زيادة التلوث الضوئي في القطب الشمالي

تشهد المنطقة القطبية الشمالية، وهي منطقة نائية وقليلة السكان في الغالب، تغيرات كبيرة بسبب التأثيرات المناخية والتنمية الصناعية. وباستخدام عمليات رصد الأقمار الصناعية للأضواء الليلية، أصبح العلماء الآن قادرين على رسم خريطة وتحليل التغيرات في النشاط البشري في هذه المنطقة.

دراسة حديثة نشرت في بناس يوضح كيف أن البيانات الضوئية الليلية ذات قيمة متزايدة لتتبع النشاط الصناعي في القطب الشمالي، خاصة أثناء الليل القطبي عندما تكون طرق المراقبة الأخرى أقل فعالية. تعمل هذه الأضواء الاصطناعية كعلامات واضحة على الوجود البشري، حيث تسلط الضوء على استخدام الطاقة وأنماط استخراج الموارد ونمو البنية التحتية والنشاط الاقتصادي.

رسم خرائط النشاط البشري في القطب الشمالي

باستخدام بيانات الضوء الاصطناعي ليلا (ALAN) المستمدة من صور الأقمار الصناعية، قام الباحثون بتحليل النشاط البشري عبر القطب الشمالي من عام 1992 إلى عام 2013. ويأتي معظم الضوء الاصطناعي من النشاط الصناعي، مثل استخراج الموارد وعمليات البنية التحتية. حوالي 15% فقط من الضوء الاصطناعي يأتي من المدن أو المستوطنات.

النقاط الساخنة للنمو الصناعي في القطب الشمالي

تم استخدام البيانات من مجموعة قياس إشعاع التصوير بالأشعة تحت الحمراء المرئية (VIIRS) على متن القمر الصناعي Suomi NPP لتحديد النقاط الساخنة الصناعية. وكشفت النتائج عن نمو كبير في النشاط، خاصة في حقول النفط والغاز في شمال روسيا وألاسكا وأجزاء من كندا. من بين 16.4 مليون كيلومتر مربع تمت دراستها، أظهرت 839,710 كيلومتر مربع (5.14%) إضاءة صناعية، مع توسع المناطق المضيئة بنسبة 4.8% سنويًا.

وتشمل النتائج الرئيسية الأخرى للدراسة ما يلي:

انبعاثات غازات الشعلة: أحد أهم مصادر الضوء ليلاً في القطب الشمالي هو حرق الغاز، وهي ممارسة شائعة في إنتاج النفط والغاز. حدد الباحثون انبعاثات ضوئية كبيرة ناجمة عن إحراق الغاز في شبه جزيرة يامال الروسية وغرب سيبيريا، حيث يتم استغلال احتياطيات هائلة من الطاقة. وهذا لا يمثل نشاطًا بشريًا فحسب، بل يمثل أيضًا مصدر قلق بيئيًا كبيرًا، حيث يؤدي حرق الغازات إلى إطلاق غازات الدفيئة والهباء الجوي التي تساهم في الاحتباس الحراري المحلي والضباب في القطب الشمالي.

التقلبات الموسمية: لاحظت الدراسة تغيرات موسمية في شدة الضوء، حيث أظهرت أشهر الشتاء الإشارات الأكثر وضوحًا وثباتًا بسبب الظلام الطويل. وتساعد هذه البيانات الموسمية في تحديد فترات الذروة التشغيلية وتقييم التأثيرات الصناعية على مدار العام.

الارتباط بالتغيرات البيئية: غالبًا ما تتداخل المناطق المضيئة مع المناطق التي تشهد تغيرات بيئية، مثل ذوبان الجليد الدائم وذوبان الجليد وفقدان الموائل. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي توسيع البنية التحتية وأنظمة الطرق إلى إزعاج النظم البيئية الحساسة للتندرا، في حين يساهم حرق الغاز في ظاهرة الاحتباس الحراري المحلي، مما يؤدي إلى تفاقم فقدان الجليد والثلوج.

المقارنة بين الدول: وجد التحليل اختلافات إقليمية في النشاط الصناعي، حيث تظهر مناطق القطب الشمالي الروسية انبعاثات الضوء الليلية الأكثر تركيزًا وانتشارًا. وبالمقارنة، أظهرت مناطق القطب الشمالي في أمريكا الشمالية، مثل ألاسكا وكندا، المزيد من البصمات الضوئية المحلية ولكن المتزايدة.

الآثار المترتبة على الرصد والاستدامة

يسلط البحث الضوء على قيمة بيانات الضوء الليلي المستمدة من الأقمار الصناعية كأداة لرصد النشاط الصناعي في القطب الشمالي. ونظرًا لأن عمليات الرصد الأرضية غالبًا ما تكون محدودة بسبب التحديات اللوجستية والبيئية، فإن صور الأقمار الصناعية توفر طريقة متسقة لتتبع التغييرات بمرور الوقت.

وتؤكد النتائج أيضا الآثار البيئية لزيادة التصنيع. المناطق التي تعاني من انبعاثات ضوئية مكثفة نتيجة إحراق الغاز وتطوير البنية التحتية معرضة لخطر حدوث اضطراب بيئي أكبر. وتشير الدراسة إلى أن الأضواء الليلية يمكن أن تكون بمثابة وكيل للضغوطات البيئية، مما يساعد العلماء وصانعي السياسات والمدافعين عن البيئة على فهم تأثيرات النمو الصناعي بشكل أفضل واتخاذ خطوات نحو الإدارة المستدامة.

دراسة التلوث الضوئي في القطب الشمالي:

Akandil, C., Plekhanova, E., Rietze, N., Oehri, J., Román, MO, Wang, Z., … & Schaepman-Strub, G. (2024). يكشف الضوء الاصطناعي ليلاً عن النقاط الساخنة والتطور السريع للنشاط الصناعي في القطب الشمالي. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم, 121(44)، ت2322269121. دوى: /10.1073/pnas.2322269121