نسبة السترونشيوم إلى الكالسيوم وسجلات نظائر الأكسجين في الشعاب المرجانية قد تبالغ في تقدير تقلبات المناخ الاستوائي على مقياس عقود الزمن

لماذا تهم هياكل الشعاب المرجانية لمستقبلنا

للتحضير لتغير المناخ المستقبلي، نحتاج إلى معرفة مدى تقلب درجات الحرارة طبيعياً في الماضي. المحيطات الاستوائية مهمة بشكل خاص لأنها توجه أنماط الطقس في جميع أنحاء العالم، ومع ذلك فإن سجلات أجهزة القياس هناك قصيرة. تبحث هذه الدراسة في هياكل الشعاب المرجانية — أرشيفات طبيعية يمكن قراءتها كدفاتر مناخية — وتطرح سؤالاً بسيطاً لكنه حاسم: هل تسجل هذه الأرشيفات تقلبات درجات الحرارة الماضية بأمانة، أم أنها قد تضللنا بشأن مدى شدة المناخ في الماضي؟

قراءة الحرارة في هياكل المرجان

تنمو الشعاب المرجانية الضخمة البانية للشعاب طبقة تلو الأخرى، وتبني هيكلاً كيميائياً يتغير مع دفء مياه البحر المحيطة. يقيس العلماء غالباً مؤشرين في هذه الهياكل: نسبة السترونشيوم إلى الكالسيوم، وتكوين نظائر الأكسجين. كلا المؤشرين يستجيبان لدرجة الحرارة ويمكن أخذهما بدقة تقارب الشهرية، مما يتيح امتداد السجلات لقرون في الماضي. وقد استُخدمت سجلات الشعاب هذه لإعادة بناء درجات حرارة سطح البحر، وتتبع سلوك ظاهرة النينيو، ودراسة تأثير الثورات البركانية على المناخ.

تباين غير متوقع مع القياسات الحقلية

عندما يقارن الباحثون إعادة بناء درجات الحرارة القائمة على الشعاب مع بيانات درجة حرارة سطح البحر الحديثة من السفن والعوامات والأقمار الصناعية، يجدون أمراً محيّراً. على مقياس الدورة السنوية — من الصيف إلى الشتاء — تتطابق الشعاب مع تقلبات درجة الحرارة المحلية بشكل جيد إلى حد كبير. لكن عند حساب المتوسطات السنوية وفحصها على مدى عقود، تظهر سجلات الشعاب تقلبات أكبر بكثير من سجلات الأجهزة. يظهر هذا النمط في مؤشري الشعاب الرئيسيين، مما يوحي بأن المشكلة لا تنشأ ببساطة من تغييرات في هطول الأمطار أو في تركيب مياه البحر. وقد أثار هذا الاستنتاج نقاشاً: هل تفتقد نماذج المناخ تقلبات طبيعية كبيرة، أم أن سجلات الشعاب تبالغ في تقدير مدى تقلب المناخ الماضي؟

فصل التقلبات المناخية الحقيقية عن «ضجيج» الشعاب

يتناول المؤلفون هذا السؤال بالتركيز على مواقع تنمو فيها مجموعتان أو أكثر من مستعمرات المرجان قرب بعضها البعض، حيث تكون درجات حرارة الماء متطابقة تقريباً. من المنطق أن الإشارة المناخية ينبغي أن تكون متشابهة في كل مستعمرة، بينما تختلف التأثيرات العشوائية غير المناخية من مرجان لآخر. بمقارنة أزواج من السجلات المجاورة في مجال التردد — أي عبر مجموعة من أزمنة المقياس — يقسمون كل سجل مرجاني حسابياً إلى مكوّن مناخي مشترك ومكوّن ضجيج غير مشترك. بعد تحويل الإشارات الكيميائية إلى وحدات درجة حرارة باستخدام حساسية راسخة جيداً، يقارنون هذه الأطياف المناخية المنقحة بمجموعات بيانات معيارية لدرجات حرارة سطح البحر.

انجرافات بطيئة خفية في كيمياء الشعاب

تكشف التحليلات أن سجلات الشعاب الفردية تحتوي على مكوّن ضجيج كبير يتغير ببطء ويزداد تأثيره على مقاييس زمنية أطول. بدلاً من تشتت عشوائي بين النقاط، تكون الأخطاء «لزجة»: تنجرف على مدى أعوام إلى عقود بطرق يمكن أن تُقلّد الاتجاهات المناخية الحقيقية. بعد إزالة هذا الضجيج، يتطابق الإشارة المناخية المتبقية من الشعاب عن كثب مع سعة وتركيب المقياس الزمني لتقلبات درجة حرارة سطح البحر المرصودة. وتجد الدراسة أن سجلات الشعاب الخام، بخلاف الدورة السنوية، تبالغ في تباين درجات الحرارة بمعاملات تقارب من اثنين إلى سبعة، ما يعني أن التقلبات على مدى عقود إلى قرون في درجات الحرارة الاستوائية الماضية قد تكون مُبالغاً فيها. ويقول المؤلفون إن هذه الانجرافات البطيئة قد تنشأ من عمليات بيولوجية داخل المرجان، مثل تغيّر معدلات النمو، استجابات الإجهاد، أو تحوّل في الطحالب المجهرية التي تعيش مع المرجان، وما يغير طريقة دمج العناصر الدقيقة في الهيكل العظمي.

لماذا العمل بعدة عينات مرجانية أمر أساسي

هناك جانب إيجابي: على الرغم من أن هذا الضجيج طويل الذاكرة قوي داخل أي مرجان واحد، إلا أنه يبدو غير مترابط إلى حد كبير بين المستعمرات المجاورة. وهذا يعني أن متوسط عدة أنوية من نفس الموقع يعزز الإشارة المناخية الحقيقية ويخمد الانجرافات المضللة، تماماً كما يجمع العلماء حلقات الأشجار المتعددة لإعادة بناء هطول الأمطار الماضي. يظهر المؤلفون أن تراكم سجلات مرجان متكررة باثنين فقط يكفي بالفعل لمواءمة تقديرات التقلب مع بيانات الأجهزة، ويعرضون طرقاً لقياس عدم اليقين المتبقي عبر مقاييس زمنية مختلفة. كما يشيرون إلى أن دراسات سابقة كثيرة اعتمدت على مستعمرات منفردة ربما ضاعفت بدون قصد الاختلافات الظاهرة بين نماذج المناخ وبيانات البروكسي.

ما الذي يعنيه هذا لصورتنا عن مناخ الماضي

بالنسبة لغير المتخصصين، الخلاصة أن الشعاب المرجانية تظل من أفضل نوافذنا على مناخ المناطق الاستوائية الماضي — لكن تلك النافذة أكثر ضبابية قليلاً على المقاييس الزمنية الطويلة مما كان يُعتقد سابقاً. من خلال احتساب خصائص نمو المرجان البطيئة الداخلية بعناية وإعطاء الأولوية لأخذ نوى متعددة من كل موقع، يمكن للعلماء الحصول على تقديرات أكثر واقعية لمدى تقلب درجات الحرارة الاستوائية فعلياً على مدى عقود وقرون. الصورة المُنقحة تشير إلى أن إعادة البناءات السابقة القائمة على الشعاب ربما بالغت في حجم التقلبات الطبيعية، ما يقربها من النتائج التي تشير إليها نماذج المناخ وبيانات الأجهزة، ويوفر أساساً أكثر صلابة لمقارنة الاحترار الحالي الناتج عن النشاط البشري مع خلفية تقلبات الأرض الطبيعية.

الاستشهاد: Dolman, A.M., McPartland, M.Y., Felis, T. et al. Strontium to calcium ratio and oxygen isotopic coral records can exaggerate past decadal tropical climate variability. Commun Earth Environ 7, 308 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03465-4

الكلمات المفتاحية: سجلات المناخ في الشعاب المرجانية, درجة حرارة سطح البحر الاستوائي, تقلبات المناخ القديم, ضجيج وحيودية البروكسي, طرق إعادة بناء المناخ