فقدان الجليد البحري يدفع تحوّلاً في بيئيات النيتروجين في مُحيط القطب الشمالي

لماذا يهم هذا لمشهد القطب الشمالي المتغير

يحتدم احترار محيط القطب الشمالي بسرعة، وغالباً ما يُعرض تقلُّص جليده البحري كعلامة مرئية لتغير المناخ. لكن تحت السطح ثمة تحوّل آخر أقل وضوحاً: تُعاد توزيع العناصر الغذائية الأساسية التي تغذي الحياة البحرية القطبية. تُظهر هذه الدراسة أن القطب الشمالي تجاوز عتبة أصبح عندها النيتروجين، أحد عناصر تغذية النباتات الأساسية، الآن شحيحاً على مساحات واسعة من المنطقة. هذا التحوّل الهادئ قد يعيد تشكيل أنواع الكائنات التي تزدهر في مياه المنطقة ومدى قدرة المحيط على امتصاص الكربون من الغلاف الجوي.

صورة جديدة لمياه سطح القطب الشمالي

باستخدام بيانات من مسوحات سفينة متكررة عبر مضيق فرام بين غرينلاند وسفالبارد، جمع المؤلفون سجلاً يمتد عشرين عاماً لدرجة الحرارة والملوحة والمواد المغذية في مياه السطح القطبية الباردة التي تخرج من محيط القطب الشمالي. حوالي عام 2009 لاحظوا انقطاعاً واضحاً في النمط: تراجعت معدلات النترات المتوسّطة في هذه المياه السطحية من حوالي ثلاث وحدات إلى أقل من وحدتين، مع ظهور قيم قريبة من الصفر بصورة أكثر تكراراً. في الوقت نفسه تغيّرت التوازنات بين المغذيات المختلفة. انخفضت نسبة النيتروجين إلى الفسفور، في حين ارتفعت نسبة السيليكون إلى النيتروجين، مما يشير إلى أن النيتروجين بدل الضوء أصبح المكبح الرئيسي لنمو النباتات في هذه المياه.

عمل خفي على قاع البحر

عزَّز الفريق هذا التحوّل إلى عمليات على الرفوف العريضة والضحلة قبالة سيبيريا، وخصوصاً بحري تشوكشي وشرق سيبيريا. عندما تنمو النباتات المجهرية في المياه السطحية وتموت، تغوص بقاياها وتتفكك بفعل الميكروبات في طين قاع البحر. في الرواسب الغنية بالمادة العضوية ومنخفضة الأكسجين، تستخدم هذه الميكروبات النترات بدلاً من الأكسجين وتحوّلها إلى غاز النيتروجين، وهي عملية تُعرف بالنزع القاعي للنيتروجين وتُزيل النيتروجين القابل للاستخدام من المحيط بشكل دائم. بربط تقديرات منشورة للإنتاج النباتي على كل رف مع قياسات للنزع القاعي من دراسات سابقة، أعاد المؤلفون بناء كيفية تغير هذا الفقدان للنيتروجين في القاع منذ أواخر التسعينات. تشير حساباتهم إلى أن إزالة النيتروجين على الرفوف السيبيرية قد تضاعفت تقريباً خلال عقدين، مع أكبر الزيادات على رف تشوكشي حيث تدفقت الإنتاجية مع تراجع الجليد البحري.

تيارات تحمل بصمة كيميائية متغيرة

القصة لا تنتهي على الرفوف. تجرف التيارات السطحية هذه المياه المعدَّلة عبر القطب وتُخرجها في نهاية المطاف عبر مضيق فرام. لتتبع تلك الرحلة، استخدم الباحثون نموذجاً حاسوبياً لتعقب حزم ماء افتراضية بالرجوع من مضيق فرام على مدى عشر سنوات. قبل 2009، قضت العديد من هذه الحزم معظم وقتها فوق رف بحر كارا، حيث تكون خسارة النيتروجين أكثر اعتدالاً. بعد 2009، تسارعت الدوائر على حافة الرف وأصبح جزء أكبر من الماء الذي يغذي مضيق فرام قد مرَّ فوق رفوف تشوكشي وشرق سيبيريا ذات النزع القاعي القوي. ونتيجة لذلك تغيرت «بصمة» المياه السطحية القطبية: أصبح جزء أكبر من الماء الذي يصل إلى داخل القطب ومضيق فرام قد نُشِفَت منه النترات بالفعل أثناء الطريق.

من بحار محدودة بالضوء إلى محدودة بالمغذيات

في وقت سابق من عصر الأقمار الصناعية، كانت الزيادات في نمو النباتات القطبية تتماشى ارتباطاً وثيقاً مع مساحة الماء المفتوح الناتجة عن ذوبان الجليد البحري، مما دلّ على أن الضوء كان العامل المحدّد الرئيسي. يبين التحليل الجديد أن هذه العلاقة انهارت بعد حوالي 2009. على رف الدخول في بحر تشوكشي، لا تزال الإنتاجية تتزايد مع تراجع الجليد ووصول مياه المحيط الهادئ الغنية بالمغذيات. لكن في مناطق أسفل التيار، عبر بحري شرق سيبيريا ولافتيف وكارا ووصولاً إلى وسط القطب، تراجع أو توقف نمو النباتات رغم زيادة المسطحات المفتوحة. هذا النمط يتطابق مع الانخفاض الملاحظ في النترات ويشير إلى نظام جديد حيث يحدد توافر النيتروجين المثبت، بدلاً من ضوء الشمس، الحد الأعلى للإنتاجية عبر مساحات واسعة من محيط القطب الشمالي.

ما الذي يعنيه هذا لحياة القطب الشمالي

مجتمعة، تقترح الملاحظات والنمذجة أن محيط القطب الشمالي قد عبر عتبة شبيهة بالنقطة الحرجة في دورات المغذيات فيه. نزع النيتروجين القاعي على بعض الرفوف الرئيسة يزيل الآن كمية من النيتروجين تقارن تقريباً بإجمالي النترات الوارد من المحيط الهادئ، ما يترك داخل القطب فقيراً بالنيتروجين بشكل مزمن. تحت هذه الظروف منخفضة النيتروجين، تميل الفيتوبلانكتون الأصغر القادر على استخدام المغذيات النادرة بصورة أفضل إلى أن يحل محل الدياتومات الأكبر الغنية بالسيليكا، وقد يتحول الشبك الغذائي نحو مزيد من إعادة التدوير وقلة التصدير إلى الأعماق. ترد الآن تقارير عن مثل هذه التغيرات في مناطق مثل بحر تشوكشي ومضيق فرام. ورغم أن مصادر نيتروجين أخرى مثل الواردات الجوية أو الميكروبات المثبتة للنيتروجين قد تزداد أهمية، فمن غير المرجح أن تعوّض الخسائر الحالية. للمتابع العادي، الرسالة واضحة: مع اختفاء جليد البحر في القطب الشمالي، يُعاد ضبط الأساس الخفي لنظامه البيئي البحري بهدوء، مع عواقب طويلة الأمد على الحياة في أقصى الشمال.

الاستشهاد: Santos-García, M., Ganeshram, R.S., Oziel, L. et al. Sea ice loss drives a regime shift in Arctic Ocean nitrogen biogeochemistry. Commun Earth Environ 7, 442 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03569-x

الكلمات المفتاحية: محيط القطب الشمالي, فقدان الجليد البحري, دورة النيتروجين, نزع النيتروجين القاعِي, الإنتاجية الأولية