البصمة البشرية على دورة المياه الأرضية

أصبحت الأنشطة البشرية متشابكة بشكل كبير مع كيفية توزيع المياه عبر القارات. دراسة جديدة تضع تأثيراتها تحت المجهر بشكل أكثر وضوحًا.

ناسا لمراقبة الأرض

المحتويات

الجاذبية كمقياس للمياه

أين ذهبت المياه

المراجع والموارد

GRACE

GRACE-FO

صورة

الزراعة

المياه الجوفية

الأبعاد البشرية

مياه السطح

يُمارس البشر تأثيرًا متزايدًا على كيفية حركة المياه عبر البحيرات والأنهار والتربة وما تحت السطح، وتظهر دراسة جديدة لوكالة ناسا المناطق التي تكون هذه التأثيرات فيها الأكبر. باستخدام أكثر من عقدين من القياسات الفضائية للتغيرات الطفيفة في جاذبية الأرض، قام الباحثون بتوضيح الصورة حول كيفية تغير تخزين المياه الأرضية ولماذا.

تختصر هذه الخريطة نتائجهم، حيث تصور التغيرات في تخزين المياه الأرضية من أبريل 2002 إلى نوفمبر 2025. إلى جانب تأثير التغيرات المناخية، حدد العلماء 40 منطقة حيث كانت التغيرات متوافقة أيضًا مع الأنشطة البشرية مثل الري، وتخزين الخزانات، وتغيير استخدام الأراضي. كانت هذه الأنشطة مرتبطة بشكل كبير باتجاهات تخزين المياه الأرضية في كل قارة غير قطبية باستثناء أستراليا.

في بعض المناطق، كانت تأثيرات الأنشطة البشرية قوية بشكل خاص. "في أربع مناطق قارية، أظهر متغير بشري علاقة أقوى باتجاهات التخزين من أي متغير مناخي"، قالت ماري مايكل أو نيل، عالمة الهيدرولوجيا في مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا والمؤلفة الرئيسية للدراسة.

تشمل هذه المناطق أماكن معروفة مثل وادي كاليفورنيا المركزي وشمال الهند، حيث أدى اعتماد المزارعين الكبير على المياه الجوفية إلى انخفاض التخزين — في حالة الهند، بشكل أسرع مما اقترحته التقديرات السابقة. في أماكن أخرى، يبدو أن بعض أنواع الزراعة وإدارة المياه قد فعلت العكس.

الجاذبية كمقياس للمياه

تأتي البيانات وراء الخريطة من مهمات GRACE (تجربة استعادة الجاذبية والمناخ) وGRACE-FO (تابع GRACE)، كل منهما يتكون من قمرين صناعيين يطيران بشكل متوازٍ. عندما يمر القمر الصناعي الرئيسي فوق منطقة ذات كتلة أكبر، فإن التغير الطفيف في الجاذبية يجذبه، وتقيس الأدوات الموجودة على الأقمار الصناعية التغير في المسافة بينهما. نظرًا لأن الماء والجليد ثقيلان ويتحركان بانتظام، يمكن للعلماء استخدام بيانات GRACE لاستنتاج المكاسب والخسائر.

عادة ما تتم معالجة بيانات الأقمار الصناعية إلى خرائط شهرية تُظهر أنماطًا واسعة من تخزين المياه. ولكن على مدى أكثر من 20 عامًا، مرت الأقمار الصناعية فوق معظم الكوكب عدة مرات. من خلال الجمع بين كل تلك المرور، تمكن الباحثون من رسم خرائط طويلة الأجل لاتجاهات المياه بدقة مكانية تزيد من خمس إلى عشر مرات عن التحليلات السابقة. كان المقابل لذلك هو فقدان التفاصيل الزمنية. ثم قاموا بتطبيق تقنيات إحصائية لوزن أهمية العوامل البشرية والمناخية المختلفة في اتجاهات التخزين ولتحديد المناطق التي قد تكون الأنشطة البشرية قد ساهمت فيها.

كشفت الدقة المكانية المحسنة عن بعض التأثيرات البشرية التي لم يتم اكتشافها سابقًا، قال ماثيو روديل، نائب مدير علوم الأرض للغلاف المائي والغلاف الحيوي والجيوفيزياء في غودارد وأحد مؤلفي الدراسة. كما أظهر التحليل أن بعض الاتجاهات المعروفة كانت أقوى مما كان يُعتقد سابقًا.

أين ذهبت المياه

عبر عدة قارات، ارتبطت الأراضي الزراعية المروية بالمياه الجوفية بشكل قوي بانخفاضات في تخزين المياه الأرضية. في أمريكا الشمالية، ظهرت هذه الانخفاضات في وادي كاليفورنيا المركزي، والسهول الجنوبية العالية في الولايات المتحدة، وشيهواهوا في المكسيك، حيث أدت الجفاف الطويلة الأمد إلى زيادة اعتماد المزارعين على المياه الجوفية. كما أدى ضخ المياه الجوفية إلى انخفاضات في شمال الهند، حيث أظهر التحليل الدقيق اتجاهًا تنازليًا أكثر حدة مما كان يُعتقد سابقًا. وبالتوافق مع النتائج السابقة، شكلت الأنهار الجليدية المتراجعة في جبال الهيمالايا 15 بالمئة فقط من الانخفاض هناك.

كانت لأنواع أخرى من الزراعة علاقة مختلفة مع اتجاهات تخزين المياه. على سبيل المثال، في أجزاء من أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، حدثت بعض الزيادات حيث توسعت الأراضي الزراعية المعتمدة على الأمطار. هناك، تم استبدال مساحات من السافانا الأصلية بزراعة الدخن خلال فترة الدراسة، وارتفعت مناسيب المياه الجوفية على الرغم من هطول الأمطار دون المتوسط. ظهر نمط مماثل في ولاية مارانهاو شمال البرازيل، حيث حلت حقول فول الصويا محل الغابات والأراضي الشجرية. قد يُفسر اتجاه تخزين المياه الناتج جزئيًا من خلال الاستخدام الفعال للمياه من قبل نباتات الحبوب والبقوليات، والممارسات الأصلية التي تساعد في توجيه المياه إلى الخزانات الجوفية الضحلة، كما قال الباحثون.

كما برزت مشاريع تخزين المياه وتحويلاتها في الخريطة الجديدة. تم ملء مئات الخزانات الكبيرة خلال فترة الدراسة، كما لاحظ المؤلفون، لكن الدقة المكانية المنخفضة لقياسات الجاذبية جعلت من الصعب تتبعها سابقًا. في التحليل الجديد، أنتج خزان بوغوتشاني على نهر أنجارا في روسيا، وهو ثاني أكبر خزان تم ملؤه في القرن الحادي والعشرين، أقوى اتجاه لتخزين المياه في شمال آسيا غير القطبية.

كما تكشف الخريطة خزانات أصغر ومشاريع هندسية هيدرولوجية أخرى. سجلت صحراء كاراكوم في تركمانستان مكاسب في تخزين المياه ناتجة عن قناة كاراكوم الطويلة التي تمر عبر الصحراء، والتي لم يتم تبطينها بالكامل. تقوم القناة بتحويل مياه الأنهار لدعم الزراعة الصحراوية، لكن ما يكفي منها يتسرب إلى الأرض أثناء مرورها ليغير صورة المياه في الصحراء. تتيح الدقة الأفضل للخريطة مراقبة أفضل لمثل هذه التغيرات الهيدرولوجية في المناطق النائية حيث قد تكون خيارات القياس الأخرى محدودة.

في المستقبل، ترغب أوينيل في فهم كيف تؤثر السدود، والتحويلات، والري، وغيرها من الضوابط على مياه الأرض على التخزين في المصب، وفصل تأثير الأنشطة المحلية وغير المحلية. قالت: "أود أيضًا استعادة المزيد من الصورة الزمنية". يمكن تحقيق ذلك من خلال دمج البيانات ذات الدقة الأعلى مع المنتجات الشهرية القياسية أو من خلال تطبيق التقنية الحديثة على فترات زمنية أقصر. "قد يساعد ذلك في تتبع كيفية تطور الاتجاهات المحلية استجابة لأحداث محددة مثل الجفاف أو تغيرات السياسات."

خريطة مرصد الأرض التابع لناسا من إعداد ميشالا غاريسون، باستخدام بيانات من أوينيل، إم.إم، وآخرون (2026). تم الحصول على الصورة الفلكية ISS065-E-111045 في 13 يونيو 2021، باستخدام كاميرا نيكون D5 الرقمية وبعد بؤري يبلغ 1,150 ملم. تم توفير الصورة من منشأة مراقبة الأرض لطاقم محطة الفضاء الدولية (ISS) ووحدة علوم الأرض والاستشعار عن بُعد في مركز جونسون للفضاء التابع لناسا. التقط الصورة أحد أفراد طاقم البعثة 65. تم اقتصاص الصورة وتحسينها لزيادة التباين، كما تمت إزالة التشوهات البصرية. يدعم برنامج محطة الفضاء الدولية المختبر كجزء من المختبر الوطني لمحطة الفضاء الدولية لمساعدة رواد الفضاء على التقاط صور للأرض تكون ذات أكبر قيمة للعلماء والجمهور، ولجعل تلك الصور متاحة مجانًا على الإنترنت. يمكن الاطلاع على صور إضافية التقطها رواد الفضاء والرواد الكوسموناوت على بوابة ناسا/مركز جونسون للفضاء لتصوير رواد الفضاء للأرض. القصة من إعداد ليندسي دويرمان.

التحميلات

خريطة اتجاهات تخزين المياه الأرضية

JPEG (615.77 كيلوبايت)

المراجع والمصادر

مرصد الأرض التابع لناسا (2018، 23 مايو) الأقمار الصناعية التوأمية ترسم خريطة لتغيرات المياه العذبة على مدى 14 عامًا. تم الوصول إليه في 19 أكتوبر 2026.

أوينيل، إم.إم، وآخرون (2026) قياس الجاذبية بالأقمار الصناعية المكرر مكانيًا يلتقط البصمات البشرية في اتجاهات تخزين المياه الأرضية العالمية. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، 123 (38) e2600775123.

قد يهمك أيضًا:

ابقَ على اطلاع بأحدث المحتوى من ناسا بينما نستكشف الكون ونكتشف المزيد عن كوكبنا الأرض.

ساهم الجفاف في حوض ريو غراندي في انخفاض أكبر خزان في نيو مكسيكو إلى أدنى مستوى له منذ عقود.

تهدد الأمطار الغزيرة بحيرة في وادي الصدع العظيم في كينيا والتي أصبحت محورًا رئيسيًا في العالم…

باستخدام بيانات الأقمار الصناعية، ربط الباحثون ازدهار الطحالب الضارة بالمياه الدافئة ومستويات المياه المنخفضة في أحد أكبر…

اكتشف المزيد من علوم الأرض التابعة لناسا

اشترك في نشرات مرصد الأرض

اشترك في مرصد الأرض واحصل على الأرض في بريدك الوارد.