التلوث الواسع للمحيط المفتوح النائي بالزنك الناتج عن النشاط البشري

معدن غير مرئي في بحر يبدو بكرًا

بعيدًا عن السواحل المكتظة، يبدو وسط المحيط الهادئ الجنوبي كأحد آخر الأماكن التي لم تمسها يد البشر على وجه الأرض. ومع ذلك تكشف هذه الدراسة أن حتى هذه المياه الزرقاء النائية تحمل بصمة بشرية: تلوث طفيف لكنه منتشر بالزنك، المعدن الذي يفرزه النشاط الصناعي واستخدام الوقود الأحفوري. من خلال تتبُّع "لكنات" كيميائية للزنك والرصاص في الغبار المحمول جوًا والجسيمات البحرية الدقيقة، يظهر الباحثون أن التلوث، لا العمليات الطبيعية، أصبح يهيمن على جزء مهم من دورة المعادن في المحيط.

لماذا يهم وجود الزنك في المحيط

قد يبدو الزنك مجرد معدن آخر، لكنه يعمل في المحيط أشبه بفيتامين. النباتات المجهرية، أو العوالق النباتية، تستخدمه لتشغيل إنزيمات تساعدها على الحصول على المغذيات وسحب ثاني أكسيد الكربون من الهواء. ولسنوات ظل علماء المحيطات في حيرة من أمر سبب وجود زنك "خفيف" بشكل غير عادي في الطبقات العليا من المحيطات الدافئة قليلة المغذيات — أي زنك ذراته مختلفة قليلاً في الكتلة عن المتوسط العالمي. اقترح بعضهم أن عمليات طبيعية تزيل بشكل انتقائي الزنك "الثقيل" من الماء. واقترح آخرون أن دفعة إضافية من الزنك الخفيف تأتي من الغلاف الجوي، لكن الأدلة على ذلك كانت ضعيفة.

تتبع الغبار عبر جنوب المحيط الهادئ

لفك طلاسم هذه الاحتمالات، أبحر الباحثون عبر واحد من أكثر أجزاء المحيط عزلة على الأرض، بين تشيلي وكاليدونيا الجديدة. على طول الطريق جمعوا جسيمات محمولة جوًا ومواد معلقة من أول 500 متر من مياه البحر. وفي المختبر فصلوا بعناية أنواع الجسيمات المختلفة وقاسوا ليس فقط كمية الزنك والرصاص التي تحتويها، بل أيضًا الاختلافات الطفيفة في نظائرها — الأشكال الذرية المختلفة لكل عنصر. وبما أن الخامات الصناعية من مناطق مختلفة تحمل أنماطًا مميزة من النظائر، فإن هذه القياسات تعمل كرموز شريطية تكشف مصدر المعادن.

بصمة تلوث في كل عينة

تبين أن الزنك المحمول بواسطة الجسيمات البحرية أخف باستمرار في تركيبه النظيري مقارنة بالزنك المذاب في مياه البحر المحيطة، وكان مطابقًا تقريبًا للجسيمات المحمولة جوًا الملتقطة فوق نفس المنطقة. وأظهر الرصاص في تلك الجسيمات قصة مماثلة. كانت نظائره مرتبة على امتدادات مزج بين مصادر صناعية معروفة في أستراليا وأمريكا الجنوبية والولايات المتحدة والصين. بعبارة أخرى، كانت المعادن في عمود الماء مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالغبار المستمد من التلوث، لا بالصخور أو طمي الأنهار أو الحطام البيولوجي البحت. وعند مقارنة الزنك بعناصر أخرى مثل الفسفور والمنغنيز والألومنيوم، وجد الباحثون زيادات هائلة في الزنك لا يمكن تفسيرها بنمو العوالق، أو بطبقات المعادن الطبيعية، أو بالغبار المعدني وحده.

موازنة المصادر الطبيعية والبشرية

باستخدام نماذج بسيطة قائمة على النسب، قدَّر الفريق كمية الزنك الحبيبي القادمة من ثلاثة مصادر عامة: المادة الحية، وأكسيدات المعادن الطبيعية، والهباء الجوي الناتج عن الإنسان. في أكثر من أربع عينات من أصل خمس، تم تتبع أكثر من 80 بالمئة من الزنك إلى التلوث. وتشير حسابات إجمالي الزنك المتساقط من الغلاف الجوي إلى أن هذه الإمدادات المدفوعة بالإنسان تفوق بمقدار من رتبة إلى رتبتين زنك الغبار المعدني الطبيعي في هذه المنطقة، وتضاهي مساهمات الأنهار وفتحات قاع البحر على مقياس عالمي. وبما أن الزنك في هذه الهباءات الجوية عالي الذوبان، فإنه يذوب بسهولة في الطبقة الساطعة من السطح، حيث يمكن أن يغير التوازن النظيري وتوفر هذا المغذِّي الدقيق المهم.

ماذا يعني ذلك للحياة في المحيط المفتوح

بالنسبة للقارئ العام، الرسالة المركزية صارخة لكنها دقيقة: حتى في أكثر أجزاء البحر عزلة، لم تعد كيمياء المغذيات الأساسية طبيعية بالكامل. تُظهر الدراسة أن انبعاثات البشر من جسيمات غنية بالزنك أصبحت الآن المصدر المهيمن للزنك الحبيبي في جنوب المحيط الهادئ قليل المغذيات، ومن المحتمل أنها تفسر البصمة الخفيفة غير العادية للزنك التي يراها الكيميائيون في كثير من أجزاء الطبقة العليا من المحيط. ومع توقع ارتفاع الانبعاثات الصناعية للزنك، قد يؤثر هذا المعدن الإضافي في توازن المغذيات ويعيد تشكيل مجتمعات العوالق بشكل طفيف، وهي التي تدعم شبكات الغذاء البحرية وتساعد على تنظيم مناخ الأرض. قد يبدو المحيط لا يزال بكرًا من الأعلى، لكن على المستوى الذري صار يطبع بشكل متزايد بعلامات عصرنا الصناعي.

الاستشهاد: Benaltabet, T., Gosnell, K.J., de Souza, G.F. et al. Pervasive contamination of the remote open ocean with anthropogenic zinc. Commun Earth Environ 7, 373 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03425-y

الكلمات المفتاحية: تلوث المحيط, الهباء الجوي, المعادن النادرة, دورة الزنك, المحيط الهادئ الجنوبي