دراسة من جامعة جنوب الدنمارك تكشف أن الضغط في أعماق البحار يتسبب في إطلاق "الثلج البحري" لنسبة 50% من الكربون

أخبار ar.wedoany.com، كشفت دراسة أجرتها جامعة جنوب الدنمارك (University of Southern Denmark) أن الضغط الشديد في أعماق المحيطات يؤدي إلى إطلاق الكربون والنيتروجين من الجسيمات المترسبة، والتي تصبح غذاءً فوريًا للكائنات الحية الدقيقة في أعماق البحار، مما يحدّث الفهم حول قدرة المحيطات على تخزين الكربون ودوراتها.

لاحظ العلماء آلية جديدة لتوفير مصادر الغذاء في أعماق المحيطات. يتكون ما يُعرف بـ"الثلج البحري" من الطحالب الميتة والكائنات الحية الدقيقة والمواد العضوية الأخرى، والتي تترسب ببطء على طول عمود الماء. عندما يصل الثلج البحري إلى عمق يتراوح بين 2 و6 كيلومترات، يبدأ الضغط الهيدروستاتيكي في عصر المواد العضوية المذابة من الجسيمات، وهي عملية تشبه عمل العصارة، مما يطلق مركبات يمكن للكائنات الحية الدقيقة استهلاكها فورًا.

أوضح بيتر ستيف (Peter Stief)، المؤلف الرئيسي للدراسة، أن المركبات العضوية المذابة التي يتم استخراجها تحت الضغط يمكن أن تستفيد منها الكائنات الحية الدقيقة الحرة في المياه المحيطة، مما يغير المفهوم التقليدي بأن أعماق البحار فقيرة جدًا بالمغذيات. نُشرت نتائج الدراسة في مجلة "التقدم العلمي" (Science Advances). ويقدر الباحثون أن الجسيمات قد تفقد ما يصل إلى 50% من الكربون الأصلي و58% إلى 63% من النيتروجين أثناء عملية الترسيب.

يغير هذا التسرب مسار الكربون. فجزء من الكربون لن يثبت في الرواسب لملايين السنين، بل سيذوب في المياه العميقة لمئات أو آلاف السنين، ثم يعود تدريجيًا إلى السطح ويدخل الغلاف الجوي. يُعتبر الدفن طويل الأمد شكلاً أكثر استدامة لتخزين الكربون، فعلى سبيل المثال، يتشكل النفط والغاز الطبيعي من خلال التراكم والدفن الطويل للمواد العضوية. يرى ستيف أن هذه الآلية تؤثر على كمية الكربون التي يمكن للمحيطات تخزينها ومدة تخزينه، وهذه المعلومات تساعد في تحسين النماذج المستخدمة لوصف سلوك الكربون.

أعاد فريق البحث إنشاء الثلج البحري في المختبر باستخدام الدياتومات (الطحالب المشطورة). وُضعت الجسيمات الاصطناعية في خزانات دوارة صُممت لمحاكاة الضغط العالي ومنع ترسب الجسيمات. أظهرت الاختبارات أن ما يصل إلى نصف الكربون في كل جسيم قد يتسرب أثناء عملية الترسيب. تتكون المواد المنطلقة بشكل أساسي من البروتينات والكربوهيدرات، والتي تعمل كمصدر سريع للطاقة في بيئة كانت تُعتبر سابقًا محدودة الغذاء. استجابت البكتيريا بقوة، حيث زادت أعدادها بمقدار 30 ضعفًا في غضون يومين، وارتفع معدل التنفس بشكل ملحوظ، مما يشير إلى أن العناصر الغذائية المنطلقة تم استخدامها فورًا. ظهر نفس النمط في أنواع مختلفة من الدياتومات، مما يشير إلى أن التسرب الناتج عن الضغط قد يحدث على نطاق واسع في المحيطات.

يخطط الفريق، خلال رحلة استكشافية إلى القطب الشمالي على متن سفينة الأبحاث الألمانية "بولارشتيرن" (Polarstern)، للبحث عن البصمات الجزيئية لهذه العملية في المياه السطحية والعميقة، وذلك لتأكيد ما إذا كانت نتائج المختبر تنطبق على المحيطات المفتوحة. حصلت الدراسة على دعم من مؤسسات دنماركية وبرنامج "أفق 2020" (Horizon 2020) التابع للاتحاد الأوروبي.