استمرار وتجدُّد الكربون العضوي في تربة الأراضي الجافة على مستوى العالم

لماذا تهم الترب الجافة المناخ

تغطي الأراضي الجافة – صحارى العالم وشجيراتها وسهوبها – أكثر من 40% من اليابسة على الأرض وتخزن كميات هائلة من الكربون في تربها. هذا الخزان المختبئ تحت السطح يساعد على تنظيم مقدار ثاني أكسيد الكربون المتراكم في الغلاف الجوي. ومع ذلك، كافح العلماء طويلاً لتحديد مدة بقاء هذا الكربون التربوي وسرعة عودته إلى الهواء، خصوصاً في المناطق شحيحة الماء. تستخدم هذه الدراسة تأريخ الكربون المشع عبر ما يقرب من مئة موقع في الأراضي الجافة حول العالم لتكشف أن جزءاً كبيراً من هذا الكربون تحت الأرض أقدم بكثير، وأكثر عرضة للخطر، مما تفترضه النماذج.

مصارف كربون مخفية تحت الأراضي الجافة

قام الباحثون بأخذ عينات من التربة السطحية في 97 نظاماً إيكولوجياً في الأراضي الجافة عبر ست قارات، من المروج والشجيرات إلى الصحارى والمرتفعات الجبلية. ركزوا على الكربون العضوي في التربة – الكربون المرتبط بالنباتات المتحللة والميكروبات – وعلى ثاني أكسيد الكربون الذي ينطلق عندما تُرَوَّى هذه التُرب ويُسمح لها بالتنفس في المختبر. عبر قياس الكربون المشع، النظير الطبيعي الذي يتحلل على مدى آلاف السنين، تمكنوا من تقدير مدة بقاء ذرات الكربون في التربة وما هو عمر الكربون المنبعث فعلاً على شكل CO2. تلتقط هذه الطريقة كلّاً من الكربون القديم الذي ثبتته النباتات منذ آلاف السنين و«كربون القنابل» المُثري بالكربون المشع نتيجة تجارب الأسلحة النووية في الستينيات.

كربون قديم، أنفاس شابة

أظهرت القياسات تبايناً لافتاً بين ما هو مخزن في التربة وما يخرج كغاز. في المتوسط، كان عمر الكربون العضوي الكلي في هذه الترب الجافة نحو 2100 سنة، ما يدل على أن القليل منه فقط يأتي من المادة النباتية التي تكوّنت خلال الستين عاماً الماضية. بعبارة أخرى، تهيمن على الطبقات السطحية القليلة سنتيمترات من ترب الأراضي الجافة كميات من الكربون القديم حقاً. ومع ذلك، كان CO2 الخارج أثناء التحضينات أصغر بكثير سناً – بمتوسط نحو 520 سنة – وحمل إشارة مختلطة من مدخلات نباتية حديثة وكربون تربوي قديم. ذلك يظهر أن الميكروبات لا تتغذى على الحطام الطازج فحسب؛ بل تنتزع أيضاً من مخزونات الكربون القديمة التي كان يُعتقد سابقاً أنها مقفلة بأمان.

المناخات الجافة تُقلِّب الميزان

لفهم العوامل التي تتحكم في هذه الأعمار، ربط الفريق إشارات الكربون المشع بالمناخ والنبات والتركيب الترسبي للتربة. برز الجفاف – مقياس يجمع بين هطول منخفض وتبخر عالٍ – كعامل مهيمن يشكل عمر الكربون في ترب الأراضي الجافة، أكثر أهمية من درجة الحرارة. مع ازدياد الجفاف، تنخفض إنتاجية النبات ومخزونات كربون التربة، ويزداد متوسط عمر الكربون المخزن. كشفت الدراسة عن عتبة حادة عند مستوى جفاف يبلغ نحو 0.87، تتجاوزها تتحول تراكيب الكربون في التربة فجأة إلى أعمار أقدم بكثير وتزداد الخسائر في الكربون الذي يعود إلى آلاف السنين بشكل أكثر حدة. في الوقت نفسه، اتسعت الفجوة العمرية بين الكربون المخزن وCO2 المتنفس، مما يبرز انفصالاً متزايداً بين ما يُحتفظ به في التربة وما يدور بنشاط عبر الميكروبات.

الكربون القديم ليس آمناً بالكامل

تتحدى أنماط الكربون المشع افتراضاً طويل الأمد مفاده أن الكربون القديم جداً محمي بارتباطه الكيميائي بالمعادن أو احتجازه في تجمعات فيزيائية. في هذه الأراضي الجافة، حتى الكربون الذي يمتد لآلاف السنين يمكن تحلله بعد إعادة الترطيب، مساهماً في اندفاعات كبيرة من CO2 تُرى غالباً بعد أحداث الأمطار. يُظهر المؤلفون أن جزءاً ملحوظاً من CO2 المنبعث في الأراضي الجافة يأتي من هذه المخزونات الأقدم، وليس فقط من المادة النباتية الأحدث. هذا السلوك غير ممثَّل جيداً في نماذج نظام الأرض الحالية ونماذج التعلم الآلي، التي تتوقع عادة تبادل كربون التربة في غضون عقود وتركز أساساً على المدخلات الطازجة من الغطاء النباتي.

ما الذي يعنيه هذا لمستقبلنا

مع تفاقم تغير المناخ للجفاف في العديد من المناطق، تشير هذه الدراسة إلى أن ترب الأراضي الجافة قد تتحول إلى مصارف كربون أقدم وأقَل قدرة على تخزين كربون جديد، وأقل قدرة على إبقاء كربونها القديم آمنًا تحت السطح. قد تزيد استراتيجيات إدارة الأراضي التي تهدف إلى تعزيز تخزين الكربون في الأراضي الجافة – مثل زيادة الغطاء النباتي – المخزونات في البداية لكنها قد تسرع أيضاً من دورة الكربون، مما يحد من المكاسب طويلة الأمد. وبما أن كثيراً من الكربون المنبعث بعد الأمطار قد يأتي من مخزونات تعود لقرون أو لآلاف السنين، تحذر الدراسة من أن للأراضي الجافة دوراً أكبر في تضخيم تغير المناخ مما تسمح به معظم النماذج الحالية. سيكون من الضروري الاعتراف بقابلية هذه الاحتياطيات القديمة من الكربون وتمثيلها بدقة لإعداد توقعات موثوقة لتغذيات الكربون–المناخ المستقبلية.

الاستشهاد: Wang, H., Maestre, F.T., Lu, N. et al. Persistence and turnover of soil organic carbon in global drylands. Nat Commun 17, 3565 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70623-9

الكلمات المفتاحية: كربون التربة, الأراضي الجافة, الكربون المشع, الجفاف, دورة الكربون