آکواریوس: یک سال پویش املاح اقیانوسی

arezoo — Sat, 09 Mar 2013 20:13:51 +0000

Science Daily ساینس دیلی

برگردان:

احسان سنایی

ساینس دیلی - تصاویر رنگی و تر و تازه‌ ابزار آکواریوس، با گذشت بالغ بر یک سال از نقشه‌برداری‌های پیگیرش، حکایت از نحوه پراکندگی آب شور دریاهای زمین دارد: تراوش آب شیرین از مصب رود آمازون، جریانی نامرئی از میان آب‌های شور دریای عمان تا خلیج بنگال و نیز حجم گسترده‌ای از آب شیرین در شرق نواحی گرمسیری اقیانوس آرام در فصل زمستان. این‌ تغییرات و سایر نمونه‌هایی که در الگوی شوری آب‌های زمین رصد شده، با یک سال پویش پیوسته سیاره‌مان از دید ابزار آکواریوس ناسا برملا شده‌اند.

گری لاجرلوف (Gary Lagerloef)، دانشمند ارشد آکواریوس از مرکز تحقیقات زمین و فضای سیاتل می‌گوید: "با گذشت بالغ بر یک سال از کسب داده، هم‌اینک الگوهای شگفت‌انگیزی، خصوصاً در نواحی گرمسیری زمین دیده‌ایم. ما پدیده‌هایی دیده‌ایم که در طول زمان به سرعت دچار تحول می‌شوند".

آکواریوس که در دهم ژوئن ۲۰۱۱، سوار بر ماهواره آرژانتینی SAC-D به فضا پرتاب شد، اولین ابزار ماهواره‌ای ناساست که اختصاصاً با هدف بررسی حجم املاح آب‌های زمین طراحی و ساخته شده است. تحولات شوری آب که از جمله محرک‌های عمده چرخه آب اقیانوس‌هاست، ارتباط وثیقی با چرخه آب شیرین زمین نیز دارند و داده‌های گرانبهایی را هم در خصوص نحوه تأثیر تحولات اقلیمی زمین بر الگوهای بارشی در اختیار دانشمندان قرار می‌دهند.

آکواریوس آهنگ گسیل امواج میکروویو از ۱ تا ۲ سانتیمتر فوقانی سطح آب اقیانوس‌ها را تشخیص می‌دهد – کمیتی که بسته به دما و املاح آب دریا، متغیر است. این ابزار، اطلاعات‌اش را در واحدهایی به طول ۳۸۶ کیلومتر از سطح زمین جمع‌آوری می‌کند؛ به‌طوریکه به گذشت تنها هفت روز، یک نقشه سرتاسری از املاح کل دریاهای زمین حاصل می‌شود.

اقیانوس‌های متغیر

فیلم حاصل از تنسیق یک‌ساله‌ی این نقشه‌برداری‌های پیگیر، حکایت از جهان متغیری بر مبنای تحول الگوهای شوری آب دارد. دریای عمان که در حاشیه سرزمین‌های خشک خاورمیانه جاخوش کرده، به‌ظاهر از همسایه‌اش خلیج بنگال که مدام از آب باران‌های موسمی و تخلیه رود گنگ و سایر نمونه‌های مشابه سیراب می‌شود، فوق‌العاده شورتر است. آمازون، رود پهناوری در آن‌سوی زمین هم حجم عظیمی از آب شیرین را روانه آب اقیانوس اطلس می‌کند که جریان‌اش بسته به شرایط اقلیمی آن فصل از سال، یا به جانب شرق و سواحل آفریقا می‌رود و یا به سمت شمال و دریای کارائیب. برکه‌هایی از آب شیرین میان‌اقیانوسی هم سوار بر جریانات اقیانوسی، از نواحی پربارش اقیانوس آرام عزم ساحل پاناما می‌کنند؛ و دریای مدیترانه هم از طرفی در نقشه‌های آکواریوس، آب بسیار شوری دارد.

نقشه سراسری شوری آب‌های زمین از دید ابزار آکواریوس (مربوط به اواخر تابستان پیش) رنگ‌های گرم‌تر، حکایت از شوری بیشتر دارند

یکی از عوارضی که به‌وضوح در این نقشه‌ها به چشم می‌خورد، حجم عظیمی از آب فوق‌العاده شور، بر پهنه اقیانوس اطلس شمالی‌ست. این ناحیه که شورترین قسمت از آب اقیانوس اطلس را شکل داده، چیزی شبیه به یک صحرا در قیاس با سایر نقاط خشکی‌ست؛ که بارندگی فوق‌العاده کم، و تبخیر زیادی دارد. به دنبال همین مشاهدات آکواریوس بود که در پاییز سال گذشته‌ی میلادی، هیئتی از جانب ناسا تحت عنوان «بررسی فرآیندهای شوری در نواحی متمرکز اقیانوس شمالی» (SPURS) نیز عازم این نقطه شد.

اریک لیندستورم (Eric Lindstorm) از دانشمندان برنامه‌ اقیانوس‌شناسی فیزیکی ناسا و نیز از اعضای این هیئت کاوشی می‌گوید: "نتیجه‌ای که پس از پنج کاوش میدانی و تحلیل نقشه‌های هفتگی شوری آب از جانب آکواریوس، که مرتباً در اختیارمان قرار می‌گرفت، این بوده که تحولات شوری رصدشده توسط آکواریوس و نیز کشتی ما، در واقع شباهت زیادی به هم دارند".

اهداف آتی

جین کارل فلدمن (Gene Carl Feldman)، مدیر پروژه آکواریوس از مرکز فضایی گادرد ناسا نیز می‌گوید: "مأموریت اصلی آکواریوس اصولاً برای سه سال طراحی شده؛ ولی دلیلی ندارد این ابزار، برای مدت طولانی‌تری هم اطلاعات گرانبهایش را به زمین نفرستد. این ابزار، بی‌وقفه مشغول کار بوده و همکاران‌ آرژانتینی‌مان هم در هدایت ماهواره سنگ تمام گذاشته‌اند".

یکی از اهداف اصلی تیم آکواریوس در طول چند سال آینده، عرضه شیوه‌هایی برای ارتقای هرچه‌بهتر پروسه تفسیر داده‌ها و همچنین کسب اطلاعات بیشتری از نواحی ساحلی و پیراقطبی‌ست. در نواحی قطبی، مشکلی علی‌حده هم هست و آن اینکه تغییرات شوری آب‌های سرد این منطقه باید فوق‌العاده بالا باشد تا تأثیراتش را بتوان از طریق رصدهای میکروویوی استنباط کرد.

باری تا به همین‌جای کار هم هیئت علمی آکواریوس از توانایی این ابزار در تعیین میزان املاح آب‌های چسبیده به سواحل هم در شگفت‌اند. فلدمن می‌گوید: "واقعاً جالب است که ما می‌توانیم از این نواحی هم، علی‌الخصوص حوالی جزایر پراکنده در اقیانوس آرام – که شدت آلودگی‌شان مشهود نیست – اطلاعات بگیریم. این نشان می‌دهد که در فاکتور گرفتن آلودگی‌های مربوط به خشکی، عملکرد خوبی داشته‌ایم".

بارندگی هم از دیگر عوامل مؤثر بر سطح املاح آب دریاهاست. بارندگی شدید، با ایجاد تلاطم سطحی و لذا تضعیف سیگنال‌های میکروویوی سطح آب اقیانوس، نمی‌گذارد آکورایوس حین عبور از فراز ابرهای باران‌زا مشاهدات‌اش را به‌درستی انجام دهد. این بارش‌ها ضمناً می‌تواند منجر به تشکیل برکه‌های کم‌عمق میان‌اقیانوسی آب شیرین هم بشوند. هیئت علمی آکواریوس در نظر دارد که در آینده از اطلاعات ابزار دیگری سوار بر ماهواره SAC-D هم، که یک حسگر میکروویوی ساخت آرژانتین است، استفاده ببرد. این حسگر، میزان بارندگی را همزمان با محاسبات شوری به ثمر می‌رسانَد؛ به‌طوریکه دانشمندان می‌توانند اطلاعات شوری را در جریان بارندگی هم استحصال کنند.

هدف نهایی این هیئت، آمیزش محاسبات آکواریوس با نتایج همتای اروپایی‌اش، یعنی ماهواره «رطوبت خاک و شوری اقیانوس» (SMOS) است تا نقشه‌های هرچه‌دقیق‌تر و بهتری از املاح اقیانوسی حاصل آید. از این گذشته، تیم آکواریوس بناست به اتفاق پژوهش‌گران وزارت کشاورزی آمریکا، به‌زودی دست به انتشار نخستین بانک اطلاعاتی از رطوبت خاک سرتاسر زمین هم بزنند؛ که نقش مکمل داده‌های ماهواره SMOS را هم ایفا خواهد کرد.

فلدمن می‌گوید: "اولین سال عملکرد آکواریوس، عمدتاً معطوف به آشنایی با ابزارها و الگوریتم‌ها بود. حالا که مشکلات اصلی را پشت سر گذاشته‌ایم، واقعاً می‌توانیم بنشینیم و ببینیم این داده‌ها چه حرفی راجع به چند و چون تحولات اقیانوسی برای گفتن دارند؛ چگونه این تحولات بر اقلیم و آب و هوای زمین مؤثرند و این محاسبات جالب مربوط به شوری، چه رهنمودهایی برای ما در چنته دارند".

منبع: Science Daily

در همین زمینه:

چشمی برای چشیدن آب‌های زمین

به تماشای آب‌های زمین

توضیحات تصاویر:

۱ - طرحی از ماهواره آرژانتینی SAC-D، حامل ابزار آکواریوس / منبع: ناسا

۲ - نقشه سراسری شوری آب‌های زمین از دید ابزار آکواریوس (مربوط به اواخر تابستان پیش) رنگ‌های گرم‌تر، حکایت از شوری بیشتر دارند / منبع: NASA/GSFC/JPL-Caltech