عوامل محددة بالجليد تتحكم في زيادة حركة المعادن النزرة عبر مياه الانصهار الجبلية والقطبية العالمية

لماذا يهم ذوبان الجليد لمياهنا

مع تقلص الأنهار الجليدية حول العالم، لا يقتصر أثرها على رفع مستوى سطح البحر فحسب. تعمل هذه الأنهار الجليدية أيضاً كمفاعلات كيميائية عملاقة، تحتفظ وتطلق بهدوء كميات صغيرة من معادن مثل الزنك والنحاس والحديد والرصاص. عندما يذوب الجليد، تُغسل هذه المعادن إلى الجداول والأنهار وفي نهاية المطاف إلى المحيط، حيث يمكن أن تغذي الحياة أو تتحول إلى ملوثات. تكشف هذه الدراسة كيف تُطلق أنواع مختلفة من الجليد — الأنهار الجليدية الجبلية الصغيرة مقابل صفائح الجليد القطبية الشاسعة — هذه المعادن، وماذا يعني ذلك للنظم البيئية والأشخاص المعتمدين على مياه الانصهار.

أنواع جليد مختلفة، بصمات كيميائية مختلفة

ليست الأنهار الجليدية كتل ماء متجمدة صامتة كيميائياً. على مدى عقود إلى قرون، تحجز الثلوج المتساقطة جزيئات من الغلاف الجوي، بما في ذلك الغبار والتلوث الغني بالمعادن. في الوقت نفسه، يطحن الجليد ببطء الصخور الموجودة تحته إلى شظايا جديدة تفاعلية للغاية. عندما يبدأ ماء الانصهار في الجريان، يتفاعل مع هذه الصخور المطحونة والجزيئات الجوية المخزنة، ملتقطاً المعادن المذابة في الطريق. جمع المؤلفون قياسات للمعادن المذابة من 14 نهر جليدي جبلي ومخرجي صفائح جليدية من 2 مواقع منتشرة عبر الهيمالايا، هضبة التبت، الأنديز، الألب، جبال الروكي، غرينلاند، والقارة القطبية الجنوبية. كان هدفهم معرفة ما إذا كان نوع النهر الجليدي نفسه — حاد الانحدار وسريع التصريف مقابل واسع وبطيء — يساعد في تحديد كمية المعادن المُطلَقة ومدى سهولة تحرك تلك المعادن.

تتبع كمية المعادن التي تطلقها الأنهار الجليدية

لمقارنة أماكن مختلفة جداً على مقياس موحد، اعتمد الفريق على فكرتين بسيطتين. أولاً، قدّروا مدى إثراء كل معدن في مياه الانصهار مقارنة بمتوسط وفرة ذلك المعدن في قشرة الأرض. تشير الإثراءات الكبيرة إلى تآكل قوي أو سقوط جوي مكثف أو كليهما. ثانياً، حسبوا مؤشر «الحركية» — طريقة لقياس مدى سهولة حمل كل معدن بواسطة الماء مقارنة بعنصر مرجعي يذوب بسهولة من الصخور. باستخدام هذين الأداتين، أظهروا أن مياه الانصهار من كل من الأنهار الجليدية الجبلية وصفائح الجليد غالباً ما تحتوي على تراكيز معادن أعلى بمقدار درجة إلى درجتين من الأهمية مقارنة بالأنهار العالمية النموذجية أو المحيط المفتوح. لكن الخليط الكيميائي مختلف: فالأنهار الجليدية الجبلية غنية بشكل خاص بالزنك والكوبالت والنيكل والنحاس والكادميوم، بينما تصدر صفائح الجليد غالباً الحديد والكروم بفعل تفاعلات منخفضة الأكسجين تحت الجليد السميك.

لماذا تُعد الجبال الحادة مكبرات كيميائية

تميل الأنهار الجليدية الجبلية إلى الجلوس على صخور متباينة حاملة للمعادن والتصريف عبر قنوات قصيرة ونشيطة. يندفع ماء الانصهار عبر الصخر المتشقق والحطام المطحون حديثاً، مما يعزز تفاعلات تكسر المعادن الكبريتيدية والكربونات ويطلق معادن مثل الزنك والنيكل والرصاص. تضيف الأنهار الجليدية المغطاة بالحطام بعداً آخر: فشظايا الصخور على سطح الجليد تحتجز الحرارة وتطيل زمن تسرب الماء عبر الرواسب، مما يعزز إفراز المعادن أكثر. بالمقابل، تجلس أجزاء واسعة من صفائح غرينلاند والقطب الجنوبي على أسرة مائلة برفق مع أنظمة تصريف أبطأ وأكثر توزيعاً. هناك يتباطأ الماء، وتفضل ظروف نقص الأكسجين الإفراز التدريجي للحديد من الرواسب في حين تُحبس معادن أخرى جزئياً على أسطح المعادن. النتيجة هي أنه، لكل وحدة مساحة، تطلق الأنهار الجليدية الجبلية الآن ما يصل إلى ستة أضعاف من الزنك، وثمانية أضعاف من النحاس، وتسعة عشر ضعفاً من الرصاص، وحوالي تسعين ضعفاً من الكادميوم مقارنة بصفائح الجليد.

نبضة كيميائية ذات حدين في المصب

المعادن التي تطلقها الأنهار الجليدية لا تختفي ببساطة؛ بل تشكل الأنهار والبحيرات والبحار الساحلية المنخفضة. فبعضها، مثل الحديد والزنك والكوبالت، هي عناصر دقيقة حيوية تدعم الطحالب والبكتيريا في قاع شبكات الغذاء، خصوصاً في المياه الفقيرة بالعناصر المغذية. يمكن أن تعمل دفعات قصيرة من مياه الانصهار الغنية بهذه العناصر كسماد طبيعي، محفزةً للإنتاجية البيولوجية ومؤثرةً في مقدار الكربون الذي يمكن للمحيط امتصاصه من الغلاف الجوي. في الوقت نفسه، قد تحمل نفس مياه الانصهار رصاصاً وكادميوم بمستويات تقترب أو تتجاوز إرشادات سلامة الأحياء المائية، لا سيما في الروافد الرقيقة قليلة القلوية. غالباً ما تتزامن هذه النبضات مع مواسم الذوبان الذروية، مثل أشهر الرياح الموسمية في الهيمالايا أو أوائل الصيف في الألب والروكي، مما يصلِّب الصدمات الكيميائية القصيرة لكن المكثفة للنظم البيئية الهشة وللمجتمعات المعتمدة على إمدادات المياه المُغذية بالأنهار الجليدية.

ماذا يعني عالم دافئ لمياه المستقبل

تُظهر هذه الدراسة أنه مع تسارع تغير المناخ وتراجع الجليد، تصبح جبال العالم العالية «بؤر حرارة» مؤقتة لإطلاق المعادن. خلال العقود القادمة، من المرجح أن ترسل العديد من الأنهار الجليدية الصغيرة والحادة موجات متزايدة من العناصر الغذائية والملوثات إلى المصبات قبل أن تختفي في نهاية المطاف، مما يقلل هذه المدخلات على المدى الطويل. إن الاعتراف بأن الأنهار الجليدية الجبلية وصفائح الجليد تتصرفان بشكل مختلف أمر بالغ الأهمية لتوقع التغيرات في جودة المياه والحياة المائية وحتى امتصاص الكربون في المحيط. وبينما لا يمكننا إيقاف التجوية الكيميائية المصاحبة لفقدان الجليد، يمكننا مراقبة هذه التدفقات المتطورة، وحماية الأراضي الرطبة والفياض التي تحجز المعادن طبيعياً، ووضع استراتيجيات لإدارة المياه تقلل المخاطر على النظم البيئية والبشر مع استمرار تقلص الأنهار الجليدية.

الاستشهاد: Sundriyal, S., Shukla, T., Kang, S. et al. Glacier-specific controls on enhanced trace metal mobility across global mountain and polar meltwaters. Commun Earth Environ 7, 324 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-025-03064-9

الكلمات المفتاحية: مياه انصهار الأنهار الجليدية, المعادن النزرة, الأنهار الجليدية الجبلية, صفائح الجليد, تغير المناخ