دراسة للمركز الوطني للنفط في المملكة المتحدة تتحدى دور العوالق في عملية تخزين الكربون في المحيطات
أثارت دراسة جديدة أجراها المركز الوطني لعلوم المحيطات في المملكة المتحدة علامة استفهام كبيرة حول الدور الذي تلعبه مجموعة فريدة من النباتات المجهرية الصغيرة في تعزيز تخزين الكربون في المحيطات.
تلعب الدياتومات، وهي نوع من العوالق أو الطحالب البحرية، دورًا مهمًا في سحب الكربون إلى الأعماق، وخاصة في المحيط الجنوبي، الذي يستوعب حوالي ثلث الكربون العضوي المخزن في المحيط.
تتميز الطحالب الدياتومية بشكل فريد بهياكل خارجية كثيفة تعتمد على السيليكا - مثل البيوت الزجاجية المصغرة - والتي كان يُعتقد أنها توفر الصابورة، مما يجعلها عرضة للغرق، وبالتالي فهي طريقة رئيسية لنقل الكربون إلى أعماق المحيط.
ولكن الدراسة الجديدة، التي استندت إلى بيانات من بعثتين رئيسيتين إلى منطقة الشفق غير المستكشفة في المحيط الجنوبي - المنطقة التي يتراوح عمقها بين حوالي 100 متر إلى 1000 متر - وجدت أن هياكل الدياتوم بقيت بالقرب من سطح البحر بينما شق الكربون طريقه إلى أعماق المحيط بوسائل أخرى.
"يلعب المحيط دورًا رئيسيًا في دورة الكربون العالمية، حيث تمتص النباتات الدقيقة المجهرية مليارات الأطنان من الكربون من الغلاف الجوي كل عام. لسنوات عديدة، كان يُعتقد أن هذه المجموعة من العوالق - الدياتومات - تلعب دورًا حاسمًا في نقل الكربون بكفاءة إلى أعماق المحيط، حيث يتم الاحتفاظ به بعيدًا عن الغلاف الجوي.
قالت الدكتورة ساري جيرينج، قائدة البحث في المركز الوطني لعلوم المحيطات: "إن الاكتشاف المدهش المتمثل في أن هياكل السيليكا في الدياتومات تبقى بالقرب من السطح بينما ينزل الكربون إلى أعماق المحيط يجبرنا على إعادة التفكير في العمليات البيئية فيما نسميه مضخة الكربون البيولوجية".
تصف مضخة الكربون البيولوجية مجموعة من العمليات التي يمتص فيها العوالق الكربون من المياه السطحية وينقله إلى أعماق المحيط. تخزن هذه العمليات الطبيعية مليارات الأطنان من الكربون في المحيط كل عام.
"لقد نظرت دراسات سابقة إلى ما انتهى به الأمر في قاع البحر، مما يدل على أن الكربون يشق طريقه إلى هناك عادةً بمساعدة مادة الصابورة، مثل الهياكل العظمية القائمة على السيليكا للدياتوم.
"ولكن أبحاثنا، التي تنظر إلى ما يحدث داخل منطقة الشفق قبل أن يصل الكربون إلى قاع البحر، تظهر أن الدياتومات لا تساهم في بعض الأحيان بشكل كبير في مضخة الكربون في المحيط الجنوبي، كما كان يعتقد. وهذا يعني أن هناك عمليات غير معروفة أو غير مقاسة بشكل جيد تحدث في أعماق المحيط والتي نحتاج إلى معرفة المزيد عنها"، أضاف الدكتور جيرينج.
التأثير المحدود لارتفاع درجة حرارة المحيط على تخزين الكربون في المحيط الجنوبي
جهاز لجمع الثلوج البحرية يتم نشره لجمع عينات من الجسيمات البحرية في المحيط لقياس تدفقات الجسيمات الغارقة (المصدر: NOC)
"إن المحيط الجنوبي معرض لخطر ارتفاع درجة حرارة المحيط، وهو ما قد يؤدي إلى تغيير مدى توفر العناصر الغذائية وتقليص أعداد الطحالب في المستقبل. ولكن نتائجنا تشير إلى أن هذه التغييرات قد لا تؤثر على قوة تخزين الكربون في المحيط الجنوبي بقدر ما كان يُعتقد سابقًا.
"ومن ناحية أخرى، لا يزال الكربون يشق طريقه إلى الأعماق، لذا فهناك عمليات غير محسومة تجري في منطقة الشفق والتي نحتاج إلى معرفة المزيد عنها. إن فهم هذه العمليات وكيفية تحكمها في امتصاص الكربون في هذا الجزء المهم للغاية من المحيط أمر بالغ الأهمية للتنبؤ بدقة بكيفية تخزين المحيطات للكربون في المستقبل"، كما قال المؤلف الرئيسي جاك ويليامز، وهو باحث في مرحلة الدراسات العليا بجامعة ساوثهامبتون.
أُجري البحث كجزء من مبادرتين رئيسيتين بقيادة مركز أبحاث المحيطات الطبيعية، وهما: التحكم في تخزين الكربون الداخلي في المناطق المتوسطة العمق في المحيط (COMICS) وامتصاص الكربون والسمات الموسمية في عمق إعادة التمعدن في القارة القطبية الجنوبية (CUSTARD). وقد تم تمويل هذه المشاريع من قبل مجلس أبحاث البيئة الطبيعية في المملكة المتحدة (NERC) وبرنامج أبحاث المحيطات الطبيعية في المحيطات.
منحة مجلس البحوث الأوروبي لتطوير تقنيات التصوير الجديدة وتحليل البيانات من أجل فهم تخزين الكربون داخل المحيط (ANTICS).
على مدى بعثتين، استغرقت كل منهما أكثر من خمسة أسابيع في البحر، قام علماء المركز الوطني للأرصاد الجوية وزملاؤهم الدوليون بدراسة منطقة الشفق في أربعة مواقع مختلفة في قطاعي الأطلسي والهادئ في المحيط الجنوبي.
وشمل ذلك المياه الغنية بالحديد حول سلسلة من الجزر النائية والمياه التي تعاني من نقص المغذيات في المحيط المفتوح. واستخدم الفريق التعاوني مجموعة من التقنيات المبتكرة، بما في ذلك القياسات القائمة على السفن، ومجموعات الإرساء، وتقنيات التشغيل الذاتي تحت الماء.
هناك الكثير من "الأسماك" في البحر
خلية وقود بكتيرية قد تعمل على تشغيل أجهزة استشعار المحيطات
أذكى منا
الدكتور كينت، عالم من المركز الوطني للأرصاد الجوية، يتم تكريمه لأبحاثه حول المناخ
