Image

كيف تتمكن من ذلك؟

Bread assortment بكتيريا Pseudomonas syringae تتسبب في تكون الجليد، حتى في ظل درجات الحرارة الدافية
حقوق الصورة: جيمس كريمر وشينج يانج هي من معهد هوارد هيوز الطبي

توجد الجراثيم في كل مكان، في أمعائك، وعلى جلدك، وحتى في السماء. فالغيوم تحتوي على بخار ماء وجزيئات ماء دقيقة وجراثيم حية. وتملك بعض الجراثيم الهوائية قوة خارقة تمكنها من تجميد الماء وتحويله إلى جليد، الذي يحفز بدوره هطول المطر. وبمجرد تشكل حبيبات الجليد حول ذرات الغبار والمعادن والكائنات الدقيقة في الهواء، فإنها تذوب لتسقط على شكل قطرات من المطر، أو تشكل ندفاً من الثلج. وهذا يعني أن الأحياء الدقيقة يمكن أن تساهم في هطول الأمطار. ولكن إلى أي حد؟

يؤكد برينت كريستنر من جامعة فلوريدا، الذي يدرس جراثيم الغلاف الجوي أنك “إذا ملأت إحدى الغيمات بهذه الجراثيم، فإنها ستساهم في التجمد والعمليات الأخرى التي تسبب هطول الأمطار، والسؤال هو: هل هناك ما يكفي منها للقيام بذلك؟”.

ويقوم كريستنر ورفاقه بإرسال بالونات الطقس والطائرات لجمع العينات في محاولة للعثور على الإجابة، وإلقاء الضوء على الفائدة التي تجنيها تلك الكائنات التي تستوطن السماء من العملية. لعلها تستخدم الغيوم للسفر مسافات بعيدة وإنزال المطر على أراض جديدة أخرى.

1- مخزون الغيوم
يبدو بخار الماء المتجمد على بعد 3,200 متر فوق سطح الأرض نقياً، ولكنه في الحقيقة ملوث بجزيئات تتراوح بين كتل الكبريتات وغبار المعادن إلى الجراثيم. ويمكن أن يحتوي المتر المكعب الواحد من الهواء من عشرة آلاف إلى مليون جرثومة.

2- صورة مكبَّرة
يستطيع نوع واحد على الأقل من هذه الجراثيم والمسمى Pseudomonas syringae، تحفيز تشكل الجليد في درجات الحرارة الدافئة نسبياً. هذه البكتيريا سهلة النمو التي تم التعرف عليها وتحديدها لأول مرة على النباتات منذ عقود، تساعد منتجعات التزلج في تشكيل الثلج لصنع المنحدرات.

3- تشكيل الجليد 
تنتج جرثومة Pseudomonas syringae البروتينات التي ترتب نفسها على سطح الجرثوم. ويعرف العلماء أن هذا الترتيب ذو تأثير: فعندما يموت الجرثوم، أو يعدّل العلماء عمداً ترتيب بروتيناته، فإنه لا يقوم بتشكيل الجليد بنفس السرعة والسهولة.

4- عملية التشكيل
يعتقد العلماء أنه عندما تقترب جزيئات الماء في الغيمة من البروتين، فإن القوى الكيميائية تسبب اصطفاف تلك الجزيئات على طول سطح الجرثوم على شكل شبكة منظمة. وهذا التموضع يحفز الجزيئات على تشكيل الجليد.

5- الانصهار البارد 
يجتذب اللب المتجمد المزيد والمزيد من جزيئات الماء، ليصبح تدريجياً أكبر وأثقل. وعندما يصبح ثقيلاً جداً بحيث لا يعود الهواء قادراً على حمله، فإنه يسقط على شكل ثلج أو مطر، وذلك بحسب درجة الحرارة التي يواجهها في طريقه نحو الأسفل.

نشر هذا المقال في عدد يوليو/ أغسطس 2017 من مجلة بوبيولار ساينس.

error: Content is protected !!