تركيزات هائلة من الكربون العضوي الذائب العتيق من ذوبان ييدوما في بحيرات سيبيريا

كربون مخفي في البحيرات القطبية الذائبة

مع ارتفاع حرارة القطب الشمالي، بدأت الأراضي القديمة المتجمدة منذ عشرات الآلاف من السنين تذوب. في سيبيريا، تحتفظ هذه التربة المتجمدة — المسماة التربة الدائمة التجمد — بكميات هائلة من الكربون العضوي العتيق. عندما ينهار هذا التربة المتجمدة ويتكوّن منها بحيرات، يخشى العلماء أن يتحول هذا الكربون المخزن منذ زمن طويل بسرعة إلى غازات احتباس حراري وتُطلق إلى الغلاف الجوي. تدرس هذه الدراسة بحيرات في ياقوتيا الوسطى بشرق سيبيريا عن كثب لتحديد مقدار الكربون العتيق الذي يُحرر فعلاً، أي شكل يتخذه في الماء، وكم منه يتحول إلى ثاني أكسيد الكربون أو الميثان.

أنواع مختلفة من البحيرات القطبية

تركز فريق البحث على شبكة من البحيرات الصغيرة في حوض نهر سيرداخ، وهي منطقة تحتها تربة دائمة التجمد غنية بالجليد تُعرف باسم «ييدوما» تشكلت خلال آخر حقبة جليدية. فحصوا أربعة أنواع رئيسية من البحيرات. بحيرات ثيرموكارست الحديثة هي برك شابة ظهرت منذ خمسينيات القرن العشرين حيث هبطت الأرض فجأة مع ذوبان الجليد داخلها. أما البحيرات الأقدم المسماة «ألاس» فتشغل أحواضاً واسعة وضحلة نشأت نتيجة ذوبان التربة المتجمدة قبل آلاف السنين. بعض هذه الأحواض متصلة حالياً بالجداول والأنهار، بينما بعضها معزول. الفئة الرابعة، بحيرات ألاس المعدلة باثار ثيرموكارست، هي أحواض قديمة بدأت تذوب مجدداً على طول ضفافها، مع انزلاق كتل طينية غنية بالجليد إلى الماء. كما أخذ الفريق عينات من مياه الذوبان مباشرة من انهيار نشط للتربة المتجمدة لالتقاط بصمة كربون التربة المذابة حديثاً.

أحمال هائلة من الكربون الذائب

عبر كل أنواع البحيرات والمواسم، كان أغلب الكربون العضوي في الماء على شكل مذاب بدلاً من جزيئات. في العديد من البحيرات، كانت تراكيز الكربون العضوي الذائب مرتفعة بشكل استثنائي — من بين الأعلى المبلغ عنها في بحيرات القطب الشمالي — خصوصاً في بحيرات ثيرموكارست الحديثة وفي بحيرات ألاس التي تتعرض حالياً لذوبان جديد على شواطئها. من خلال قياس محتوى الكربون الإشعاعي، تمكن الباحثون من التمييز بين الكربون العتيق القادم من التربة المتجمدة والكربون العضوي المتشكل حديثاً. وجدوا أن ما يصل إلى ثلاثة أرباع الكربون الذائب في بحيرات ثيرموكارست الشابة وبحيرات ألاس المعدلة باثار ثيرموكارست مصدره تربة متجمدة قديمة، بأعمار تمتد لآلاف السنين. في المقابل، كانت بحيرات ألاس المتصلة وغير المضطربة مهيمنة عليها الكربون الحديث المتشكل مؤخراً.

تراكم الكربون القديم، والكربون الجديد يغذي الغازات

لفهم ما يحدث لهذا الكربون الذائب، قاس الفريق عمر الكربون الموجود في فقاعات الغاز من ثاني أكسيد الكربون والميثان الصاعدة من قاع البحيرات. اكتشفوا أنه على الرغم من أن الكربون العتيق من التربة المتجمدة يساهم في بعض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، فإن معظم الميثان — وكثير من ثاني أكسيد الكربون المتبقي — يأتي من المادة العضوية الطازجة المنتجة داخل البحيرات نفسها، مثل الطحالب والنباتات المائية. كانت فقاعات الميثان عادة "حديثة" من حيث الكربون الإشعاعي، مما يعني أنها تكوَّنت من كربون دخل النظام قبل عقود أو على الأكثر قرون قليلة. في المقابل، تتجمع حمولة كبيرة من الكربون العضوي الذائب القديم في الماء بدلاً من أن تتحلل بالكامل.

لماذا تتسرب بعض البحيرات بالكربون القديم وأخرى لا تتسرب

تظهر الدراسة أيضاً أن تاريخ البحيرة وروابط المياه تتحكم بقوة في حركة الكربون القديم. تستقبل بحيرات ثيرموكارست الحديثة المعزولة وبحيرات ألاس المعدلة باثار ثيرموكارست مدخلات قوية من الكربون العضوي الذائب القديم من ضفاف تذوب ومن انهيار قاع البحيرة. وبما أن هذه البحيرات ضحلة وغالباً ما تكون منفصلة عن الأنهار وتتعرض لتبخر صيفي مكثف، تُركّز المواد المذابة ولا تُغسل بسهولة. أما بحيرات ألاس المتصلة، التي تتبادل المياه مع الجداول، فتصرف مثل الأنهار: تُغذى أساساً بكربون حديث من الغطاء النباتي السطحي، لديها مستويات أقل من الكربون الذائب، وتصدر القليل من كربون التربة المتجمدة القديم.

ما الذي يعنيه هذا لتغذيات المناخ

بالنسبة لغير المتخصصين المهتمين بتغير المناخ، الرسالة الأساسية هي أن ذوبان تربة ييدوما بالفعل يطلق كربوناً عتيقاً جداً إلى بحيرات سيبيريا، لكن كثيراً منه يبقى مذاباً في الماء بدلاً من أن يتحول فوراً إلى غازات دفيئة. تحتوي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من بحيرات ثيرموكارست الحديثة على مكون عتيق وبالتالي تسهم في تعزيز الاحترار، بينما يبدو أن انبعاثات الميثان تغذى أساساً بواسطة نمو النباتات الجديدة لا بواسطة كربون عصر الجليد. لا تزال تكوين هذه البحيرات مهمّاً للمناخ، لأنها تستبدل الأراضي المشجرة التي كانت تخزن الكربون وتحولها إلى مناطق رطبة تُطلقه. مع زيادة الاحترار وهطول الأمطار، قد يؤدي المزيد من الذوبان وتكوين المزيد من البحيرات وتغير مسارات المياه عبر القطب الشمالي إلى تحويل المزيد من الكربون العتيق من الأرض إلى الهواء تدريجياً.

الاستشهاد: Ollivier, S., Séjourné, A., Hatté, C. et al. Massive concentrations of old dissolved organic carbon from Yedoma thaw in lakes in Siberia. Commun Earth Environ 7, 200 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03229-0

الكلمات المفتاحية: ذوبان التربة المتجمدة, بحيرات ثيرموكارست, الكربون العضوي الذائب, غازات الاحتباس الحراري القطبية, ييدوما سيبيريا