جیم السر و تیم تحقیقاتی اش یک جلبک سبز رنگدانه‌دار قرمز که در مناطق مرتفع آلپ و قطبی سراسر جهان یافته اند و بر این باورند که می تواند نقش مهمی در ذوب یخچال ها و میدان های برفی داشته باشد.
به گزارش تکناک، برف درخشان سفید تازه، انعکاسی ترین سطح طبیعی روی کره زمین است.
هنگامی که شکوفه های جلبکی شکل می گیرند، برف را تیره می کنند، و گرمای بیشتری را جذب می کند که باعث ذوب سریع تر برف می شود که می تواند یک حلقه بازخورد ایجاد کند. با افزایش دما و ذوب برف بیشتر، جلبک برفی که به مواد مغذی، آب سبک و مایع نیاز دارد شکوفا و منبسط می شود. شکوفه جلبکی زیستگاه خود را تغییر می دهد و به نظر می رسد که در این فرآیند زیستگاه های اطراف را نیز تغییر می دهد. بیش از نیمی از کل رواناب در غرب ناشی از ذوب برف است، اما میزان مشارکت جلبک های برف در ذوب شدن در حال حاضر در مدل های استاندارد ذوب برف گنجانده نشده است. این دانشمندان امیدوارند که کارشان بتواند به ما در درک بهتری در مورد نقشی که جلبک ها در تغییرات آب و هوایی ایفا می کنند به ما بدهد.
تابستان امسال، محققانی از سراسر کشور از کوه‌های واشنگتن، اورگان، وایومینگ، یوتا و مونتانا عبور کردند و به دنبال برف لکه‌دار بودند. آنها نمونه هایی را جمع آوری کردند و خاصیت انعکاس تکه های جلبک برفی را آزمایش کردند. گاهی اوقات، آنها خیلی دیر به یک منطقه می رسیدند و فقط حوضچه هایی از آب قرمز خونی جایی که تکه هایی از برف و جلبک قبلاً آب شده بودند را پیدا می کردند. در حقیقت یافتن برف دست نخورده برای نمونه گیری به مسابقه ای در برابر گرمای تابستان و رشد جلبک تبدیل شده است. السر گفت: این یک شکوفه زودگذر روی یک بستر بی دوام است. برف فصلی در حال باریدن است و اینکه آیا این تکه‌ها جلبک برفی درون خود دارند یا نه، غیرقابل پیش‌بینی است.
خورشید اواخر تابستان در حالی که تکه‌ای از جلبک برفی را بررسی می‌کردیم، بر گردن ما می کوبد. سومین عضو تیم میدانی السر، پابلو آلملا گومز، محقق فوق دکتری در دانشگاه مینه‌سوتا، یک میله چوبی بلند در دست داشت. در انتهای قطب، اسپکترورادیومتر، که به شکل یک لوله کوچک سیاه رنگ است، روی قطعه ای از برف آویزان شده بود. گیرش خاطرنشان کرد: این زیباترین تکه جلبکی است که اخیرا دیده‌ایم. فقط چند برگ سوزنی کاج و سنگریزه های کوچک لکه های قرمز را کک و مک دار می کرد و بقیه آن دست نخورده بود.
دانشمندان از این دستگاه برای ثبت ضریب تابش برف استفاده کردند، اندازه‌گیری اینکه چه کسری از نور خورشید که به سمت پایین می‌تابد، به سمت بالا منعکس میشود. برف قرمز به معنای ضریب تابش پایین تر است، که به معنای جذب بیشتر نور خورشید و ذوب سریع برف است. عوامل دیگری نیز بر ضریب تابش تأثیر می‌گذارند، از جمله خاک، گرد و غبار و خاکستر ناشی از آتش‌سوزی‌های جنگلی. شن و ماسه صحرای گوبی می تواند تا شمال غربی اقیانوس آرام به وزش درآید، در حالی که گرد و غبار کوچک شدن دریاچه نمک بزرگ گاهی کوه های واساچ را می پوشاند.
این تیم همچنین غلظت رنگدانه برف را با یک طیف سنج دیگر اندازه گیری کرد تا بفهمد چه مقدار از طیف رنگ قرمز، از جلبک های برفی تشکیل شده است.
این کار شامل این موارد میشود: اندازه‌گیری محتوای آب برف، جمع‌آوری کیسه‌های نمونه برف و گرفتن یک هسته برفی که در دو لایه شکوفه‌های جلبکی را نشان می دهد و یکی از آنها یک نوار زنگ زده مشخص است که چند اینچ زیر سطح قرار دارد.
بعدا در همان روز، در آزمایشگاهی در دانشگاه مونتانا در ایستگاه بیولوژیکی دریاچه فلت هد، السر و آلملا گومز از این نمونه‌ها برای آزمایش اینکه کدام ورودی به رشد جلبک‌های برفی کمک میکند، استفاده کردند. آنها برف را آب می کنند، آن را با هم مخلوط می کنند و مواد مغذی مانند نیتروژن و فسفر را اضافه می کنند. سپس، پس از 5 تا 10 روز زیر نور رشد در یک انکوباتور سرد، سطح کلروفیل را اندازه گیری می کنند تا ببینند جلبک چقدر رشد کرده است.
این دو نوع مواد مغذی از مکان های متفاوتی به دست می آیند. تحقیقات قبلی نشان می‌دهد که فسفر در سنگ‌هایی که از حرکت توده های یخی ایجاد شده‌اند، یافت میشود، در حالی که نیتروژن از کودهای شیمیایی و و سایر کودها در مناطق کشاورزی اطراف به داخل منطقه دمیده میشود. محققان گمان می کنند که هر دو نوع مواد مغذی رشد جلبک ها را افزایش می دهند، اما آنها به نیتروژن علاقه بیشری دارند. آنها بر این باورند که شکوفه های جلبکی در رشته کوه های صخره ای اطراف ممکن است به دلیل الگوهای وزش باد بین کوهی ایجاد شده باشند و امیدوارند در مورد دینامیک موثر این جریان ها بیشتر بدانند.
کار این تیم بخشی از زمینه کوچک اما رو به رشد تحقیقات جلبک های برفی است. دانشمندان امیدوارند دریابند که چه چیزی به جلبک های برفی اجازه رشد می دهد و احتمال زندگی آنها در کجا بیشتر است. پروژه برف زنده، یک طرح علمی شهروندی که توسط محققان دانشگاه وسترن واشنگتن ایجاد شده است، از اسکی بازان، کوهنوردان و کوهنوردان خواست تا در جمع آوری نمونه های برف صورتی کمک کنند. دانشمندان همچنین شکوفه های جلبکی در کوه های آلپ فرانسه را نیز به این پروژه ملحق کرده اند.
یادگیری اینکه چه چیزی بر رشد جلبک های برفی تأثیر می گذارد گام مهمی در درک تغییر منبع آب است. جلبک بیشتر به طور بالقوه به معنای ذوب بیشتر است، و دانستن اینکه جلبک ها در کجا ممکن است ذوب برف را تسریع کنند به ویژه برای مناطق غربی مستعد خشکسالی بسیار مهم است. ذوب تدریجی برف مزایای بیشتری دارد. این منبع آب قابل پیش بینی تری را برای مخازن در پایین دست ایجاد می کند و آب سردی را که ماهیگیری و زندگی آبزیان در طول ماه های گرم تابستان به آن متکی هستند را تامین میکند. با این حال، ذوب سریع برف مشکلات دیگری را نیز به همراه دارد.
السر نقش برف را با یک یخ در یک نوشیدنی مقایسه کرد. او گفت: یخ در حال آب شدن است، اما نوشیدنی شما هنوز هم خوب و سرد است تا آخرین تکه یخ از بین برود. پس از آن اتفاقی که می افتد این است که نوشیدنی شما گرم می شود.
اگر جلبک های برفی ذوب برف را تسریع کنند یا تمام برف ها را به سرعت ذوب کنند، ممکن است رود ها گرمتر از حد معمول شوند و با پیشروی تابستان آب کمتری داشته باشند. اسکات هوتالینگ، یکی از اعضای تیم تحقیقاتی جلبک‌های برفی و استادیار دانشگاه ایالتی یوتا که در مورد تغییر اکوسیستم‌های کوهستانی مطالعه میکند، می‌گوید: این موضوع بسیار بزرگی است. ما در مورد خشکسالی کل غرب صحبت می کنیم، و اگر عامل دیگری وجود داشته باشد که ذوب زودهنگام برف را تداوم بخشد، حتما باید مورد بررسی قرار گیرد.
مدیران آب و نقشه برداران توده های برف موافق هستند که ذوب سریعتر یک مسئله مهم است، اما آنها لزوماً در مورد نقش جلبک برف موافق نیستند. مطالعات قبلی نشان می دهد که می تواند قابل توجه باشد: یک مقاله در سال 2021 در ژورنال Nature Communications نشان داد که شکوفه های جلبکی مسئول 13 درصد از ذوب سطحی است که در یخ پهنه گرینلند رخ می دهد، در حالی که مطالعه ای در آلاسکا نشان می دهد که جلبک های برفی عامل 17 درصد از ذوب کل در یک میدان یخی بزرگ هستند. ترینیتی همیلتون، عضو پروژه، و ژئومیکروبیولوژیست در دانشگاه مینه سوتا، گفت: مطالعات زیادی روی این صفحات بزرگ یخی انجام شده است، جایی که شما سطوح صافی دارید. اما البته کوه ها، مسطح نیستند و محققان هنوز نمی دانند که چگونه تغییرات در توپوگرافی و شیب می تواند محل رشد جلبک های برفی را شکل دهد. یافته های آینده همیلتون و تیمش می تواند این قطعات گم شده پازل را پیدا کند.
ارین هوورتون، متخصص تامین آب در این باره گفت: واقعاً دانستن مقدار آبی که از توده های برفی ایجاد می شود و زمانبندی آن برای هر کسی که نیاز به اطلاع از تأمین آب دارد، خواه تولیدکنندگان محصولات کشاورزی باشند و یا برای کنترل سیل به این اطلاعات نیاز داشته باشند، حیاتی خواهد بود. توده های برفی برای نحوه عملکرد ما در غرب بسیار مهم است.
هنگامی که اثرات جلبک های برفی بهتر درک شد، ورتون معتقد است که آنها باید در مدل هایی گنجانده شوند که زمان ذوب برف را پیش بینی می کنند. اما همه موافق این موضوع نیستند. آیا وجود مرزی جلبک های برفی در ارتفاعات کوهستانی یک تهدید بزرگ است یا یک منظره آزاردهنده است یا چیزی بین این دو؟ اسکات پتی، متخصص تامین آب در NRCS Snow Survey در واشنگتن می گوید: فاکتور های زیادی در ذوب برف تاثیر دارد که بسیاری از آنها وابسته به متغییر های آب و هوایی هستند.
پس از روزها کار میدانی در یخچال طبیعی، مردان وسایل خود را جمع کردند و شروع به بازگشت کردند.محققان بر این باوراند که بخشی از ذوب، هر چند کوچک، ناشی از شکوفه صورتی زنده ای است که در اوایل آن روز از آن بازدید کرده بودند. زمان نشان خواهد داد که آیا غربی که نسبت به گذشته خشک تر شده در ادامه خشک تر خواهد شد یا خیر؟ آلملا گومز گفت: جلبک ها فقط در تلاش برای زنده ماندن هستند. آنها گناهی ندارند.
