نقص الأكسجة الجليدي في أعماق شمال المحيط الأطلسي دون القطبي خلال الانتقال الأوسط في البليستوسين

لماذا تهم محيطات الماضي اليوم

قبل أن يبدأ البشر بحرق الوقود الأحفوري بفترة طويلة، تغيّر إيقاع مناخ الأرض بشكل مفاجئ. قبل نحو مليون عام، انتقلت الكوكب من دورات جليدية أقصر وأكثر تكرارًا إلى دورات أقل لكنها أضخم، تستمر حوالي 100000 سنة. يطرح هذا البحث سؤالًا بسيطًا ظاهريًا لكن له تداعيات كبيرة: ما الذي تغيّر في المحيطات ليسهم في تحويل الأرض إلى هذا النمط المناخي الجديد، وماذا تخبرنا تلك السجلّات عن كيفية قدرة المحيطات على تخزين الكربون وفقدان الأكسجين في المستقبل؟

ثورة هادئة في دورات العصر الجليدي

خلال الانتقال الأوسط في البليستوسين، بين نحو 1.25 و0.7 مليون سنة مضت، تغيّر توقيت العصور الجليدية رغم أن نمط أشعة الشمس القادم من دورات مدارية ظل تقريبًا على حاله. في الوقت نفسه، انخفضت تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بحوالي 30 جزءًا في المليون، وتُظهر سجلات المناخ أن المحيط العميق أصبح مخزنًا أكثر أهمية للكربون. أشارت العديد من الدراسات السابقة إلى المحيط الجنوبي حول القارة القطبية الجنوبية كمحرك رئيسي لهذا التغير. هناك، يبدو أن زيادات سمك الجليد البحري، وتزايد الطبقية، وتحولات في الرياح ساعدت على حجز مياهٍ أعمق أكثر ثراءً بالكربون وأقل بالأكسجين.

الاستماع إلى الطين في قاع الأطلسي

يركز العمل الجديد على الطرف الآخر لحزام النقل العالمي: شمال المحيط الأطلسي دون القطبي، حيث تتكوّن مياه الأعماق الحديثة اليوم. فحص المؤلفون رواسب من موقع حفر على تَدفُّق غاردار جنوب آيسلندا، وهو مسار رئيسي للأسفل لمياه الأعماق المتشكلة حديثًا. داخل هذه طبقات الطين قاسوا إشارات كيميائية مرتبطة بمستويات الأكسجين، مثل المنغنيز وأشكال مختلفة من الفسفور، وعدّوا أنواعًا من الكائنات الدقيقة القاعية المسماة العوالق القاعية (بنتيك فورامينيفيرا) التي تزدهر فقط في ظروف جيدة التهوية. تتيح هذه الخطوط المستقلة من الأدلة معًا إعادة بناء مقدار الأكسجين الذي بلغ قاع البحر العميق عبر الزمن.

مياه ذوبان عذبة، تيارات بطيئة، وبحار قاعية خانقة

تكشف النوى الرسوبية أنه بين نحو 940000 و870000 سنة مضت، ومرة أخرى خلال فترات جليدية قريبة، انزلق شمال المحيط الأطلسي دون القطبي عميقًا مرارًا إلى حالات «نقص أكسجة» — مستويات أكسجين منخفضة بما يكفي لإجهاد العديد من كائنات قاع البحر. انخفضت المعادن التي تتراكم عادة في ظروف غنية بالأكسجين بأكثر من النصف، وكادت الأنواع التي تفضل المياه جيدة التهوية أن تختفي. تتماشى هذه الفترات منخفضة الأكسجين مع أوقات وصول حطام جليدي مكثف، عندما نقلت كتائب من الجبال الجليدية كميات كبيرة من المياه العذبة إلى المنطقة. أدّت هذه الملوحة المنخفضة لسطح المحيط إلى تقليل كثافته، وضعفت مخلوطات الشتاء العميق، وانقطع تزويد مياه الأعماق المتشكلة حديثًا، مما ترك مياهًا قديمة غنية بالكربون وفقيرة بالأكسجين لتتراكم في الحوض العميق.

شراكة شمال–جنوب في تخزين الكربون

عند مقارنة سجلات شمال الأطلسي مع دلائل كيميائية مماثلة من جنوب الأطلسي والمياه القريبة من القارة القطبية الجنوبية، يظهر مشهد منسق. تُظهر المنطقتان القطبيتان كلتاهما ملوحة سطحية أقوى، واتساع الجليد البحري، وانخفاضًا في أكسجة الأعماق خلال مراحل جليدية رئيسية من الانتقال الأوسط في البليستوسين. في الشمال، بدا أن دوران الانقلاب الذي يصدر اليوم مياه أعماق جيدة الأكسجة قد ضعُف وأصبح أضحل. في الجنوب، انتشرت مياه قاع قطبية سميكة على نطاق أوسع، مملوءة بأعماق المحيط بالمياه منخفضة الأكسجين والغنية بالمغذيات. وسّع هذا المزيج فعليًا خزان الأعماق العالمي حيث يمكن أن يُخزن الكربون المتنفس بعيدًا عن الغلاف الجوي، مساهماً في الحفاظ على ثاني أكسيد الكربون الجوي عند مستويات أدنى ودعم التحول إلى عصور جليدية أكبر وأطول.

دروس من ماضٍ فقير بالأكسجين

لغير المتخصص، الرسالة المركزية بسيطة: عندما انسكبت صفائح جليدية كبيرة مياهًا عذبة إلى شمال المحيط الأطلسي، أعاق ذلك تكوّن مياه الأعماق، وسمح للمحيط العميق بأن ينضب من الأكسجين، وساعد على حجز مزيد من الكربون في الهاوية. من المحتمل أن يكون هذا المسار، بالتوازي مع تغييرات مماثلة حول القارة القطبية الجنوبية، قد لعب دورًا رئيسيًا في إعادة تشكيل دورة العصر الجليدي على الأرض. تتوقّع نماذج المناخ الحديثة أن الاستمرار في الاحترار وذوبان الجليد قد يضعف مرة أخرى دوران الانقلاب الأطلسي ويقلل من أكسجة أعماق المحيط. من خلال إظهار مدى حساسية مياه الأعماق الماضية للمياه الذائبة وتغيّر الدوران، يؤكد هذا البحث أن دور المحيط كمخزن للكربون وقدرته على تزويد القاع البحري بالأكسجين هما جزءان مترابطان — ومعرضان للخطر — من نظام المناخ.

الاستشهاد: Hernández-Almeida, I., Sierro, F.J., Filippelli, G.M. et al. Glacial dysoxia in the deep subpolar North Atlantic during the Mid-Pleistocene Transition. Nat Commun 17, 3748 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71268-4

الكلمات المفتاحية: الانتقال الأوسط في البليستوسين, دوران الانقلاب الأطلسي, أكسجين المحيط, تخزين الكربون في أعماق المحيط, مياه ذوبان الصفائح الجليدية