تعمل الزلازل كمكثف للكربون العضوي الأرضي

كيف تشكل الهزات الخزنة الصغيرة للكربون على الكوكب

عادة ما تُفهم الزلازل على أنها كوارث مفاجئة تُسقط المباني وتثير الانهيارات الأرضية. تُظهر هذه الدراسة أنها أيضًا تعيد تشكيل ميزانية الكربون على الأرض بهدوء. من خلال اقتلاع الغابات والتربة على المنحدرات الحادة، تستطيع الزلازل الكبيرة أن تُخفي أو تُطلق كربونًا كان من الممكن أن يساهم في تدفئة الكوكب. فهم هذا الدور الخفي للزلازل يساعدنا على إدراك أن الأرض الصلبة والمناخ والحياة مرتبطة ببعضها ارتباطًا أوثق مما قد نتخيل.

الجبال والانهيارات الأرضية والكربون المختفي

تخزن الغابات والترب في أحزمة الجبال كميات كبيرة من الكربون العضوي، متراكمة من الأوراق المتحللة والجذور والخشب. عندما تضرب هزة قوية مثل هذه المنطقة، يمكن لآلاف الانهيارات الأرضية أن تجرد هذا الغطاء الحي والتربة الموجودة تحته. تسببت هزة ونتشوان عام 2008 في الصين، التي تُعد من أكبر الزلازل القارية الحديثة، في فشل انحداري هائل نقل عدة كيلومترات مكعبة من الصخر والتربة. اعتبر الباحثون هذا الحدث تجربة طبيعية لسؤال: هل حولت الزلزال في نهاية المطاف الجبال إلى مصدر للكربون أم إلى مخزن له؟

قياس الكربون قبل الصدمة وبعدها

للإجابة عن ذلك، رسم الباحثون خرائط وجمعوا عينات من 123 موقعًا عبر سلسلة لونغمشان، شاملة رواسب الانهيارات الأرضية الطازجة والمنحدرات غير المتأثرة المجاورة. جمعوا قياسات حقلية للتربة والنباتات، وتحليلات مخبرية، وصورًا فضائية، ونماذج تعلم آلي لإعادة بناء مقدار الكربون العضوي الموجود قبل الزلزال، وكم نُزع، وكم عاد منذ ذلك الحين. قبل الهزة، احتوت المنحدرات الرطبة والحادة في المنطقة على كربون وفير — حوالي 136 طنًا متريًا لكل هكتار في المتوسط، مع أغنى المخزونات على طول واجهة السلسلة حيث أصابت الانهيارات الأرضية بقسوة لاحقًا.

الانهيارات الأرضية كمخازن مؤقتة للكربون

أزلت انهيارات ونتشوان نحو 5.5 مليون طن من الكربون العضوي من ترب المنحدرات والنباتات. قد يتوقع المرء أن يُجرف معظم هذا بسرعة إلى الأنهار ومنها إلى البحر، أو أن يتحلل ليعود إلى الغلاف الجوي على شكل ثاني أكسيد الكربون. وبدلاً من ذلك، يجد الفريق أن نحو 12–43% فقط من هذا الكربون غادر المنحدرات خلال العقد الأول، بشكل أساسي عبر تدفقات الحطام والنقل النهري. أما الباقي — بين نحو 3.1 و4.8 مليون طن — فقد بقي محتبسًا في رواسب الانهيارات السميكة المتراكمة على المنحدرات وفي أودية الجبال، حيث تكون محمية من الإزاحة السريعة.

خضرة سريعة، وعائد كربوني بطيء

تُظهر بيانات الأقمار الصناعية والمواقع الحقلية أن الغطاء النباتي انتعش بسرعة على الندوب والرواسب. خلال نحو عشر سنوات، استعادت النباتات على المناطق المتضررة نحو 80–90% من قوتها قبل الزلزال. أخذت أشجار وشجيرات جديدة، غالبًا من أنواع مختلفة عن الموجودة قبلًا، جذورًا في المادة الفضفاضة. ومع ذلك، بقي إجمالي الكربون المخزن في هذه المواقع المتعافية أقل بكثير مما كان عليه قبل الهزة لأن إعادة بناء تربة عميقة وغنية بالكربون يستغرق وقتًا أطول بكثير من نمو الأوراق والسيقان. وبحلول عام 2020، كانت أسطح الانهيارات قد استعادت نحو 2.2 مليون طن من الكربون العضوي في التربة والكتلة الحيوية، بينما لا تزال تحتفظ بكميات كبيرة من المادة المدفونة منذ 2008.

الزلازل كمكثفات عملاقة للكربون

بجمع كل هذه الأجزاء معًا، يصف المؤلفون المنظر الطبيعي بأنه يعمل مثل "مكثف" عملاق للكربون. تشحن الزلزال هذا المكثف بسرعة بدفن المادة العضوية في رواسب الانهيارات ثم يفرغه تدريجيًا على مدى قرون إلى آلاف السنين عبر التعرية البطيئة والتحلل. في حالة ونتشوان، التأثير الصافي هو أن مخزون الكربون العضوي للحزام الجبلي ازداد فعليًا بنحو 10% في السنوات التي تلت الحدث. وتُشير نمذجاتهم إلى أن الغطاء النباتي سيستعيد مستوى الكربون السابق خلال قرنَين تقريبًا، وستعود المادة المدفونة خلال قرن تقريبًا، فيما تستغرق استعادة التربة نحو ألفي سنة — أزمنة شبيهة بتواتر حدوث الزلازل الكبرى في المنطقة.

ما الذي يعنيه هذا للمناخ والتكتونيات

بالنسبة لغير المتخصصين، الرسالة الأساسية هي أن الزلازل الكبيرة تفعل أكثر من التسبب في دمار قصير الأمد: إنها أيضًا تعيد تشكيل أماكن تخزين الكربون على سطح الأرض وللفترات الزمنية التي يُخزن فيها. في سلاسل جبلية وعرة ومعرّضة للزلازل مثل تلك في الصين ونيوزيلندا وتايوان، قد تؤدي الانهيارات المتكررة على المدى الطويل إلى زيادة صافية في الكربون العضوي المخزن في ترب الجبال والرواسب. وهذا يعني أن النشاط التكتوني يمكنه بشكل غير مباشر المساعدة في إزالة الكربون من الغلاف الجوي لقرون ممتدة، مضيفًا قطعة جديدة إلى لغز كيفية ارتباط باطن الأرض بنظام مناخها.

الاستشهاد: Liu, J., Fan, X., Hales, T. et al. Earthquakes act as a capacitor for terrestrial organic carbon. Nat Commun 17, 1627 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68341-3

الكلمات المفتاحية: انهيارات أرضية نتيجة الزلازل, دورة الكربون في الجبال, الكربون العضوي في التربة, هزة ونتشوان الأرضية, تخزين الكربون