Farerne ved øget atmosfærisk støv. Kredit:Talie Lambert.
Har du nogen plads tilbage på det 2020-bingokort? Blyant i "endnu en støvskål på de store sletter." En undersøgelse fra forskere fra University of Utah og deres kolleger viser, at atmosfæriske støvniveauer stiger over Great Plains med en hastighed på op til 5% om året.
Tendensen med stigende støv er parallel med udvidelsen af afgrødejorden og sæsonbestemte afgrødecyklusser, tyder på, at landbrugspraksis udsætter mere jord for vinderosion. Og hvis de store sletter bliver tørrere, en mulighed under klimaændringsscenarier, så er alle brikkerne på plads til en gentagelse af Dust Bowl, der ødelagde Midtvesten i 1930'erne.
"Vi kan ikke lave ændringer på jordoverfladen uden en form for konsekvens, ligesom vi ikke kan brænde fossile brændstoffer uden konsekvenser, " siger Andy Lambert, hovedforfatter af undersøgelsen og en nyuddannet U. "Så mens landbrugsindustrien er absolut vigtig, vi skal tænke mere grundigt over, hvor og hvordan vi planter."
Forskningen er publiceret i Geofysiske forskningsbreve og blev finansieret af Utah Science Technology and Research (USTAR) initiativ, Global Change and Sustainability Center ved University of Utah, og de associerede studerende fra University of Utah.
Den første Dust Bowl
I 1930'erne, en tørke dækkede de store sletter, fra Mexico til Canada. Dette ville ikke have været så stor en sag, bortset fra at i 1920'erne havde bønder i Midtvesten omdannet store græsarealer til landbrugsjord ved hjælp af mekaniske plove. Da afgrøderne fejlede i tørken, var de åbne arealer, der plejede at være dækket af græs, som holdt jorden tæt på plads, var nu bart snavs, sårbar over for vinderosion.
"Resultatet var massive støvstorme, som vi forbinder med Dust Bowl, " siger Lambert. "Disse støvstorme fjernede næringsstoffer fra jorden, gør det sværere for afgrøder at vokse og mere sandsynligt for vinderosion." Efter mange års tørke, støv og trængsler, regn begyndte endelig at falde igen, afslutter Dust Bowl.
"Men skaden var allerede sket på jorden, " siger Lambert. "Nogle områder er stadig ikke helt restituerede."
Omkring 2000'erne, væksten i efterspørgslen efter biobrændstoffer ansporede til fornyet udvidelse af landbrugsjorden for at producere de nødvendige afgrøder. I et ekko fra 1920'erne, denne udvidelse erstattede stabile græsarealer med sårbar jord. Over fem år, fra 2006 til 2011, 2046 kvadrat miles (530, 000 hektar) græsarealer i fem midtvestlige stater blev til landbrugsjord - et område lidt mindre end Delaware.
På samme tid, dele af Great Plains oplevede længere og mere alvorlige tørkeperioder i det 20. århundrede. Fremtiden for tørke i denne region er, indtil nu, usikker, men potentialet for en varmere, tørrere Great Plains har Lambert og medforfatter Gannet Hallar, lektor i atmosfæriske videnskaber, at bringe ordet "ørkendannelse" op i forhold til regionens potentielle fremtid.
Øjne i den støvede himmel
Fokus for undersøgelsen af Lambert, Hallar og kolleger fra U, University of Colorado-Boulder og Colorado State University, var at kvantificere, hvor meget mængden af støv i atmosfæren over Great Plains havde ændret sig i de seneste årtier. At gøre det, de brugte instrumenter, der måler atmosfærisk uklarhed fra bunden og fra rummet og ned. Fra jorden, IMPROVE-overvågningsnetværket drives af flere føderale agenturer og måler mængden af partikler i luften på steder, herunder nationalparker, rundt i landet. Et andet jordbaseret netværk, det NASA-drevne AERONET, holder øje med, hvor meget indkommende sollys blokeres af støv og aerosolpartikler i luften. Fra rummet, et instrument kaldet MODIS gør det samme arbejde, ser på, hvor meget lys, der reflekteres fra overfladen, på samme måde blokeres af partikler.
Allesammen, dataene dækker år fra 1988 til 2018. Støv, de fandt, er stigende i atmosfæren over hele Great Plains med så meget som 5% om året.
"Mængden af stigning er virkelig historien her, " siger Hallar. "De 5 % om året over to årtier, selvfølgelig, er en hundrede procent stigning i støvbelastningen. Dette er ikke et lille signal at finde."
Korrelerer med afgrødetiming
Forskerne fandt yderligere sammenhænge mellem støv i atmosfæren og afgrødetidspunkter. I Iowa, hvor sojabønner har været en stor voksende afgrøde, stigninger i støv viste sig i juni og oktober - plantnings- og høstmåneder, henholdsvis, til sojabønner. I de sydlige Great Plains-stater, hvor majs er en mere dominerende afgrøde, støvstigninger optrådte i marts og oktober – igen i overensstemmelse med majsplantning og høstsæsoner.
Det var bemærkelsesværdigt, Hallar siger, "i betydningen af, hvor tydeligt signalet var."
Ser vi begyndelsen af den anden Dust Bowl?
"Jeg synes, det er rimeligt at sige, at det, der sker med støvtrends i Midtvesten og Great Plains, er en indikator for, at truslen er reel, hvis udvidelsen af afgrødejorden fortsætter med at finde sted i denne hastighed, og tørkerisikoen stiger på grund af klimaændringer, " siger Lambert. "Det ville være ingredienserne til endnu en Dust Bowl."
"Dette er et eksempel på behovet for, at landbrugssamfundet i USA tænker på at tilpasse sig og afbøde et skiftende klima, " siger Hallar. "Så hvis vi bliver mere tørre, bliver vi nødt til at tænke på virkningerne af jordforringelse i det ændrede klima. Det, vi gjorde i fortiden, er ikke nødvendigvis det, vi kan gøre i fremtiden."