مشكلة الثلوج أكبر من أن تُحل: مختبر قطبي عائم يتصدى لأبحاث القطب الشمالي

خريطة لرحلة تارا بولاريس الأولى. © مؤسسة تارا أوشن

محطة تارا القطبية. © مايفا باردي - مؤسسة تارا أوشن

Previous Next

في التاسع عشر من يوليو، انطلقت محطة تارا القطبية، وهي مختبر عائم، من مينائها الأم في لوريان بفرنسا، لتبدأ رحلة استكشافية إلى القطب الشمالي تستغرق ثمانية عشر شهرًا. صُممت رحلة تارا بولاريس 1، وهي مهمة تعمل على مدار العام، لاستكشاف الترابط والتغيرات الموسمية لخمسة مكونات من المحيط المتجمد الشمالي: الغلاف الجوي، والثلج، والجليد، والتنوع البيولوجي، والمحيط نفسه. وتُعد تارا بولاريس 1 أولى المهمات العديدة التي ستستمر حتى عام 2046.

أُسست مؤسسة تارا للمحيطات عام ٢٠٠٣ على يد أغنيس تروبلي وابنها إتيان بورجوا لدعم البحوث البحرية، والتوعية بأهميتها، والتعهد بحماية المحيطات. صُممت المحطة القطبية، التي بُنيت بعد ١٨ عامًا من أول رحلة للمؤسسة إلى القطب الشمالي على متن السفينة الشراعية تارا ، لسد فجوة علمية في المحيط المتجمد الشمالي، الذي يفتقر إلى محطة أبحاث طويلة الأمد (مقارنةً بالمواقع الخمسة الدائمة في القارة القطبية الجنوبية) ولا يزال عرضةً لتغير المناخ. يُعرف المحيط باسم تضخيم القطب الشمالي، حيث ترتفع درجة حرارته بمعدل أسرع بثلاث إلى أربع مرات من بقية كوكب الأرض. كما يُعدّ ازدياد تدفق مياه المحيط الأطلسي الدافئة والمالحة، والذي يُعرف باسم تضخم القطب الشمالي، مصدر قلق، إذ يُخلّ بالتوازن الطبيعي لطبقات المياه في وسط المحيط المتجمد الشمالي. وللتغيرات في الجليد البحري والثلوج والمياه آثارٌ على النظم البيئية والكائنات الحية التي تُشكّل المنطقة.

أوضح رومان تروبليه، الرئيس التنفيذي لمؤسسة تارا أوشن، قائلاً: "على المدى البعيد، ستساهم رحلات تارا بولاريس (2026-2046) في تحسين توقعات نماذج الطقس في أوروبا بحلول عام 2050، وستسلط الضوء على آثار التغيرات العالمية (المناخ والتلوث) على صحة كوكبنا. وستدعم النتائج، التي ستكون متاحة للجميع، إدارة أفضل للمحيط المتجمد الشمالي، وستوجه اللوائح المتعلقة بالأنشطة الصناعية إلى أن تتضح لنا صورة واضحة عن صحة المحيط القطبي الوحيد على كوكبنا."

تم بناء القاعدة العائمة في الفترة ما بين عامي 2023 و2025 بواسطة شركة Constructions Mecaniques في مدينة شيربورغ الفرنسية. ومنذ تسليمها، خضعت محطة تارا القطبية لاختبارات مكثفة استمرت عامًا كاملاً، تلتها ثلاثة أشهر من عمليات الضبط الدقيق في الحوض الجاف.

محطة تارا القطبية قيد الإنشاء. © فرانسوا دورلين - مؤسسة تارا أوشن

محطة تارا القطبية

صممت المحطة من قبل أوليفييه بيتي ومؤسسة تارا أوشن، ويبلغ طولها 26 متراً، وتتحمل درجات حرارة تتراوح بين -20 و-52 درجة مئوية. تتسع المحطة لطاقم مكون من 12 فرداً في الشتاء، وما يصل إلى 18 فرداً في الصيف، وتتمتع باستقلالية تشغيلية تصل إلى 500 يوم مع حمولة تصل إلى 12 طناً من الطعام. بالإضافة إلى أماكن معيشة للعلماء والصحفيين والطاقم، تضم المحطة خمسة مختبرات، ومكاتب، وغرف تبريد، ومخازن للعينات. وسيتم إنتاج مياه الشرب عبر نظام تحلية المياه.

يوجد حوض قمري بعرض ستة أقدام في وسط المحطة العائمة، مما يسمح بأخذ عينات من المياه حتى عمق 2500 متر. وتصطف أجهزة استشعار جوية وتحت الماء على طول الجزء الخارجي من المركبة، ويقيس جهاز CTD-rosette الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية لعمود الماء.

وردة CTD. © مايفا باردي - مؤسسة تارا أوشن

قال تروبليه: "حرصًا على الموثوقية، قررنا تجنب التقنيات المعقدة وغير الناضجة، والتركيز بدلًا من ذلك على الكفاءة والتوليد المشترك للطاقة. وقد وصلت كفاءة مولد الطاقة إلى 82%، حيث يتم استغلال الحرارة المتولدة لتدفئة المركبة. وتمثل مساحة المختبر العلمي 55% من إجمالي مساحة المركبة، مع إمكانية الوصول المباشر إلى المحيط عبر فتحة القمر. كما ستتوفر للمحطة خدمة اتصال إنترنت عالي السرعة عبر كوكبة OneWeb التابعة لشركة Eutelsat، وذلك لتمكين الطاقم من التواصل مع ذويهم، ونقل البيانات في الوقت الفعلي، وعقد اجتماعات إحاطة يومية مع فريق العمل على اليابسة."

مع هذه المهمة الطموحة، تواجه محطة تارا القطبية نصيبها من التحديات. يقول تروبليه: "ستواجه السفينة قيودًا هائلة من الناحيتين التشغيلية والتنظيمية. فالضغط الجليدي المتوقع يُلقي بعبء ثقيل على هيكل السفينة وشكلها، كما أن استقلاليتها لمدة 500 يوم تتطلب سعة تخزين عالية وأنظمة احتياطية."

لقد فرض قانون القطب الشمالي عبئًا كبيرًا على مساحة المحطة وكفاءتها. ودفعنا انبعاث الجسيمات إلى استخدام وقود حيوي من الجيل الثاني على شكل زيت نباتي معالج بالهيدروجين من شركة نيستي. بالإضافة إلى ذلك، شكلت ثمانية أطنان من وقود الطائرات المخزنة على متن المحطة لأغراض الإخلاء الطبي تحديًا لأسباب تتعلق بالسلامة. ولذلك، كان التعاون بين المهندسين المعماريين وحوض بناء السفن ومكتب موريك ومكتب فيريتاس ضروريًا لمواجهة هذه التحديات.

التعاون هو المفتاح

تعتمد محطة تارا القطبية، العائمة في المحيط المتجمد الشمالي لمدة 18 شهرًا، على التعاون في عرض البحر. وأوضحت كليمنتين مولان، مديرة العمليات في مؤسسة تارا للمحيطات ومنسقة مشروع تارا بولاريس 1: "سيستضيف هذا المختبر-المرصد، الذي يُعد مركزًا علميًا حقيقيًا، باحثين من جميع أنحاء العالم: علماء أحياء، وفيزيائيون، وعلماء بيئة، وعلماء جليد، وعلماء غلاف جوي، وعلماء محيطات، وغيرهم. ويلتزم أول 12 فردًا من الطاقم بقضاء فصل شتاء يمتد لحوالي تسعة أشهر". وأضافت: "لقد صُممت عملية الاختيار والتدريب على غرار تلك المُستخدمة في محطات الأبحاث النائية. هدفنا: تكوين فريق متماسك جاهز لمواجهة تحديات هذه الرحلة الاستكشافية الاستثنائية".

إن نهج العلوم التعاونية، كما يصفه تروبليه، يتجاوز حدود المحطة. يقول: "نُنشئ اتحادات مؤقتة من المختبرات، قادرة على استضافة ما بين 30 إلى 40 مختبرًا دوليًا، تضم 15 تخصصًا أو أكثر. تُحدد أهداف البحث ووسائله وتُموّل بشكل جماعي، ويتولى ستة إلى تسعة علماء ومهندسين على متن المحطة إجراء البحوث. بعد ذلك، تُدار عمليات التحليل والنشر بشكل جماعي أيضًا". ويضيف: "يُقيّم الاتحاد انضمام المختبرات الجديدة، استنادًا إلى الدروس المستفادة من التجارب السابقة والبيانات التي جُمعت، مما يطرح تساؤلات جديدة خلال العشرين عامًا القادمة من الرحلات الاستكشافية".

على الرغم من أن الأبحاث التي تُجرى على متن محطة تارا القطبية تشمل العديد من العلماء والتخصصات، إلا أن المحاور الرئيسية تظل ثابتة. تشمل الأهداف الرئيسية لمشروع بولاريس 1 استكشاف البيئات التي يصعب الوصول إليها؛ واكتشاف التكيفات مع الظروف القاسية؛ وتحليل ذوبان الجليد البحري والتلوث؛ وتحديد جزيئات وأنواع وعمليات جديدة؛ ورصد مخزونات الأسماك في القطب الشمالي؛ وتوفير بيانات جديدة لتحسين نماذج المناخ.

يقيس بالون جوي الضغط ودرجة الحرارة والرطوبة وسرعة الرياح. © مايفا باردي - مؤسسة تارا أوشن

بينما انطلقت للتو رحلة تارا بولاريس الأولى، فإن مؤسسة تارا أوشن تتطلع بالفعل إلى بولاريس الثانية والثالثة، وتعمل على تطوير التحالفات التي ستوجه عمل المختبر من عام 2028 إلى عام 2031.

"لا يُعرف كيف تتكيف الكائنات الحية التي تعيش في قلب المحيط المتجمد الشمالي مع التغيرات الموسمية الشديدة في الضوء ودرجة الحرارة والجليد البحري وديناميكيات المحيط، أو كيف تنجو خلال الليل القطبي الطويل. على مدى العقود الأخيرة، أصبح هذا النظام البيئي الفريد تحت تهديد متزايد. وتُخبرنا حالته كيف تُغير البشرية كوكب الأرض"، هذا ما قاله مارسيل بابين، عالم المحيطات القطبية، المركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي/جامعة لافال/جامعة السوربون (فرنسا/كندا)، المدير العلمي المشارك لبرنامج تارا بولاريس، والمدير العلمي لمشروع تارا بولاريس 1.

وأضاف: "نحن بحاجة ماسة إلى عمليات رصد لفهم طبيعة التغيرات التي تحدث في القطب الشمالي بشكل أفضل، ولا سيما لرصد الدورة السنوية الكاملة وتتبع التباين بين السنوات. وسيشهد برنامج تارا بولاريس على تاريخ القطب الشمالي".