موجة حرارة إلفينيو القصوى 2016 أضعفت تصدير الكربون والتنفس في المحيط الهادئ الاستوائي

لماذا تهمنا موجة حرارة بحرية بعيدة

بعيدًا عن الشاطئ، حولت ظاهرة إلفينيو القوية في 2016 شريطًا واسعًا من المحيط الهادئ الاستوائي إلى موجة حرارة تحت الماء. تُظهر هذه الدراسة أن الحدث لم يقتصر على تدفئة المياه فحسب؛ بل اضطرَب أيضًا كيفية نقل النباتات الطافية الصغيرة للكربون من السطح إلى عمق المحيط، وهي عملية تساهم في إبقاء جزء من تلوث ثاني أكسيد الكربون خارج الغلاف الجوي. من خلال تتبع إشارات دقيقة من الأقمار الصناعية والطُفّاف الآلية ونماذج الحاسوب، يكشف الباحثون كيف أضعف هذا الاحترار الشديد بشكل حاد الحزام الناقل الخفي للكربون في المحيط.

رفع الحرارة في المحيط الهادئ الاستوائي

إلفينيو نمط مناخي معروف تتحول فيه مياه المحيط الهادئ الاستوائي إلى دفء غير معتاد، ما يعيد تشكيل الطقس حول العالم. كان حدث 2015–2016 من أقوى الأحداث هذا القرن، حيث رفع درجات حرارة سطح البحر في أجزاء من المحيط الاستوائي المركزي بحوالي ثلاث درجات مئوية. في مواقع عديدة، دفعت هذه القيم درجات الحرارة فوق المستوى الذي يستخدمه العلماء لتعريف موجة حرارة بحرية. الماء الأكثر دفئًا هناك أعاق صعود المياه العميقة الغنية بالمغذيات، التي عادةً ما تغذي اندفاعات ازدهار العوالق النباتية المجهرية. وبدون هذا الإمداد بالمغذيات، أصبحت المياه السطحية أوضح وأقل حياة.

تتبع جسيمات غير مرئية إلى أعماق البحر

عندما تنمو العوالق النباتية وتموت وتُؤكل، تتلاصق بعض بقاياها وتشكل حبيبات تغرق، حاملةً الكربون من الطبقة المضيئة السطحية إلى أعماق مظلمة. استخدم الفريق نموذج نظام بيئي بحري موجهًا بصور ألوان الأقمار الصناعية لتقدير مقدار الكربون الذي غادر الطبقة السطحية المختلطة جيدًا. ودمجوا ذلك مع إعادة بناء بتعلم آلي قائم على آلاف القياسات من طُفّافات آرجو التي تقيس مقاطع من المحيط. تتبعت مجموعة بيانات واحدة كيف تشتت الجسيمات للضوء، وهو مؤشر جيد على الجزئيات الصغيرة الغنية بالكربون في الماء. واستخدمت مجموعة أخرى قياسات الأكسجين لاستنتاج مدى تنفّس الحياة البحرية أثناء استهلاكها لتلك المادة العضوية الغارقة.

انخفاض حاد في الحزام الناقل الحيوي للكربون

تُظهر السجلات المجمعة من 2002 إلى 2020 أن السنوات ذات ظروف لا نينيا الباردة تميل إلى وجود تصدير قوي للكربون من السطح، بينما تتوافق سنوات إلفينيو الدافئة مع تصدير ضعيف. خلال ذروة إلفينيو 2016، انخفض التقدير لتصدير الكربون في منطقة نيغنو 3.4 الهامة من المحيط الاستوائي بنحو النصف مقارنةً بالمتوسط طويل الأمد. كما تراجعت إشارات الجسيمات في المحيط العلوي، وأظهرت التقديرات المستندة إلى الأكسجين أن التنفّس بين عمق 100 و200 متر انخفض أيضًا، مما يتوافق مع قلة المادة العضوية الغارقة التي تغذي الحياة في الأسفل. بلغت المؤشرات الثلاثة أدناها خلال هذا الحدث، مما يعزز صورة تباطؤ كبير، وإن كان مؤقتًا، في الحركة الحيوية للكربون نحو الأعماق.

كيف تعيد التحولات في العوالق الصغيرة تشكيل نقل الكربون

ليست كل العوالق النباتية مساهمة بالمثل في هذا التدفق الغارق. تميل الدياتومات الكبيرة سريعة النمو، التي تبني قشورًا زجاجية، إلى تشكيل جسيمات ثقيلة تغرق بسرعة، بينما تغرق المجموعات الأصغر مثل البكتيريا الزرقاء ببطء وتحمل كربونًا أقل. يقترح النموذج أنه خلال سنوات لا نينيا المنتجة، تشكل الدياتومات حصة كبيرة من المادة التي يرعاها العوالق الحيوانية وتتحول إلى حطام غارق. خلال إلفينيو، وخاصة في 2016، اختفت الدياتومات تقريبًا من وسط المحيط الاستوائي واستُبدلت بمجموعات أصغر أبطأ نموًا. تساعد هذه التحوّلات في تركيبة المجتمع على تفسير سبب الانخفاض الحاد في التصدير ولماذا شهدت أعماق الوسط تنفّسًا أقل. وتجد الدراسة أيضًا أن الصلة بين ظروف إلفينيو وضعف التصدير هي الأقوى في وسط وشرق المحيط الهادئ الاستوائي، مع نمط أكثر تعقيدًا في مناطق محيطية أخرى.

ماذا يعني هذا لتوازن الكربون على الكوكب

تزامن إلفينيو 2016 مع ارتفاع سريع استثنائي في ثاني أكسيد الكربون الجوي، ناجم إلى حد كبير عن تغييرات برية وتغير تبادل الغازات على سطح البحر. تُظهر هذه الدراسة أنه في الوقت نفسه، تذبذبت المضخة الحيوية التي تنقل الكربون من السطح إلى عمق المحيط في المنطقة الاستوائية، مما جعل من الصعب على هذه المنطقة أن تعمل كمخزن كربون طويل الأمد، لا سيما أثناء الأحداث الدافئة القصوى التي من المتوقع أن تزداد تكرارها مع احترار المناخ. ببساطة، عندما يسخن المحيط الهادئ الاستوائي ويتحول مجتمع العوالق هناك بعيدًا عن الأشكال الثقيلة سريعة الغرق، يُنقل كربون أقل إلى الأعماق، فيبقى المزيد منه في المحيط السطحي وفي نهاية المطاف في الهواء الذي نتنفسه.

الاستشهاد: Arteaga, L.A., Rousseaux, C.S., Cetinić, I. et al. Extreme 2016 El Niño heatwave weakened carbon export and respiration in the Equatorial Pacific. Commun Earth Environ 7, 404 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03441-y

الكلمات المفتاحية: إل نينو, موجة حرارة بحرية, المحيط الهادئ الاستوائي, تصدير الكربون البحري, العوالق النباتية