تأثير هطول الأمطار وتغير مستوى سطح البحر على تأكسد السيليكات في منطقة التقارب الهندو-هادئ خلال العصر الرباعي

لماذا تهم أمطار المناطق المدارية القديمة اليوم

تُعد منطقة الهندو-هادئ حول جنوب شرق آسيا ما يُطلق عليه أحيانًا «محرك الحرارة» للأرض، لأن محيطاتها الدافئة وهطول الأمطار الغزيرة تُحرّك أنماط الطقس على مستوى العالم. تبحث هذه الدراسة في سجل يمتد إلى 700000 سنة للإجابة على سؤال معاصر: كيف أثّر تغير مستوى سطح البحر وهطول الأمطار الموسمية في هذه المنطقة على كمية ثاني أكسيد الكربون (CO2) في الغلاف الجوي؟ من خلال فحص كيفية تفتت الصخور وتفاعلها مع CO2 في الماضي، يكشف المؤلفون عن كبح طبيعي مخفي لتغير المناخ قد يساعدنا على فهم وتيرة الاحترار المستقبلي بشكل أفضل.

تأكسد الصخور كرافعة مناخية بطيئة الحركة

عندما يتدفّق ماء المطر فوق اليابسة وعبر التربة، يذيب ببطء معادن معينة في الصخور، لا سيما معادن السيليكات. في عملية التجوية الكيميائية هذه، يتحول CO2 من الهواء إلى مواد مذابة تحمله الأنهار إلى المحيط، حيث يمكن أن يتحول لاحقًا إلى رواسب كربوناتية في قاع البحر. يعمل هذا كحوض امتصاص طويل الأمد لثاني أكسيد الكربون، على مدى عشرات الآلاف من السنين. تُعد منطقة التقارب الهندو-هادئ (IPCZ) – حزام من الأمطار الغزيرة ودرجات الحرارة الدافئة يمتد من بحر الصين الجنوبي إلى المحيط الهادئ الغربي – مهمة بشكل خاص لأن رواسبها السائبة وصخورها الغنية بالسيليكات تجعلها واحدة من أكثر المناطق نشاطًا على الأرض لهذا النوع من التجوية التي تستهلك CO2.

تعرّي مستوى البحر لمشهد طبيعي مخفي

خلال العصور الجليدية، حبست كتل جليدية هائلة كميات من الماء، مما أدى إلى انخفاض مستوى سطح البحر العالمي بأكثر من 100 متر. حول جنوب شرق آسيا، كشفت تلك الانخفاضات عن رفوف قارية شاسعة – قيعان بحرية ضحلة ومسطحة تحولت إلى أسطح أرضية جديدة. باستخدام نموذج جيوكيميائي عالمي يُدعى GEOCLIM، قام الباحثون بمحاكاة كيفية تأثير زيادة مساحة اليابسة هذه على التجوية الكيميائية في IPCZ على مدار الـ120000 سنة الماضية، ثم مدّوا النتائج إلى 700000 سنة باستخدام أدوات إحصائية. وجدوا أن تعرية هذه الرفوف خلال الفترات الجليدية زادت تدفق تجوية السيليكات بنحو الثلث مقارنةً بالفترات الأكثر دفئًا وارتفاعًا في مستوى سطح البحر. وكانت هذه الزيادة في التجوية وحدها كافية لإزالة ما يعادل نحو 9 أجزاء في المليون بالحجم (ppmv) من CO2 من الغلاف الجوي.

عندما تُضخّم الأمطار الغزيرة التجوية

لم يكن مستوى سطح البحر اللاعب الوحيد. فحص الفريق أيضًا كيف غيّرت تقلبات هطول الأمطار، المدفوعة بتغيرات مدار الأرض وأنظمة الرياح الموسمية، عملية التجوية. جمعوا محاكيات مناخية وسجلات لمستوى سطح البحر وإعادة بناء لدرجات الحرارة وسجلًا رسوبيًا حساسًا للتجوية من موقع حفر قاعي مع عدة نماذج تعلم آلي وتعلم عميق. برع نموذج الغابة العشوائية، إلى جانب شبكة عصبية مخصصة، في التقاط الروابط المعقدة بين درجة الحرارة وCO2 ومستوى سطح البحر والتجوية عبر الزمن. من خلال بناء متوسط مرجّح لجميع النماذج، أعادوا بناء كيف ارتفع وانخفض تدفق التجوية في IPCZ خلال العديد من دورات الجليد والانحسار.

تقلبات الأمطار تضخّم حوض الكربون

على مقياس أطول، نحو دورات تمتد لحوالي 100000 سنة، أظهرت النتائج ارتباطًا وثيقًا: ارتبط انخفاض مستوى سطح البحر بزيادة التجوية الكيميائية. لكن على مقياس أقصر متعلق بالاستباقية يبلغ نحو 20000 سنة، برز هطول الأمطار كمضخم أساسي. خلال بعض الفترات الجليدية، لا سيما حول 58000 سنة مضت، يبدو أن الأمطار المدارية في IPCZ أصبحت شديدة بشكل استثنائي. يمكن أن تزيد هذه الحلقات عالية الأمطار، المتزامنة مع رفوف قارية مكشوفة بالفعل، من تدفقات التجوية بأكثر من النصف — وفي بعض الحالات المحلية، بأكثر من الضعف. يقدّر المؤلفون أن هذا الجمع بين انخفاض مستوى سطح البحر وهطول أمطار قوي زاد من إزالة CO2 إلى نحو 9.2–13.7 جزءًا في المليون بالحجم، وهو حصة كبيرة من الفارق البالغ نحو 80 جزءًا في المليون بين العصور الجليدية والفترات الدافئة.

ماذا يعني هذا لفهم تغير المناخ

قد تبدو التغيرات في CO2 الواردة هنا صغيرة لغير المتخصص، لكن على مدى مئات الآلاف من السنين تمثل قطعة مهمة من لغز المناخ. تُظهر الدراسة أن الرفوف المدارية الهندو-هادئة عملت كـ«منظف» قوي يقوده هطول الأمطار لثاني أكسيد الكربون الجوي خلال العصور الجليدية، مما ساهَم في إبقاء الكوكب أبرد. كما تُبرز كيف تتضافر أجزاء مختلفة من نظام الأرض — مستوى سطح البحر وهطول الأمطار ونوع الصخور وشكل المشهد — لتنظيم المناخ على أمد طويل. وبينما فإن هذا التغذية الراجعة الطبيعية للتجوية أبطأ بكثير من أن تواجه الانبعاثات البشرية الحالية السريعة، فإن فهم قوتها وسلوكها يساعد العلماء على بناء نماذج أكثر واقعية للمناخ المستقبلي وتفسير كيفية استجابة الأرض للاضطرابات الماضية بشكل أفضل.

الاستشهاد: Yang, Y., Xu, Z., Zhao, D. et al. Rainfall amplified sea-level control on silicate weathering in the Indo-Pacific Convergence Zone during Quaternary glacials. Commun Earth Environ 7, 195 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03219-2

الكلمات المفتاحية: تأكسد السيليكات, منطقة التقارب الهندو-هادئ, دورات جليدية, تغير مستوى سطح البحر, مصدر امتصاص ثاني أكسيد الكربون