Please reload

التدوينات الحديثة

قياس درجة حرارة النباتات

December 13, 2017

لا تشير معرفة نسبة المساحة النباتية على سطح الكرة الأرضية إلى سلامة النباتات وصحتها من عدمه، والسؤال الرئيسي الذي تتناوله بعثة مختبر الدفع النفاث لتجربة النظام البيئي في الفضاء لمقياس الإشعاع الحراري في محطة الفضاء (إكوستريس) هو كيف تتغير المساحات النباتية نتيجةً للضغوط الناجمة عن توافر المياه.

 

فأثناء عملية التمثيل الضوئي تمتص النباتات ثاني أكسيد الكربون وتطرح الماء من مسام أوراقها من خلال عملية النتح التبخري، مما يساعد على انخفاض درجة حرارتها تحت أشعة الشمس الحارقة، فالنباتات كالبشر تمامًا ترتفع درجة حرارتها إن لم تزوّد بالماء.

تتفتح مسام النباتات وتغلق اعتمادًا على الإجهاد الحراري وتوافر المياه، فعندما تتفتح المسام تمتص ثاني أكسيد الكربون وتطرح الماء أما عندما تغلق تتوقف عن امتصاص ثاني أكسيد الكربون (اي: النمو) بالإضافة إلى توقفها أيضًا خسارة المياه. إذا عندما تخسر النباتات الماء فإنها تمتص ثاني أكسيد الكربون والعكس صحيح. ستساعد بيانات الإكوستريسس العلماء على فهم إجمالي ما تمتصه النباتات من ثاني أكسيد الكربون على مدار اليوم العادي. فعلى سبيل المثال، إذا كانت درجة الحرارة في فترة ما بعد الظهر مرتفعة وجافة، فمن الممكن أن تتوقف بعض النباتات عن طرح المياه وامتصاص ثاني أكسيد الكربون. ومن خلال الإكوستريسس سيتمكن العلماء من اكتشاف أنواع الاستجابة عند النباتات، حيث توفر لنا الأقمار الصناعية الحالية التي تدور حول المدار القطبي لقطة عن امتصاص النباتات لثاني أكسيد الكربون وطرح المياه كل يوم وفي نفس اللحظة، لذلك يتعين على العلماء حل وفهم اللقطة الواحدة خلال اليوم كله.

سيقيس جهاز الإكوستريس درجات حرارة النبات من الفضاء وذلك للكشف عن طبيعة تبريد المياه التي بخرتها النباتات أو قلة التبريد. وسوف يكشف لنا عن مدى استخدام النباتات المختلفة للمياه وحاجتها له وكيفية تفاعلها مع الضغوط البيئية الناجمة عن نقص المياه. بالإضافة إلى أهدافها العلمية المتعلقة بدورتي ثاني اكسيد الكربون والماء، وستدرس أيضا كيفية استجابة الغلاف الحيوي الأرضي للتغيرات وفقًا للماء المتوفر.

 

وسيُراقب جهاز الإيكوستريس من موقعه المميز البقعة ذاتها على الأرض كل بضعة أيام في أوقات مختلفة لمدة لا تقل عن سنة واحدة، مما يسمح للعلماء بتتبع التغيرات دينامية المياه النباتية على مدار اليوم العادي.

كما وأشار جوش فيشر وهو المسؤول العلمي لهذه البعثة في مختبر الدفع النفاث: "ستتمكن إكوستريس من إجراء بحثٍ مُفصلٍ لمعرفة استهلاك النباتات للمياه على مدار اليوم. بالإضافة إلى ذلك، سنكون قادرين وبشكلٍ أفضل على فهم كيفية تأثر بعض المناطق بالجفاف، وهذا قد يكون له انعكاسات مهمة على إدارة الغابات أو النظم الزراعية".

وستوفر الإكوستريس أيضا رؤية عن طبيعة الروابط بين مياه الأرض ودورات الكربون عن طريق تحديد أي مناطق في كوكبنا تتطلب كمية كبيرة أو قليلة من الماء حين استهلاكها لثاني أكسيد الكربون.

 

بدأ الباحث الرئيسي لإكوستريس في مختبر الدفع النفاث السيد سيمون هوك بتطوير مقياس الأشعة تحت الحمراء الحرارية للإكوستريس منذ عدة سنوات. حيث أن هذا الجهاز سيتتبع الطاقة المستخدمة في عملية تبخير المياه مع عوامل أخرى تؤثر على عملية التبخر، مثل درجة الحرارة والرطوبة.

 

سيستخدم علماء البيئة، وعلماء المياه، وعلماء الأرصاد الجوية وغيرهم من العلماء بيانات إكوستريس فضلا عن المجتمعات الزراعية وإدارة المياه، كما ويضم فريق علم إكوستريس علماء من وزارة الزراعة الأمريكية. وسوف تجمع البيانات في قياس بكسل ويكون أكبر بقليل من 200 قدم (70 مترًا)، كبياناتٍ لحجم فناءٍ خلفي كبير، أو مزرعة صغيرة أو جزء من مزرعة كبيرة. وهذه البيانات قد تكون مفيدة أيضًا في البحوث التطبيقية المتعلقة بآثار الجفاف على المساحات النباتية الطبيعية. على سبيل المثال، لتحديد أنواع الأشجار الأكثر عرضة للوفاة أولا.

 

وتعتزم وكالة ناسا وشركاؤها على القيام بالمزيد من البعثات في المستقبل خلال السنوات القليلة القادمة لمعرفة المزيد عن النظم البيئية للأرض، فعلى سبيل المثال، الوكالة تتشارك مع منظمة أبحاث الفضاء الهندية لتطوير NASA ISRO رادار الفتحة التركيبية والذي يدعى بمهمة NISAR))، والتي ستوفر بشكل روتيني مُلاحظاتٍ منهجية لليابسة والأسطح المغطاة بالجليد مرتين على الأقل كل 12 يوم، مما يتيح فهمًا علميًا أفضل للعملية الدينامية التي تقو نظام الأرض والكوارث الطبيعية، فضلاً عن توفير الدعم الفعلي للاستجابة للكوارث وتخطيها.

مهمة NISAR ستُكمل GEDI وICESat-2 وECOSTREES مع قدرتها على الرؤية من خلال السحب، وسوف تكون قادرة على المساعدة في قياس كمية الكربون المخزنة في الغابات، وفقدانها له بسبب الاضطراب، ومدى المناطق الزراعية والمناطق الرطبة في جميع أنحاء العالم.

 

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

 

المقالة الأصلية

 

Share on Facebook
Share on Twitter
Please reload

تابعنا
ابحث بالتاق
Please reload

الارشيف
  • Black Instagram Icon
  • Black Twitter Icon

Riyadh, Saudi Arabia

  • Black Instagram Icon
  • Black Twitter Icon

الرياض، المملكة العربية السعودية