لقد زود الغبار بين الكواكب المختلط بالهيليوم 3 والذي استقر في قاع البحر علماء المناخ بسجل تاريخي مطلوب بشدة للجليد البحري. وينبع هذا الإلحاح من صراع علماء المناخ لفهم كيفية استجابة القطب الشمالي لأزمة المناخ المتفاقمة.
لقد استنزفت كمية الجليد في المحيط المتجمد الشمالي بنسبة تزيد عن 42% استجابة لارتفاع درجات الحرارة منذ بدء المراقبة المنتظمة عبر الأقمار الصناعية في عام 1979 – ويستمر ارتفاع درجة حرارة القطب الشمالي بشكل أسرع من أي مكان آخر على الإطلاق. أرض، لا سيما بسبب ظاهرة الاحتباس الحراري التي يسببها الإنسان والتي تسببها أشياء مثل حرق الفحم للحصول على طاقة رخيصة. وفي غضون بضعة عقود من الزمن، يمكننا أن نرى المحيط المتجمد الشمالي خاليًا من الجليد طوال فصل الصيف. إلى جانب ارتفاع مستوى سطح البحر الناتج عن ذوبان الجليد، يريد العلماء معرفة المزيد حول كيفية تأثير هذا التغير في الجليد البحري على قابلية الحياة في القطب الشمالي والعالم الأوسع.
حتى الآن، كان من الصعب إجراء تنبؤات دقيقة حول الجليد البحري في القطب الشمالي، ويرجع ذلك جزئيًا إلى عدم وجود سجلات تاريخية يمكن الاعتماد عليها في التنبؤات. إذا كنا لا نعرف كيف استجاب الجليد البحري للتغيرات المناخية في الماضي، فلا يمكننا أن نقول على وجه اليقين كيف سيستجيب في المستقبل.
ومن هنا يأتي الغبار الكوني.
نحن نتعامل بلطف مغموسة في الغبار من الفضاء كل يوم. إذا وضعت وعاءً في الخارج لمدة أسبوع، فإن بعض الأوساخ التي تتجمع فيه ستكون من الفضاء.
عندما يكون المحيط المتجمد الشمالي مغطى بالجليد، يمنع الغبار من الوصول إلى قاع البحر. لذلك، عندما يكون المحيط غائبًا إلى حد كبير عن الجليد، فإن المزيد من الغبار الكوني قادر على الاستقرار كرواسب.
قادت بافيا فريقًا ذهب للبحث عن هذا الغبار في النوى الرسوبية المأخوذة من ثلاثة مواقع في المحيط المتجمد الشمالي: واحد بالقرب من القطب الشمالي حيث يوجد الجليد طوال العام، وواحد بالقرب من حافة الجليد في سبتمبر عندما تكون التغطية الجليدية في أدنى مستوياتها السنوية، وآخر في موقع كان مغطى بالجليد في عام 1980، لكنه لم يعد كذلك.
وعلى وجه الخصوص، كان فريق بافيا يبحث عن الطبقات الرسوبية للنظائر الهيليوم-3 والثوريوم-230. ولكل منها أصل مختلف. يوجد الهيليوم-3 في الغبار الكوني، بعد أن تم التقاطه بواسطة حبيبات الغبار القادمة من الشمس الرياح الشمسية، في حين أن الثوريوم هو نتاج اضمحلال اليورانيوم الموجود بشكل طبيعي والذي أصبح منحلاً في المحيط. في الأوقات التي يكون فيها الجليد مرتفعًا في المحيط، يجب أن تكون نسبة الثوريوم 230 إلى الهيليوم 3 أعلى مما كانت عليه في الأوقات التي يكون فيها الجليد أقل ويمكن أن يصل المزيد من الغبار الكوني إلى قاع البحر.
وقالت بافيا: “الأمر أشبه بالبحث عن إبرة في كومة قش”. “لديك هذه الكمية الصغيرة من الغبار الكوني التي تمطر في كل مكان، ولكن لديك أيضًا رواسب الأرض تتراكم بسرعة كبيرة.”
قدمت النوى سجلاً تاريخيًا يؤرخ الفترات التي وصلت فيها كميات أكبر وأصغر من الغبار الكوني إلى قاع المحيط، وهو ما يتوافق مع كميات مختلفة من الجليد البحري. لقد تضاءل الجليد وتضاءل على مدى آلاف السنين، وتشير النوى إلى أن الفجر كان أحدث العصر الجليديمنذ حوالي 20 ألف سنة، شهدت انخفاضًا في كمية الغبار الكوني في قاع البحر حيث غطى الجليد كامل القطب الشمالي على مدار السنة.
وقال بافيا: “خلال العصر الجليدي الأخير لم يكن هناك أي غبار كوني تقريبا في رواسب القطب الشمالي”.
وعندما بدأ الجليد في الذوبان والتراجع مع بدء العصر الجليدي في الانتهاء قبل 15 ألف سنة، تظهر النوى أن كمية الغبار الكوني في الرواسب في قاع البحر بدأت في الزيادة.
الأمر الأكثر إثارة للاهتمام هو ما تخبرنا به النوى حول ما يحكم كمية الجليد البحري وكيف يمكن لوجوده، أو عدم وجوده، أن يؤثر على توازن العناصر الغذائية وبالتالي المحيط الحيوي للمحيط.
كان الافتراض هو أن فقدان الجليد من المحيط المتجمد الشمالي كان محكومًا بدرجة حرارة المحيط، لكن النتائج التي توصلت إليها مجموعة بافيا تشير إلى أن الأمر يتعلق أكثر بالتغير المناخي. الغلاف الجوي درجات الحرارة بدلا من ذلك. وهذه معلومة مهمة لأن المحيط يستغرق وقتًا أطول للاستجابة لها تغير المناخ من الجو. وإذا كان هذا صحيحا، فقد نفقد الجليد البحري في المحيط المتجمد الشمالي بسرعة أكبر مما توقعنا.
ووجدوا أيضًا أن تغطية الجليد البحري ترتبط بمدى سرعة استهلاك العناصر الغذائية الموجودة في المحيط من خلال العمليات البيولوجية. كانت الأصداف الصغيرة التي كانت ترتديها الميكروبات التي تسمى المنخربات موجودة في النوى، وكشف التحليل الكيميائي عن مقدار إجمالي العناصر الغذائية المتاحة التي استهلكتها عندما كانت الميكروبات على قيد الحياة في نقاط مختلفة من السجل التاريخي. وجد فريق بافيا علاقة بين زيادة استهلاك العناصر الغذائية ونقص الجليد البحري.
وقالت بافيا: “مع انخفاض الجليد في المستقبل، نتوقع أن نرى زيادة في استهلاك العوالق النباتية للعناصر الغذائية في القطب الشمالي، وهو ما له عواقب على الشبكة الغذائية”. وعلى المدى الطويل، قد لا يتم الحفاظ على هذه الإنتاجية، مما قد يؤدي إلى انهيار النظم البيئية الدقيقة في المحيطات وعلى الساحل.
لا تزال النتائج تترك بعض الأسئلة دون إجابة في الوقت الحالي، مثل سبب تغير توفر المغذيات مع كمية الجليد البحري الموجودة. أحد التفسيرات المحتملة هو أنه مع انخفاض الجليد، هناك مساحة أكبر على سطح المحيط لطحالب التمثيل الضوئي التي تنتج المزيد من العناصر الغذائية. ومع ذلك، فإن التأثير المنافس سيكون تخفيف العناصر الغذائية عن طريق ذوبان الجليد البحري، مما يعني أنه يجب أن يكون هناك توازن دقيق بين العمليتين.
تم نشر النتائج في 6 نوفمبر في المجلة علوم.
التعليقات