تپه‌های شنی بیابان‌ها هم «نفس می‌کشند»!

فرارو: دانشمندان اخیرا در یک دستاورد خیره کننده علمی موفق به ثبت فرآیندی شدند که نشان می‌دهد تپه‌های شنی بیابان‌ها به طور منظم مقادیر کمی بخار آب را استنشاق و بازدم می‌کنند.

 بیابان‌های شنی بی انتها که اغلب پهنه‌های خاورمیانه و شمال آفریقا را پوشانده اند، به طور طبیعی مکان‌های «مرده» تصور می‌شوند که با حیات و زندگی در تعارض است، اما یک دستاورد شگفت انگیز علمی اخیراً نشان داده است که نه تنها چنین تصوری درست نیست بلکه این تپه‌های شنی در واقع زنده و درحال نفس کشیدن هستند.

به گزارش فرارو، دانشمندان می‌گویند مناظر بیابانی آنقدر که به نظر می‌رسند بی روح نیستند. دریا‌های وسیع تپه‌های شنی نه تنها می‌توانند رشد کنند، حرکت کنند و با یکدیگر تعامل داشته باشند، بلکه در یک مطالعه جدید ثابت شده است که آن‌ها حتی می‌توانند «نفس بکشند». به عبارت دیگر، محققان با استفاده از یک کاوشگر فوق حساس که چندین دهه طول کشید تا طراحی و ساخته شود، توانستند تپه‌های شنی به طور منظم رصد کنند و سرانجام متوجه شودند که این تپه‌ها به شکل منظمی مقادیر کمی بخار آب را استنشاق و بازدم می‌کنند.

هنگامی که شن و ماسه خشک‌تر است، دستیابی به دم‌ها سخت‌تر می‌شود. اما هنگامی که باد بر روی سطح تپه جریان می‌یابد، لایه بالایی را با خود می‌برد و تغییر سریعی در رطوبت و فشار سطح ایجاد می‌کند، در نتیجه، «امواج ناپدید کننده رطوبت» از جو بالا به سمت پایین جریان می‌یابد.

کاوشگر مورد استفاده برای تشخیص این جریان آنقدر به رطوبت حساس است که می‌تواند لایه‌های ریز آب را روی یک دانه شن را رصد کند. هنگامی که این ابزار در صحرای قطر در یک تپه شنی فرو رفت، قادر بود دما، تشعشع و رطوبت محیط اطراف خود را با وضوح میلی متری تنها در ۲۰ ثانیه اسکن کند. این اندازه گیری‌ها در هر ۲.۷ دقیقه و به مدت دو روز کامل تکرار شد که نتیجه آن جمع آوری مقدار زیادی داده بود.

دانشمندان می‌گویند هیچ ابزار دیگری را نمی‌شناسند که بتواند روی تپه‌های شنی با چنین وضوح مکانی یا زمانی بالا نظارت کند. در ترکیب با داده‌های مربوط به سرعت و جهت باد و همچنین دما و رطوبت محیط، نویسندگان رفتار بسیار ظریف شن و ماسه را در بیابان رصد کردند. داده‌ها نشان داد برخلاف گرما که از طریق دانه‌های ماسه منفرد هدایت می‌شود، بخار آب بین دانه‌ها نفوذ می‌کند. بنابراین، منافذ یک تپه شنی، رطوبت را از سطح به سمت پایین حمل می‌کنند و این مسیر‌ها با وزش باد ساخته و بازسازی می‌شوند.

مهندس مکانیک میشل لوژ از دانشگاه کرنل توضیح می‌دهد: «باد بر روی تپه جاری می‌شود و در نتیجه عدم تعادل در فشار محلی ایجاد می‌کند که به معنای واقعی کلمه هوا را مجبور می‌کند به داخل شن و ماسه برود؛ بنابراین شن مانند یک موجود زنده نفس می‌کشد.» این فرآیند «تنفس» در واقع می‌تواند بخشی از چیزی باشد که به میکروب‌ها اجازه می‌دهد حتی زمانی که آب مایع در دسترس نیست در اعماق تپه‌های شنی به زندگی و حیات خود ادامه دهند.

جالب اینجاست که در سطح تپه، کاوشگر تبخیر کمتری نسبت به پیش بینی دانشمندان اندازه گیری کرد. برای چنین منطقه‌ای بیش از حد خشک، شسته شدن رطوبت از تپه‌های شنی و رفتن آن به جو، یک فرآیند شیمیایی نسبتاً کند بود. لوژ می‌گوید: «این اولین باری است که می‌توان چنین سطوح پایینی از رطوبت را اندازه گیری کرد. حساسیت کاوشگر جدید یک شاهکار فناوری است که به دانشمندان اجازه می‌دهد تا نحوه تبدیل زمین‌های کشاورزی به بیابان را با دقت بیشتری اندازه گیری کنند، فرآیندی که تغییرات آب و هوایی را تشدید می‌کند.»

لوژ همچنین هشدار می‌دهد: «اگر با همین سبک زندگی کنونی حیات را ادامه دهیم، آینده زمین، چیزی جر یک یک بیابان بزرگ نخواهد بود. بنابراین، دانستن بیشتر در مورد نحوه عملکرد بیابان‌ها می‌تواند واقعا مفید باشد و این موضوع صرفاً برای درک بهتر عملکرد سیاره ما نیست. کاوشگر‌هایی که می‌توانند رطوبت درون ماسه را به دقت اندازه گیری کنند، می‌توانند به متخصصان کمک کنند تا نشانه‌های نامرئی آب را مثلاً در مریخ پیدا کنند. فقط به این دلیل که بیابان در ظاهر متروک به نظر می‌رسد، به این معنی نیست که زندگی در آن‌ها جریان ندارد.» نتایج این مطالعه در نشریه معتبر Journal of Geophysical Research: Earth Surface به چاپ رسیده است.