Ανθρώπινη χρήση γης και παγκόσμια ροή σκόνης
Είναι πλέον ευρέως αποδεκτό ότι οι ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν οδηγήσει σε σημαντικές αλλαγές στην ατμόσφαιρα της Γης, στους ωκεανούς και στο χερσαίο περιβάλλον. Ενώ η κλιματική αλλαγή είναι ίσως η πιο γνωστή από αυτές τις αλλαγές και έχει λάβει τη μεγαλύτερη προσοχή από τους επιστήμονες για να προσπαθήσουν να κατανοήσουν τις αιτίες και το μέγεθος των επιπτώσεών της, γίνεται όλο και πιο κατανοητό ότι οι άνθρωποι έχουν μεγάλες επιπτώσεις σε άλλα συστήματα και διαδικασίες της γης. .
Πολλές από τις περιοχές όπου οι άνθρωποι προκαλούν αλλαγές συνδέονται μεταξύ τους μέσω του πολύπλοκου ιστού των ανατροφοδοτήσεων που σχηματίζουν τους βιογεωχημικούς κύκλους της Γης και, ως εκ τούτου, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι οι αλλαγές σε ένα οικοσύστημα μπορούν να οδηγήσουν σε αλλαγές στο κλίμα της Γης και κατά συνέπεια να επηρεάσουν άλλα περιβάλλοντα, και ούτω καθεξής. Επομένως, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε και να προσπαθήσουμε να ποσοτικοποιήσουμε τις πολλές αλλαγές που συμβαίνουν ως αποτέλεσμα της ανθρώπινης δραστηριότητας, προκειμένου να κατανοήσουμε καλύτερα πώς αυτές οι αλλαγές και οι ανατροφοδοτήσεις θα αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους και θα επηρεάσουν τον κόσμο στον οποίο ζούμε.
Η έρευνά μας διερευνά εάν η επέκταση και η εντατικοποίηση της ανθρώπινης χρήσης γης έχουν οδηγήσει σε αυξημένη αιολική διάβρωση και επιχειρεί να ποσοτικοποιήσει την κλίμακα τυχόν αλλαγών στη ροή της σκόνης στην ατμόσφαιρα της Γης. Το κάναμε αυτό διερευνώντας τις τάσεις εναπόθεσης σε χρονικές κλίμακες εκατονταετίας έως χιλιετίας σε πολλαπλά ιζηματογενή αρχεία σε όλο τον κόσμο, όπως πυρήνες πάγου, πυρήνες υποωκεάνιου και πυρήνες που εξάγονται από λίμνες και τύρφη. Συγκεντρώνοντας 25 από αυτά τα ιζηματογενή αρχεία από όλο τον κόσμο και πραγματοποιώντας στατιστική ανάλυση για το επίπεδο εναπόθεσης σκόνης που καταγράφηκε σε αυτά, μπορέσαμε να υπολογίσουμε μια μέση αύξηση στις εκπομπές σκόνης λόγω της εντατικοποίησης της ανθρώπινης δραστηριότητας.
Ο χρόνος αύξησης της εναπόθεσης σκόνης σε πολλούς από τους πυρήνες ήταν ταυτόχρονος με την εισαγωγή και την εντατικοποίηση της σύγχρονης βιομηχανικής γεωργίας στις περιοχές πηγής σκόνης που προμηθεύουν σκόνη στις τοποθεσίες του πυρήνα. Για παράδειγμα, ένας πυρήνας από τύρφη στα Snowy Mountains της Νέας Νότιας Ουαλίας, Αυστραλία, έδειξε απότομη αύξηση της εναπόθεσης σκόνης τη δεκαετία του 1870, αμέσως μετά την εισαγωγή από τους Ευρωπαίους αποικιοκράτες της εντατικής βοσκής ζώων στη λεκάνη του Murray Darling, τώρα κύρια γεωργική περιοχή που βρίσκεται ακριβώς αντίθετα από τον άνεμο της κεντρικής τοποθεσίας. Ο αντίκτυπος της ανθρώπινης διαταραχής της γης στις εκπομπές σκόνης επιβεβαιώνεται από τη σύγκριση πολλών άλλων τύπων μελέτης, όπως μετεωρολογικά αρχεία, σύνολα δεδομένων δειγματοληψιών ιζημάτων και τηλεπισκόπηση από δορυφόρους, που εκτείνονται σε χρονικές κλίμακες από μήνες έως δεκαετίες και κυμαίνονται από χωρικές κλίμακες εκατοντάδων μέτρα έως εκατοντάδες χιλιόμετρα, τα οποία μαζί δείχνουν σχεδόν σε κάθε περίπτωση ουσιαστικές και σημαντικές αυξήσεις στις εκπομπές σκόνης ως αποτέλεσμα της ανθρώπινης διατάραξης προηγουμένως άγριων ή ημιάγριων τοπίων.
Συνολικά, τα αποτελέσματα της παγκόσμιας συλλογής ιζηματογενών αρχείων που αναλύσαμε έδειξαν ότι η ροή σκόνης σε όλο τον κόσμο αυξήθηκε κατά μέσο όρο 2,1 φορές κατά την περίοδο από την αρχή της Βιομηχανικής Επανάστασης (1750 CE). Από τις 25 εγγραφές, οι δεκαέξι έδειξαν στατιστικά σημαντικές και συνεχείς αυξήσεις στη ροή σκόνης που κυμαίνονταν από 120-420 % προ της διαταραχής. Μόνο ένα ιζηματογενές αρχείο, από τη θάλασσα Ross στην Ανταρκτική, κατέγραψε μείωση της ροής σκόνης κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Τα εννέα αρχεία που δεν κατέγραψαν καμία αλλαγή στην εναπόθεση σκόνης βρίσκονταν όλα σε απομακρυσμένες περιοχές με μεγάλο υψόμετρο, πολύ μακριά από τροχιές μεταφοράς σκόνης, όπως το θιβετιανό οροπέδιο, το νοτιοαμερικανικό Altiplano και η ενδοχώρα της Ανταρκτικής.
Η ανάλυσή μας των διαφορετικών τύπων μελέτης που μέτρησαν την κλίμακα της ανθρώπινης επίδρασης στη ροή της σκόνης βρήκε ότι η μετρούμενη επίδραση ήταν μεγαλύτερη σε μελέτες με τις μικρότερες χωρικές και χρονικές κλίμακες, όπως η δειγματοληψία ιζημάτων από τον αέρα, η οποία μέτρησε τον μέσο ελάχιστο-μέγιστο παράγοντα διαταραχής στη σκόνη εκπομπές σε 3,6-45 φορές υψηλότερα από τα επίπεδα προ της διαταραχής. Οι μελέτες μοντελοποίησης φάνηκε να υποτιμούν σταθερά τον αντίκτυπο της ανθρωπογενούς δραστηριότητας στις αυξημένες εκπομπές σκόνης σε σύγκριση με όλους τους άλλους τύπους μελετών, με μέσο όρο ελάχιστου-μέγιστου συντελεστή διαταραχής 1,3-1,8 φορές.
Αυτό είναι σημαντικό επειδή τα αερολύματα είναι βασικός παράγοντας στα κλιματικά μοντέλα μέσω της άμεσης επιρροής τους στον τρόπο με τον οποίο η ατμόσφαιρα της Γης αντανακλά και απορροφά την ηλιακή ακτινοβολία, αλλά και λόγω του ρόλου τους στην παροχή σωματιδίων για τη συμπύκνωση των σταγονιδίων νερού, που βοηθά στο σχηματισμό σύννεφα. Η σκόνη είναι επίσης γνωστό ότι επηρεάζει το κλίμα μέσω της αλλαγής του άλμπεντο και επομένως των ιδιοτήτων απορρόφησης θερμότητας του πάγου και του χιονιού στο οποίο προσγειώνεται, οδηγώντας σε αυξημένη τήξη. Επιπλέον, η σκόνη μπορεί να έχει έμμεση επίδραση στο κλίμα μεταφέροντας θρεπτικά συστατικά όπως σίδηρο και φώσφορο στους ωκεανούς και τα τροπικά δάση της Γης, υποστηρίζοντας και αυξάνοντας την πρωτογενή παραγωγικότητα που έχει ως αποτέλεσμα την απομάκρυνση του διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα. Αυτό για να μην αναφέρουμε άλλες σημαντικές επιπτώσεις, όπως τις επιβλαβείς επιπτώσεις στη δημόσια υγεία από την αναπνοή αέρα που είναι πολύ φορτωμένος με σωματίδια αερολύματος.
Το καθαρό σήμα αυτών των ανατροφοδοτήσεων σκόνης είναι πιθανό να ήταν μια ψύξη του κλίματος σε μια εποχή που οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου από τον παγκόσμιο πολιτισμό αυξάνονταν. Ως εκ τούτου, οι συνέπειες αυτής της έρευνας είναι ότι οι αλλαγές στη χρήση της ανθρώπινης γης στο μέλλον μπορεί να οδηγήσουν σε απρόβλεπτες κλιματικές συνέπειες με βάση τον τρόπο με τον οποίο οι εκπομπές σκόνης αλληλεπιδρούν με τα άλλα βιογεωχημικά συστήματα της Γης.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Ένας παγκόσμιος διπλασιασμός των εκπομπών σκόνης κατά τη διάρκεια του Ανθρωπόκαινου; δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Global and Planetary Change. Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους James Hooper και Samuel Marx από το University of Wollongong.
