قد لا يكون هذا هو الموضوع الأكثر براقة، ولكن رطوبة التربة ضرورية لاستدامة حياة الإنسان. إنه ما يسمح لنا بزراعة المحاصيل، وبدونها، لن يكون لدينا الأراضي العشبية التي تطعم الماشية والأغنام.
إن الفهم الأفضل لرطوبة التربة يمكن أن يساعدنا على استخدام كميات أقل من المياه لأغراض الري وضمان أن تكون التربة أكثر قدرة على مقاومة الجفاف – وكلاهما أصبح أكثر أهمية مع ظهور آثار تغير المناخ في جميع أنحاء العالم.
ولهذا السبب فإن التقنية التي تستغل الأشعة الكونية يمكن أن تثبت أنها لا تقدر بثمن.
وعلى الرغم من أنها طريقة جديدة نسبيًا، إلا أنه يتم استكشافها من قبل العلماء حول العالم. تأسست شركة Cosmos-UK، ومقرها في إنجلترا، في عام 2013، ويديرها مركز المملكة المتحدة للبيئة والهيدرولوجيا، بتمويل من المجلس الوطني لبحوث البيئة.
يوضح الدكتور جوناثان إيفانز، قائد مشروع Cosmos-UK: “نحن نستفيد من الإشعاع الكوني الذي يحدث بشكل طبيعي، والذي يمكن أن يأتي من الفضاء الخارجي”.
ويوضح إيفانز أن هذا الإشعاع الكوني يتفاعل مع الغلاف الجوي للأرض لتوليد جسيمات تسمى النيوترونات. “إن النيوترونات متناثرة بشكل فعال بواسطة الماء الموجود في التربة، لذلك يمكننا حساب عدد النيوترونات لمعرفة كمية المياه الموجودة في التربة.”
يمكن قياس رطوبة التربة بطرق أخرى – على سبيل المثال باستخدام أجهزة الاستشعار الموجودة في الأرض – ولكن هذه الطرق لا يمكنها تحليل سوى كمية صغيرة من التربة، مع احتمال وجود اختلافات كبيرة في القراءات بين أجهزة الاستشعار، كما يقول إيفانز. تغطي الأقمار الصناعية مساحات أكبر بكثير ولكنها يمكن أن تتأثر بأشياء مثل نمو المحاصيل وقد تعطي قراءة فقط كل أسبوع أو نحو ذلك، عندما تمر الأقمار الصناعية فوق منطقة معينة.
يقول إيفانز إن تقنية استشعار النيوترونات الإشعاعية الكونية يمكنها قياس رطوبة التربة على مسافة نصف قطرها 200 متر، وفي الوقت الفعلي.
يقول إيفانز: “هذه البيانات مهمة حقًا لمديري موارد المياه، مثل شركات المياه ووكالة البيئة، حتى نتمكن من مراقبة مخاطر الفيضانات والجفاف”.
“كما أنه يوفر معلومات للمزارعين عن ظروف النمو الحالية، و… لإدارة الأنشطة الزراعية.”
في عام 2016، توسعت شركة Cosmos-UK لتشمل الهند، حيث تعتمد الزراعة بشكل كبير على الري. يقول إيفانز إن تحسين البيانات المتعلقة برطوبة التربة يمكن أن يساعد المزارعين على إدارة الري بشكل أفضل، مما يجعل مواردهم المائية أكثر استدامة. ويضيف أن البحث الذي أجري بالتعاون مع ثلاث جامعات هندية، زاد من فهم كيفية تأثير مستوى رطوبة التربة على هطول الأمطار.
وعلى مدى عقد من الزمان، كان القسم المشترك بين منظمة الأغذية والزراعة والوكالة الدولية للطاقة الذرية التابع للأمم المتحدة لاستخدام التقنيات النووية في الأغذية والزراعة يعمل أيضًا مع أجهزة استشعار نيوترونات الأشعة الكونية، والتي يصفها بأنها “أداة قيمة للزراعة الذكية مناخيا”.
وقامت المنظمة بتدريب مئات العلماء حول العالم على استخدام هذه التكنولوجيا، حيث قال باحثون في دول من بينها السودان والعراق إنها ساعدتهم في إدارة موارد المياه المحدودة.
وبالعودة إلى المملكة المتحدة، يقول إيفانز إن البيانات التي جمعتها شركة Cosmos-UK كشفت عن زيادة طفيفة في وتيرة الجفاف منذ بدء المشروع، وهو ما يرتبط بتغير أنماط هطول الأمطار.
ويقول: «على الرغم من أننا نمتلك مجموعة بيانات جيدة حقًا لعشر سنوات، إلا أنها في الواقع لا تزال قصيرة جدًا إلى حد ما بالنسبة للتحليل الإحصائي للمناخ». “لكن يمكننا استخدام هذه البيانات في نماذجنا المناخية ونماذج سطح الأرض للتنبؤ برطوبة التربة في ظل المناخ المستقبلي [which] يمكننا من التنبؤ بآثار تغير المناخ.”
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com