الاحترار وفقدان الثلوج يزيدان الاعتماد على المياه الجوفية القديمة في منبع نهر كولورادو

لماذا تهمك مياه الجبال

تعتمد العديد من المدن والمزارع في غرب الولايات المتحدة على مياه تبدأ كثلوج عالية في جبال الروكي. تسأل هذه الدراسة ماذا يحدث لإمدادات المياه تلك مع دِفء الشتاء وتقلص أغطية الثلج في منابع نهر كولورادو، وهو نهر يمد عشرات الملايين من الناس بالمياه. من خلال النظر ليس فقط إلى الثلج والجداول بل أيضاً إلى المياه الجوفية المخفية عميقاً داخل الجبال، يكشف الباحثون أن أمننا المائي المستقبلي قد يعتمد على مياه قديمة جداً مخزنة تحت الأرض.

القمم الثلجية كأبراج مائية طبيعية

تعمل سلاسل الجبال كأبراج مائية طبيعية، تخزن ثلوج الشتاء وتطلقها ببطء كمياه ذائبة تغذي الأنهار خلال الربيع والصيف. في مستجمع مياه إيست ريفر بولاية كولورادو، وهو مصدر رئيسي لنهر كولورادو، أظهرت الملاحظات طويلة الأمد تقلبات كبيرة من سنة لأخرى في غطاء الثلج لكن كان يُعرف القليل عن المياه الجوفية تحتها. كشفت قياسات جديدة من خط آبار عن دليلين مهمين: مستويات المياه الجوفية كانت تنخفض على مدى عدة سنوات حتى عندما تفاوتت الثلوج كثيراً، وبعض المياه الجوفية يبلغ عمرها عقوداً إلى آلاف السنين. هذا أثار سؤالاً ملحاً: هل هذه المياه الجوفية القديمة تدعم جريان الأنهار بهدوء في سنوات قِلَّة الثلوج، وكيف قد يتغير ذلك مع احترار المناخ؟

محاكاة مستقبل دافئ

للإجابة عن ذلك، استخدم الفريق نموذجاً حاسوبياً متقدماً يربط بين الثلج والتربة والصخور والنباتات والجداول عبر كامل حوض التصريف. قاموا بمحاكاة سبع سنوات مائية حديثة وفق الطقس الملاحظ، ثم شغّلوا سيناريوهين افتراضيين رفعت فيهما درجات حرارة الهواء بمقدار 2.5 و4 درجات مئوية مع إبقاء كميات الهطول نفسها. أدى الهواء الأدفأ إلى هطول المزيد من العواصف شتاءً مطراً بدلاً من ثلج، وذوبان الثلوج أبكر، وسحبت النباتات مزيداً من الماء إلى الغلاف الجوي. وتتبع النموذج ليس فقط وجهات الماء، بل أيضاً مدة بقائه تحت الأرض عبر تتبُّع ملايين من جزيئات الماء الافتراضية أثناء حركتها من المطر أو الثلج عبر المسامات الجوفية إلى النهر.

المياه الجوفية المخفية كمُثبّت هادئ

أظهرت المحاكاة أن المياه الجوفية بعيدة عن كونها خزاناً ثابتاً. على مدى الفترة ذاتها، تراجعت مخزونات المياه الجوفية إجمالاً بشكل مطرد، وتسارع هذا التراجع في السيناريوهين الأدفأ. ومع ذلك لعبت المياه الجوفية دوراً مثبتاً للمجرى: بقيت مساهمات المياه الجوفية القديمة جداً في الجريان تقريباً ثابتة مع مرور الوقت، بينما تفاوتت المياه الجوفية الأحدث والجريان السطحي بشكل قوي مع الطقس السنوي. في أدنى سنة للثلوج ضمن الدراسة، كان للنهر فعلياً أحد أعلى كفاءات الجريان، لأن المياه الجوفية تصرفت نحو الجدول لتعويض نقص ذوبان الثلج. بعبارة أخرى، اعتمد النهر أكثر على المياه المخزنة منذ زمن طويل للحفاظ على الجريان عندما كانت المدخلات الطازجة من الثلج شحيحة.

الاحترار يغيّر مصدر وعمر مياه النهر

مع ارتفاع درجات الحرارة في تجارب النموذج، أدت الأمطار الشتوية الأكثر وذوبان الثلوج المبكر إلى ارتفاع مؤقت في مستويات المياه الجوفية كل سنة، لكن هذا الارتفاع دام بضعة أسابيع فقط. على مدار السنة الكاملة، أدت زيادة التبخر واستهلاك النباتات للماء إلى تراجع مستويات المياه الجوفية عن بدايتها، وأصبح هذا الخسارة الصافية أشد عند الارتفاعات الأعلى فوق نحو 3700 متر. كما ازداد عمر الماء الذي يغذي النهر أيضاً: خلال فترات الجريان المنخفض، ارتفع العمر الوسيط للمياه الجوفية عند منفذ النهر من نحو أربع إلى ست سنوات في المحاكاة الأساسية وحتى ثماني سنوات في الحالة الأدفأ. تقلصت أسرع مياه الجوفية متوسطة العمر، التي تتراوح أعمارها قرابة سنة إلى ثلاث سنوات، بينما زادت نسبة المياه الجوفية القديمة جداً في الجريان لتُعوض جزئياً. النتيجة هي وجود ماء إجمالي أقل في النهر، لكن جزءاً أكبر منه يأتي من مخزونات أقدم وأعمق.

ماذا يعني هذا لإمدادات المياه المستقبلية

للناس والنظم البيئية في الأسفل، تشير الدراسة إلى أن جريان الأنهار اليوم يُدعّم بهدوء بواسطة مياه جوفية قديمة تُستنفد وليست مُعادَة تعبئتها بالكامل. مع تراجع أغطية الثلج واستمرار الاحترار، يبدو أن المياه الجوفية في الارتفاعات العالية أكثر عرضة للخطر، وقد لا تتمكن السنوات الرطبة من إعادة ملء ما فُقد في السنوات الجافة. عملياً، تعتمد المجتمعات التي تتكئ على ذوبان ثلوج الجبال بشكل متزايد على احتياطيات قديمة تحت الأرض، وهو نهج لا يمكن أن يستمر إلى الأبد. إن التعرف على هذا المخزن الجوفي المخفي ومراقبته سيكون أمراً حاسماً للتخطيط للسدود وحقوق المياه والمحافظة في مستقبل يصبح فيه الثلج أقل اعتماداً عليه.

الاستشهاد: Siirila-Woodburn, E.R., Thiros, N., Newcomer, M. et al. Warming and snow loss increase reliance on old groundwater in a Colorado River headwater. Nat. Geosci. 19, 549–555 (2026). https://doi.org/10.1038/s41561-026-01945-y

الكلمات المفتاحية: المياه الجوفية الجبلية, فقدان غطاء الثلج, مصادر نهر كولورادو, تغير جريان الأنهار, الاحترار المناخي