لقد أصبح ذوبان الأنهار الجليدية منذ فترة طويلة رمزا للاحتباس الحراري. تقدم دراسة رائدة أجراها باحثون إسرائيليون لأول مرة دليلا مباشرا على أنه في الشمال البارد من الأرض، لا تذوب الأنهار الجليدية فحسب، بل تذوب التربة أيضا.
بقلم ألينا أربيتمان، وكالة أنباء أنجل للعلوم والبيئة
صبي يبلغ من العمر 12 عامًا من أقصى الشمال في روسيا من مات في אוגוסט الاخير ربما لم يكن من الممكن أن يتصدر عناوين الصحف في جميع أنحاء العالم، لولا السبب الفريد وراء حدوث ذلك: توفي الصبي، وهو عضو في قبيلة رعاة في بلدة سيلكهارد في الدائرة القطبية الشمالية، متأثرا بالآثار. من بكتيريا الجمرة الخبيثة، التي لم يتم رؤيتها في المنطقة منذ عام 1941.
ولم يكن الصبي هو الوحيد المتأثر بالبكتيريا. وفي وقت سابق، نفق 2,300 من الرنة في محيط البلدة، وتم نقل 72 راعيا آخرين إلى المستشفى بعد إصابتهم بالجمرة الخبيثة. ووفقاً لتقارير وسائل الإعلام المحلية، توفيت جدة الصبي أيضاً بسبب مرض الجمرة الخبيثة في مخيم للرعاة قبل أسبوع.
خبراء يعتقد لأن التفشي غير المعتاد للبكتيريا يرتبط ارتباطًا وثيقًا بآثار تغير المناخ. ويبدو أن ارتفاع درجة حرارة المنطقة تسبب في ذوبان التربة، مما أدى إلى إيقاظ البكتيريا النائمة التي كانت متجمدة في الأرض لمئات وآلاف السنين. والآن تجد نفس البكتيريا طريقها إلى مياه الأنهار والبحيرات، ومن هناك يكون الطريق قصيرا إلى بطون الإنسان والحيوان.
يتم الآن تأكيد فرضية الخبراء من قبل مجموعة من العلماء الإسرائيليين، الذين درسوا في السنوات الأخيرة ذوبان التربة في منطقة القطب الشمالي وقدموا مؤخرًا أول دليل على أن مياه التربة الذائبة تجد طريقها إلى الأنهار ومياه الينابيع.
الطرق بدأت تتحرك
الدائرة القطبية الشمالية - المنطقة المحيطة بالقطب الشمالي حيث لا تغرب الشمس في الصيف ولا تشرق في الشتاء - يتم التعرف عليها بشكل رئيسي من خلال الجليد والثلوج الذي يطلي أجزاء كبيرة منها باللون الأبيض. لكن بصرف النظر عن الجليد والثلوج، فإن التربة في هذه المنطقة (التي تشكل أكثر من خمس التربة في العالم) قد تجمدت منذ آلاف وأحيانا حتى مئات الآلاف من السنين، ولهذا السبب سميت بالتربة الصقيعية أو الكيفات. -إعلان باللغة العبرية.
في السنوات الاخيرة، حدثت تغييرات بعيدة المدى في هذه الأراضي. "الطرق والمطارات وخطوط السكك الحديدية التي ظلت مستقرة لسنوات عديدة بدأت في التحرك، على ما يبدو لأن التربة دائمة التجمد التي بنيت عليها تفقد المياه وتغرق"، كما يوضح دوتان روتيم، عالم البيئة في القسم العلمي للطبيعة والمتنزهات. السلطة وطالب دكتوراه في قسم الجغرافيا والبيئة في جامعة بار إيلان، وهو شريك في البحث.
وبعيدًا عن التأثير المحلي على المباني والبنية التحتية والتعرض للبكتيريا الخاملة، فقد يكون لذوبان الجليد أيضًا عواقب على نطاق عالمي. إن التربة الصقيعية محصورة بتركيزات أعلى بكثير من الكربون مما هو موجود في الغلاف الجوي، والذي يأتي من بقايا النباتات، وهو أثر للمروج العشبية التي كانت في هذه المناطق قبل أن تتجمد. عندما تذوب هذه الأراضي، يبدأ النشاط البيولوجي، والذي يؤدي في النهاية إلى إطلاق الكثير من ثاني أكسيد الكربون في الهواء، بالإضافة إلى غازات الدفيئة الأخرى، والتي بدورها تزيد من ظاهرة الاحتباس الحراري والاحتباس الحراري.
وحتى وقت قريب، كانت كل الأدلة على ذوبان الأرض غير مباشرة، حتى دخل الصورة فريق من الباحثين من إسرائيل. قرر البروفيسور يشاي فاينشتين من قسم الجغرافيا والبيئة في جامعة بار إيلان، بالتعاون مع روتيم، البحث عن دليل مباشر على ذوبان التربة الصقيعية في مكان غير متوقع: في الجداول والينابيع. يوضح روتيم: "توجد فوق طبقة التربة الصقيعية طبقة تربة نشطة تذوب كل عام في فصل الصيف وتتجمد مرة أخرى في الخريف، لذا فمن الطبيعي الاعتقاد بأنها هي التي ستزود مجاري المياه بالمياه. لكننا قررنا التحقق مما إذا كانت هناك خاصية تميز بين التربة الصقيعية وطبقة التربة النشطة. وإذا وجدنا خاصية التربة الصقيعية في مياه الينابيع والجداول المجاورة، فيمكن القول أن التربة الصقيعية هي مصدر المياه، أي أن هذه الأرض تذوب.
الجواب مدفون في الأرض المتجمدة
وهذا مشابه للأبحاث الهيدرولوجية حيث يبحثون عن الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمياه من أجل تتبع مسارها. "فمثلاً، إذا كان للمياه في جبل حرمون صفة خاصة توجد أيضاً في الأنهار عند سفحه، فيمكننا أن نقول أن الماء يأتي منه، ولكن قد نجد في النهر صفة للمياه الموجودة في النهر". مطعم في هضبة الجولان، وبعد ذلك سنصل إلى نتيجة مفادها أن مجرى المياه مختلف"، يوضح وينشتاين. "وبالمثل، فمن خلال فحص تركيبة المياه الجوفية يمكن تحديد ما إذا كان مصدر الأمطار التي سقطت في الماضي البعيد في أفريقيا هو من المياه التي تبخرت من المحيط الأطلسي أو المحيط الهندي".
وينشتاين هو رئيس مختبر النظائر المشعة في بار إيلان. النظائر المشعة هي أمثلة على عناصر كيميائية مختلفة، تتميز ذراتها بعدم الاستقرار وميلها إلى التفكك والتحول إلى ذرات عناصر أخرى أثناء إطلاق الإشعاع. ومن خلال تتبع النظائر المشعة، من الممكن تتبع أصل ومعدلات حركة المواد المختلفة في النظام الطبيعي. يوضح وينشتاين: "على سبيل المثال، نستخدم النظائر المشعة لتتبع تصريف المياه الجوفية في البحر". "في أحد الأيام المشرقة، خطر ببالنا أن نفحص التربة الصقيعية باستخدام نفس الأساليب."
المادة المختارة لهذه المهمة هي الراديوم، وهو عنصر معدني مشع شائع في تربة الأرض، ويوجد أيضًا في التربة الصقيعية. للراديوم عدة نظائر، أكثرها استقرارًا يضمحل خلال آلاف السنين. في الماضي، عندما تجمدت الأرض دائمة التجمد، كان الراديوم الموجود في الأرض محصورًا في الجليد، وبالتالي استمر نظائره طويلة العمر في التراكم هناك دون عائق. من ناحية أخرى، في ماء الطبقة النشطة من التربة، التي تذوب وتتجمد كل عام، يتم غسل الماء كل بضعة أشهر، مما لا يسمح بتراكم النظائر طويلة العمر فيه، وبالتالي توجد تركيزات أقل هناك.
والآن بعد أن تمكنوا من العثور على الخاصية النظائرية التي تميز طبقتي التربة، يأمل الباحثون في العثور على خاصية التربة الصقيعية في مياه الأنهار المحلية، والتي من شأنها أن تجعل من الممكن تحديد أن مصدر المياه موجود في التربة الصقيعية. ولكن في مجال البحث كما في مجال البحث، لم يكن الطريق إلى هناك بهذه السهولة.
أرض صلبة مثل الخرسانة
وفي عام 2014، وصل وينشتاين لأول مرة مع فريق بحثي إلى سفالبارد، وهو أرخبيل في البحر القطبي الشمالي يقع بين النرويج والقطب الشمالي، لاختبار فرضيته البحثية. ويروي أول لقاء له مع التربة الصقيعية: "نحن إسرائيليون ولا نعرف الأرض المتجمدة. حتى تلك اللحظة لم يكن لدينا سوى فكرة، وكل معرفتنا بالتربة الصقيعية كانت من الأدبيات. بدأنا بالحفر في الأرض، وعلى عمق حوالي 60 سم وصلنا إلى مادة صلبة جدًا، والتي كانت تتفاعل مثل الخرسانة. لقد فوجئت للغاية، فقال لي أحد الزملاء المحليين: لقد وصلنا إلى سقف التربة الصقيعية».
منذ الزيارة الأولى لسفالبارد، عاد الباحثون إلى الجزيرة عدة مرات، لعدة أسابيع في كل مرة، وتم تحسين أساليب بحثهم من زيارة إلى أخرى. يتذكر وينشتاين: "في البداية كنا ساذجين واستخدمنا أساليب كانت تتطلب الانتظار لمدة يوم تقريبا من لحظة الحفر في الأرض، وبعد ذوبان الأرض حصلنا على الطين. وكان هذا بالطبع هراء كبير. وبما أننا أتقننا ذلك، فإننا نستخدم الميكروويف وجهاز الطرد المركزي وفي غضون دقائق قليلة نتمكن من فصل الماء عن التربة. نقوم بتمرير الماء من خلال ألياف مغلفة بالمنجنيز، والتي تمتص الراديوم، ونقوم بإجراء القياسات عليها.
وقد أثمر العمل الميداني، وظهر أيضًا التوقيع النظائري للتربة الصقيعية في مجاري المياه في سفالبارد، كما افترض الباحثون. لكنهم لم يكتفوا بتحديد أن مياه الجداول جاءت من الأرض المتجمدة، والآن يحاولون تحديد عمر تجمدها أيضًا. ويوضح وينشتاين: "المواد المشعة لا تسمح لنا فقط بتحديد المصدر، ولكن أيضًا بإجراء التأريخ، لأنها تتحلل بمعدل محدد مسبقًا". الآن تعمل روتيم على تحديد عمر تجميد التربة بالتعاون مع د. يهوديت هريلفان ودكتور يوسف يحيالي من المعهد الجيولوجي، وقد حصلوا بالفعل على نتائج أولية. يوضح روتم: "لقد وجدنا أن التربة متجمدة لمدة تتراوح بين ألف و3,000 عام". "بما أنه من المعروف من دراسات أخرى في الجيولوجيا أنها تشكلت قبل بضعة آلاف من السنين، فمن غير الممكن أن تكون متجمدة لفترة أطول من ذلك بكثير".
الدراسة المقدمة فيمؤتمر السنوية إلى العلم والبيئة، سيتم نشره قريبًا في مجلة Permafrost and periglacial، وهي المجلة العلمية المرموقة في مجال أبحاث التربة الصقيعية، ويتم دعمها من قبل مؤسسة العلوم الوطنية في إسرائيل ويتم تنفيذها بالتعاون مع جامعة UNIS في سفالبارد. يقول وينشتاين: "لقد ساعدتنا جامعة UNIS في توفير عربات الثلوج، والتدريبات، والملابس الخاصة للتضاريس، وغير ذلك الكثير". "لولاهم، لما تمكنا من إجراء البحث."
تساعد أبحاث وينشتاين وروث في فهم الاتجاهات العالمية لآثار تغير المناخ. ويضيف وينشتاين: "إن إسرائيل تمول الأبحاث بالقرب من القطب الشمالي. وهذا في نظري يشير إلى أننا لا نزال طبيعيين وقادرين على رفع أعيننا فوق مشاكلنا المحلية".
للمزيد حول هذا الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
كما هو مكتوب كانت هناك غابة بغض النظر عن الإنسان، وبالتالي ستكون هناك غابة بغض النظر عن الإنسان (الذي يكسب رزقه من ظاهرة الاحتباس الحراري)