطرة بعواقب غير مقصودة. ووجدوا أن الابتكار الجديد قد حقق تقدما أسرع بكثير من الابتكارات الأخرى بفضل بنية تحتية راسخة للمعرفة والتسويق داخل قطاع الزراعة. وقد قدر العلماء الذين ساهموا في الدراسة إذا كان للمجتمع أن يحظى بفرصة مواجهة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية، فإنه يتعين عليه أن يجد طريقة لإزالة ما بين 5 إلى 16 مليار طن من الغازات المسببة للاحتباس الحراري كل عام. ووجد العلماء الذين أجروا الدراسة أنه في الدول التي تسمح بالمحاصيل المُعدلة وراثيا، استغرق الأمر 11 عاما في المتوسط للانتقال من التبني المبكر إلى الاستخدام الواسع النطاق. وقالت الباحثة الرئيسية في الدراسة فاجياني دياس، وهي خبيرة المناخ في معهد سكريبس لعلوم المحيطات، إن "هناك إجماعا في المجتمع العلمي على أنه سيتعين علينا توسيع نطاق إزالة ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير للوصول إلى صافي الصفر، بالإضافة إلى الحد بشكل كبير من انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري". وتقدم الدراسة تحليلا لتحديات توسيع نطاق إزالة ثاني أكسيد الكربون، وتقترح إطار عمل لتقدير مدى سرعة ومدى إمكانية توسيع نطاق التقنيات الناشئة، التي تتسم بقدر كبير من عدم اليقين، مشيرة إلى أن عدم القيام بذلك في الوقت المناسب يُعرّض الكوكب لخطر تغيرات مناخية كارثية، وفشل المحاصيل، وانتشار الأمراض. ولا تسمح جميع الدول بزراعة المحاصيل المعدلة وراثيا، وخاصة المحاصيل الغذائية، ولم ينتشر هذا التعديل إلا في حوالي 13% من إجمالي الأراضي الزراعية في العالم. وقد يواجه استخدام المحاصيل المُعززة بالكربون سقفا مماثلا ما لم تُقدَّم حوافز، مثل أرصدة الكربون، للدول التي تتبنى هذه الممارسة. وتشير الدراسة إلى أن فوائد المحاصيل المُحسنة بالكربون كبيرة، لكنها لن تكون كافية بمفردها، وترى دياس أن جميع هذه الجهود يجب أن تكون جزءا فقط من جهد عالمي لإزالة الكربون. ووصلت كمية الانبعاثات العالمية من ثاني أكسيد الكربون إلى مستوى قياسي بلغ 36.8 مليار طن متري عام 2023، وتشير دراسات جديدة إلى أن الغابات المطيرة والنظم البيئية الأرضية الأخرى تعاني من ضغوط شديدة بسبب ارتفاع درجات الحرارة والجفاف، مما أثر على قدرتها على امتصاص الكربون.

الجزيرة

٠٤-٠٥-٢٠٢٥

• الجزيرة

غبار الصحراء الكبرى يضعف الطاقة الشمسية في أوروبا

تسعى أوروبا إلى تحقيق انتقال واسع نحو الطاقة الشمسية والوصول إلى حصة 32% من الطاقة المتجددة بحلول عام 2030 لتحقيق أهداف الطاقة والمناخ، لكن ظاهرة جوية مقلقة تعرقل مسار هذا النمو، وهو غبار الصحراء الكبرى. ويشير بحث جديد عُرض في مؤتمر الاتحاد الأوروبي للعلوم الجيولوجية (EGU25) إلى أن الغبار الذي تحمله الرياح من شمال أفريقيا لا يقلّل من توليد الكهرباء من الطاقة الكهروضوئية في أنحاء أوروبا فحسب، بل يجعل التنبؤ بها أكثر صعوبة. وفي البحث الذي عرض بعنوان "ظل الرياح: توليد الطاقة الكهروضوئية تحت سماء أوروبا المُغبرة"، كشف الدكتور جيورجي فارغا وزملاؤه من مؤسسات مجرية وأوروبية كيف تعطل السماء المغبرة أداء الطاقة الكهروضوئية، وتشكل تحديا لنماذج التنبؤ الحالية. واستند البحث إلى بيانات ميدانية استخلصت من أكثر من 46 حادثة انتقال لعواصف ترابية بين عامي 2019 و2023، ويغطي كلا من أوروبا الوسطى (المجر) وجنوب أوروبا (البرتغال، وإسبانيا وفرنسا، وإيطاليا، واليونان). وتطلق الصحراء الكبرى الأفريقية مليارات الأطنان من الغبار الناعم في الغلاف الجوي سنويا، وتصل عشرات الملايين من الأطنان منه إلى سماء أوروبا عبر حركة الرياح والتيارات الهوائية. إعلان ويشير البحث إلى أن هذه الجسيمات تُشتّت ضوء الشمس وتمتصه، وتقلل من الإشعاع على السطح، وقد تُعزز تكوّن السحب أيضا، مما يضعف إنتاج الطاقة الكهروضوئية في البلدان الأوروبية. ووجد الباحثون أن أدوات التنبؤ التقليدية، التي تستخدم مناخات الهباء الجوي الثابتة، غالبا ما تُخفق في تحقيق أهدافها خلال هذه الأحداث. لذا يوصي الفريق بدمج بيانات حمل الغبار شبه الآنية وربط الهباء الجوي بالسحب في نماذج التنبؤ. وسيسمح هذا -حسب الباحثين- بجدولة أكثر موثوقية للطاقة الشمسية، وتحسين الاستعداد للتقلبات التي يُحدثها الغبار الجوي. وقال الدكتور فارغا إن هناك حاجة متزايدة لأساليب التنبؤ الديناميكية التي تأخذ في الاعتبار العوامل الجوية والمعدنية، فمن دونها، فإن خطر ضعف الأداء وعدم استقرار الشبكة سوف ينمو فقط مع تزايد حصة الطاقة الشمسية في مزيج الطاقة الأوروبية. إلى جانب التأثيرات الجوية، يُشير الفريق أيضا إلى الآثار طويلة المدى للغبار على البنية التحتية المادية للألواح الشمسية، بما في ذلك التلوث والتآكل، وهما عاملان قد يُقللان الكفاءة ويزيدان تكاليف الصيانة. ومن المفترض أن يُسهم هذا البحث في الجهود الجارية بالاتحاد الأوروبي لتحسين القدرة على التكيف مع تغير المناخ وإدارة الطاقة المتجددة، حيث شكلت الطاقة الشمسية 4% من إجمالي توليد الكهرباء في الاتحاد الأوروبي، في الأشهر الخمسة الأولى من عام 2025، مقارنة بـ3% في عام 2024. وتُعد الطاقة الشمسية أكثر استدامة بنحو 20 ضعفا مقارنة بالوقود الأحفوري. وتشير دراسة أجراها معهد "فراونهوفر" الألماني لأنظمة الطاقة الشمسية (ISE) إلى أن الطاقة الشمسية تُصدر 30 غراما فقط من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوواط ساعة، مقارنة بـ600 غرام للكهرباء المولدة من الوقود الأحفوري.