يَنقُل الذوبان المغذيات الكبرى الأساسية (النيتروجين والفوسفور) إلى طحالب الجليد في شمال غرب غرينلاند

لماذا يهم غموق الجليد في غرينلاند

في أيام الصيف في غرينلاند، تتحول أجزاء من لوح الجليد إلى لون أغمق بشكل ملحوظ. هذا ليس بفعل السخام أو الأوساخ الصناعية بل هو مجتمعات مزدهرة من طحالب دقيقة تُلوّن سطح الجليد وتجعله يمتص مزيدًا من ضوء الشمس. يذوب الجليد الأغمق أسرع، مما يسرع ارتفاع مستوى سطح البحر. لطالما اشتبه العلماء أن نقص المغذيات الأساسية، خصوصًا الفوسفور والنيتروجين، قد يقيد نمو هذه الطحالب. تطرح هذه الدراسة سؤالًا بسيطًا بشكل خادع: هل الذوبان نفسه يزوّد بالفعل هذه المغذيات بما يكفي لدعم نمو الطحالب؟

حياة نباتية خفيّة على الجليد

الطحالب التي تعيش على الجليد العاري في غرينلاند هي أقارب مجهرية للنباتات الأرضية، وتكتسب لونًا بنفسجيًا داكنًا بفضل أصباغٍ واقية. حيث تزدهر بأعداد كبيرة يمكنها أن تقلل انعكاسية الجليد بشكل ملحوظ، مسرّعة الذوبان على مساحات واسعة. ولكن مثل المحاصيل في الحقل، يعتمد نموها على مكونات أساسية مثل الكربون والنيتروجين والفوسفور. الكربون سهل التوفر من الهواء، بينما كان يُعتقد أن النيتروجين والفوسفور نادران على سطح الجليد، وربما يصلان فقط بجرعات طفيفة من الغبار المحمول بالرياح أو تساقط الثلج. غالبًا ما فشلت القياسات السابقة في اكتشاف هذه المغذيات أصلاً، ما أدى إلى فكرة أن الفوسفور على وجه الخصوص هو المحدّد لنمو الطحالب.

التعمّق في الجليد

لاختبار هذه الفكرة، أخذ الباحثون عينات من الجليد في موقعين بشمال غرب غرينلاند: غطاء جليدي قرب قاناق (Qaanaaq Ice Cap) ومنطقة قريبة على اللوح الجليدي الرئيسي. في كل موقع جمعوا الطبقة العلوية المتحولة والرقيقة المسامية المعروفة بقشرة التجوية، والمنطقة الرقيقة تحتها، وجليدًا صلبًا غير متعرض للتجوية على عمق نحو متر. ثم ذابوا وفلتروا العينات واستخدموا محللًا حساسًا ومصنوعًا خصيصًا لقياس النيتروجين والفوسفور عند مستويات بليون من المول، وهي أقل بكثير من حدود الكشف لمعظم الطرق القياسية. كما عدّوا عدد خلايا الطحالب الموجودة في جليد السطح وفحصوا الجزيئات المعدنية في العينات لمعرفة أنواع شظايا الصخور المخلوطة في الجليد.

ماذا يحتوي ماء الذوبان فعلاً

أظهرت النتائج أن النيتروجين المذاب والفوسفور المذاب موجودان عبر عمود الجليد، وليس فقط عند السطح. التركيزات منخفضة، لكنها حقيقية وقابلة للقياس، وتحمل الطبقات السطحية على وجه الخصوص ما يكفي من الفوسفور لدعم الطحالب الوفيرة الموجودة هناك. يبدو أن النيتروجين على السطح مستنفد جزئيًا، بما يتوافق مع الامتصاص النشط بواسطة الميكروبات، بينما يحوي الجليد الأعمق مستويات أعلى إلى حد ما. اختلف تركيب غبار المعادن بين المواقع وشمل حقولًا (feldspars) قد تحتوي آثارًا من النيتروجين والفوسفور، لكن الدراسة وجدت أن الجليد نفسه يخزن هذه المغذيات بالفعل، حتى من دون افتراض دور تخصيب رئيسي لمعادن غنية بالفوسفور. كما وُجدت أشكال عضوية من النيتروجين والفوسفور، رغم أن بعض هذه الأشكال قد يأتي من خلايا ميتة أو متضررة أثناء معالجة العينات.

كمية الذوبان الكافية

سأل الفريق بعد ذلك ما إذا كان الذوبان الموسمي للجليد — المعروف بالنحت السطحي (ablation) — قادرًا بنفسه على نقل ما يكفي من المغذيات من الأعماق لإطعام الطحالب التي تعيش على السطح. باستخدام أعداد خلايا نموذجية، ومحتوى الكربون المعروف للخلايا الطحلبية الفردية، ونسب الكربون إلى النيتروجين والفوسفور المقاسة، قدّروا كمية النيتروجين والفوسفور المخزنة في الكتلة الحية الطحلبية لكل مليلتر من جليد السطح. بمقارنة هذه القيم مع تركيزات المغذيات في الجليد الأعمق غير المتحول، حسبوا سماكة الجليد التي يجب أن تذوب سنويًا لتزويد نفس الكمية من النيتروجين والفوسفور. في كلا الموقعين كانت كمية الذوبان المطلوبة أقل أو قابلة للمقارنة مع الذوبان السنوي الفعلي المقاس في السنوات الأخيرة. وعندما شملوا الأشكال العضوية من المغذيات التي يمكن إعادة تدويرها بواسطة ميكروبات أخرى، أصبح الفائض الظاهر من النيتروجين والفوسفور المتاح أكبر حتى.

ماذا يعني هذا لمستقبل غرينلاند

ببساطة، تستنتج الدراسة أن الانخفاض البطيء والمستمر لسطح الجليد كل صيف يوفر طبيعيًا نيتروجينًا وفوسفورًا أكثر مما يمكن أن تخزنه خلايا طحالب الجليد. على المدى الموسمي، من غير المرجح أن تكون هذه المغذيات الأساسية هي العائق الرئيسي أمام نمو الطحالب في المواقع التي دُرست. بدلًا من ذلك، العوامل مثل المدة التي يبقى فيها الجليد عاريًا، وكمية ضوء الشمس التي يتعرض لها، والنضوب المحلي قصير الأمد للمغذيات هي الأرجح أن تحدد متى وأين تزدهر الطحالب. ونظرًا لأن المجتمعات الطحلبية المزدهرة تغمق الجليد وتسّرع الذوبان، فإن إدراك أن النحت السطحي نفسه مصدر رئيسي للمغذيات يساعد العلماء على التكهن بشكل أفضل كيف ستتداخل العمليات البيولوجية مع الاحترار المناخي لتشكيل مستقبل لوح غرينلاند الجليدي.

الاستشهاد: Gill-Olivas, B., Forjanes, P., Turpin-Jelfs, T.C. et al. Ablation provides key macronutrients (nitrogen and phosphorous) to glacier ice algae in NW Greenland. Nat Commun 17, 2129 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68625-8

الكلمات المفتاحية: طحالب جليد غرينلاند, تقييد بالمواد المغذية, الفوسفور والنيتروجين, ذوبان الأنهار الجليدية, تغمق سطح اللوح الجليدي