مطالعه جدید نشان می‌دهد که انسان‌ها در مقیاس جهانی «چرخه نمک» طبیعی را مختل می‌کنند

یک مقاله جدید نشان می‌دهد که فعالیت‌های انسانی باعث شورتر شدن هوا، خاک و آب شیرین زمین می‌شود که در صورت ادامه روند فعلی می‌تواند یک «تهدید وجودی» باشد. فرآیندهای زمین‌شناسی و هیدرولوژیکی نمک‌ها را در طول زمان به سطح زمین می‌آورند، اما فعالیت‌های انسانی مانند استخراج معادن و توسعه زمین به سرعت این «چرخه نمک» طبیعی را تسریع می‌کنند.

فرآیندهای زمین‌شناسی و هیدرولوژیکی نمک‌ها را در طول زمان به سطح زمین می‌آورند، اما فعالیت‌های انسانی مانند استخراج معادن و توسعه زمین به سرعت چرخه طبیعی نمک را تسریع می‌کنند. کشاورزی، ساخت‌وساز، تصفیه آب و جاده‌ها و سایر فعالیت‌های صنعتی نیز می‌توانند شور شدن را تشدید کنند که به تنوع زیستی آسیب می‌رساند و در موارد شدید آب آشامیدنی را ناامن می‌کند.

کاوشال که قرار ملاقات مشترکی در مرکز بین رشته‌ای علوم سیستم زمین UMD دارد، گفت: «اگر سیاره را به عنوان یک موجود زنده در نظر می‌گیرید، وقتی نمک زیادی انباشته می‌کنید، می‌تواند بر عملکرد اندام‌های حیاتی یا اکوسیستم‌ها تأثیر بگذارد. حذف نمک از آب انرژی بر و پرهزینه است و محصول جانبی آب نمکی که در نهایت با آن مواجه می شوید شورتر از آب اقیانوس است و به راحتی قابل دفع نیست.

کاوشال و همکارانش این اختلالات را به عنوان یک “چرخه نمک انسانی” توصیف کردند که برای اولین بار ثابت کرد که انسان بر غلظت و چرخه نمک در مقیاس جهانی و بهم پیوسته تاثیر می گذارد.

ژن لیکنز، یکی از نویسندگان این مطالعه، بوم شناس در دانشگاه کانکتیکات و موسسه کری، گفت: “بیست سال پیش، همه چیزهایی که داشتیم مطالعات موردی بود. می توان گفت که آب های سطحی اینجا در نیویورک یا در منبع آب آشامیدنی بالتیمور شور بودند.” مطالعات اکوسیستم ما اکنون نشان می‌دهیم که چرخه‌ای است – از اعماق زمین تا جو – که به طور قابل توجهی توسط فعالیت‌های انسانی مختل شده است.

مطالعه جدید انواع یون‌های نمک را که در زیر زمین و در آب‌های سطحی یافت می‌شوند، در نظر گرفت. نمک ها ترکیباتی با کاتیون های دارای بار مثبت و آنیون های دارای بار منفی هستند که برخی از فراوان ترین آنها یون های کلسیم، منیزیم، پتاسیم و سولفات است.

کاوشال گفت: «وقتی مردم به نمک فکر می‌کنند، معمولاً به کلرید سدیم فکر می‌کنند، اما کار ما در طول سال‌ها نشان داده است که سایر نمک‌ها از جمله نمک‌های مربوط به سنگ آهک، گچ و سولفات کلسیم را مختل کرده‌ایم.»

وقتی این یون ها در دوزهای بالاتر از محل خارج شوند، می توانند مشکلات زیست محیطی ایجاد کنند. کاوشال و همکارانش نشان دادند که شوری ناشی از انسان تقریباً 2.5 میلیارد هکتار از خاک را در سراسر جهان تحت تأثیر قرار داده است – منطقه ای به اندازه ایالات متحده. یون‌های نمک نیز در جریان‌ها و رودخانه‌ها طی 50 سال گذشته افزایش یافته است که همزمان با افزایش استفاده و تولید جهانی نمک‌ها بوده است.

نمک حتی در هوا نفوذ کرده است. در برخی مناطق، دریاچه ها در حال خشک شدن هستند و توده هایی از گرد و غبار شور را به جو می فرستند. در مناطقی که برف می‌بارد، نمک‌های جاده می‌توانند ذرات معلق سدیم و کلرید ایجاد کنند.

شوری نیز با اثرات “آبشاری” همراه است. به عنوان مثال، گرد و غبار شور می تواند آب شدن برف را تسریع کند و به جوامعی آسیب برساند – به ویژه در غرب ایالات متحده – که برای تامین آب خود به برف متکی هستند. یون های نمک به دلیل ساختارشان می توانند به آلاینده های موجود در خاک و رسوبات متصل شوند و “کوکتل های شیمیایی” را تشکیل دهند که در محیط گردش می کنند و اثرات مضری دارند.

کاوشال گفت: نمک شعاع یونی کمی دارد و می تواند به راحتی بین ذرات خاک فرو رود. در واقع، نمک های جاده از شکل گیری کریستال های یخ جلوگیری می کنند.

نمک‌های جاده‌ای تأثیر بزرگی در ایالات متحده دارند که هر ساله 44 میلیارد پوند عامل یخ‌زدایی را تولید می‌کند. نمک‌های جاده‌ای 44 درصد از نمک مصرفی ایالات متحده را بین سال‌های 2013 و 2017 تشکیل می‌دهند و 13.9 درصد از کل مواد جامد محلول وارد شده به رودخانه‌ها در سراسر کشور را تشکیل می‌دهند. به گفته کاوشال و همکارانش، این می تواند باعث غلظت “قابل توجه” نمک در حوزه های آبخیز شود.

برای جلوگیری از غرق شدن آبراه‌های ایالات متحده در سال‌های آینده، کاوشال سیاست‌هایی را توصیه کرد که نمک‌های جاده‌ای را محدود می‌کنند یا جایگزین‌ها را تشویق می‌کنند. واشنگتن دی سی و چندین شهر دیگر ایالات متحده درمان جاده های سردسیر را با آب چغندر آغاز کرده اند که همین اثر را دارد اما حاوی نمک بسیار کمتری است.

کاوشال گفت که سنجیدن خطرات کوتاه مدت و بلندمدت نمک های جاده ای که نقش مهمی در ایمنی عمومی ایفا می کند اما می تواند کیفیت آب را نیز کاهش دهد، اهمیت فزاینده ای پیدا می کند.

کاوشال گفت: “خطر کوتاه مدت آسیب وجود دارد، که جدی است و ما مطمئناً باید به آن فکر کنیم، اما خطر طولانی مدت مشکلات سلامتی مرتبط با نمک بیش از حد در آب ما نیز وجود دارد.” “این در مورد یافتن تعادل مناسب است.”

نویسندگان این مطالعه همچنین خواستار ایجاد یک “مرز سیاره ای برای استفاده ایمن و پایدار از نمک” شدند، به همان صورتی که سطح دی اکسید کربن با یک مرز سیاره ای برای محدود کردن تغییرات آب و هوایی مرتبط است. کاوشال گفت که اگرچه از نظر تئوری تنظیم و کنترل سطح نمک امکان پذیر است، اما با چالش های منحصر به فردی همراه است.

کاوشال گفت: «این یک موضوع بسیار پیچیده است زیرا نمک در ایالات متحده آلاینده اولیه آب آشامیدنی محسوب نمی شود، بنابراین تنظیم آن کار بزرگی خواهد بود. “اما آیا فکر می کنم این ماده ای است که در محیط زیست به سطوح مضر افزایش می یابد؟ بله.”