أنواع الطحالب الكبيرة والأعشاب البحرية تُنتج كميات متغيرة من الكربون العضوي المذاب المقاومة للتحلل في السواحل اليابانية

لماذا تهم النباتات تحت الماء للمناخ

على طول العديد من السواحل اليابانية، تسحب غابات الطحالب ومروج الأعشاب البحرية ثاني أكسيد الكربون من النظام جو–بحر بصفة هادئة وتحوله إلى مادة عضوية. تسأل هذه الدراسة عن مصير أحد المنتجات غير المرئية لهذا النمو: الكربون العضوي المذاب، وهو خليط غني بالكربون يتسرب من أنسجة النباتات إلى ماء البحر. من خلال تتبُّع مقدار ما من هذه المادة يقاوم التحلل لعقود، يوضّح الباحثون أن هذه النباتات الساحلية تساهم في احتجاز الكربون في المحيط على فترات زمنية ذات صلة بالمناخ.

الكربون الخفي من الطحالب والأعشاب البحرية

لا تخزن الطحالب والأعشاب البحرية، المعروفة معًا بالنباتات البحرية الكبيرة، الكربون في أوراقها وسيقانها فحسب. فهي تطلق بشكل مستمر جزءًا من إنتاجها على هيئة كربون عضوي مذاب، يندمج في المياه المحيطة وقد يُحمل بعيدًا عن الشاطئ. حتى الآن، كانت لدى العلماء فكرة تقريبية فقط عن مقدار هذا الكربون الذائب الذي يبقى في المحيط بدل أن يتحلل بسرعة. وقد جعل هذا الغموض من الصعب تقييم مدى أهمية الغطاء النباتي الساحلي للتخزين طويل الأمد للكربون، الذي يُشار إليه غالبًا باسم الكربون الأزرق.

اختبار مياه السواحل عبر اليابان

نفّذ الفريق تجارب ميدانية في 18 موقعًا من المياه الباردة الشمالية إلى البحار شبه الاستوائية حول اليابان، عاقدين العمل مع أكثر من عشرين نوعًا من الطحالب وستة أنواع من الأعشاب البحرية. احتَوَوا النباتات التي جُمعت حديثًا في أكياس مائية كبيرة في موطنها الطبيعي لبضع ساعات لقياس مقدار الكربون المذاب الذي أطلقته وكمية النمو التي حققته عن طريق التمثيل الضوئي. في المتوسط، أطلقت كل من الطحالب والأعشاب البحرية نحو ربع إلى ثلث إنتاجها اليومي ككربون مذاب، رغم أن الأنواع والمواقع الفردية تباينت بمقدار يصل إلى درجتي حجم. أظهرت الطحالب الحمراء وبعض الأنواع الورقية الصغيرة تسريبات مرتفعة بشكل خاص.

تتبُّع الكربون المذاب على مدى أشهر وعقود

لمعرفة أي جزء من هذا الكربون المذاب يدوم، حفظ العلماء ماء البحر الذي جمعوه في الظلام عند درجة حرارة ثابتة تشبه الغرفة لمدة تصل إلى 300 يوم. اختفى معظم الكربون المذاب خلال الأشهر الثلاثة الأولى، لكن بقي جزء كبير يتحلل ببطء شديد. باستخدام وصف رياضي يُعرف بنموذج طيف النشاط (reactivity continuum model)، توقّعوا مقدار ما سيظل موجودًا بعد 25 و100 سنة. وقدّروا أن نحو 25 بالمئة من الكربون المذاب المشتق من الأعشاب البحرية و14 بالمئة من الكربون المذاب المشتق من الطحالب قد يظل موجودًا بعد قرن، مما يعني أنه يتصرف كخزان طويل العمر على المقاييس الزمنية البشرية.

ما الذي يجعل بعض الكربون المذاب يدوم

حقق الباحثون في الطبيعة الكيميائية لهذا الكربون المقاوم من خلال تسليط ضوء بألوان مختلفة عبر الماء وتحليل الوميض الناتج، وهي طريقة تكشف عن أنواع عامة من المركبات المذابة. مكوّنات أظهرت إشارات تشبه الحمض والدهون العضوية (humic-like)، والتي تُشبه المواد الداكنة المشتقة من النباتات الموجودة في التربة والأنهار، مالَت للزيادة خلال التحضينات التي استمرت شهورًا وكانت مرتبطة بقوة بمقدار الكربون المذاب طويل العمر. في المقابل، تراجعت المكوّنات الشبيهة بالبروتين بينما استهلكتها الميكروبات. أظهرت اختبارات إضافية تعرّضت فيها العينات لأشعة الشمس، ومغذيات إضافية، ومجتمعات ميكروبية جديدة أن مجموعة كبيرة من الكربون المذاب ظلّت قائمة حتى عندما سَهّلت الظروف التحلل، ما يشير إلى أن التركيب الكيميائي، وليس نقص الميكروبات أو المغذيات فحسب، يجعل تفككه صعبًا.

دلالات لتخزين الكربون في المحيط

بدمج معدلات الإطلاق المقاسة مع تقديرات الثبات على مقياس قرن، حسب الفريق أن نحو 4 بالمئة من إنتاج الكربون السنوي للطحالب ونحو 8 بالمئة من إنتاج الأعشاب البحرية قد ينتهي به المطاف ككربون مذاب طويل الأمد، في المتوسط. هذه النسب قابلة للمقارنة أو أكبر من التقديرات السابقة للكربون المخزن على هيئة جسيمات غارقة من نفس المواطن. بعبارة بسيطة، لا تقتصر الغابات والمروج تحت الماء على احتجاز الكربون في رواسبها؛ بل تُغذي أيضًا مخزونًا من الكربون المذاب البطيء الحركة الذي يمكن أن يبقى في المحيط لعقود بينما تحمله التيارات بعيدًا. يؤكد إدراك هذا المسار الخفي على أهمية حماية واستعادة أحواض الطحالب ومروج الأعشاب البحرية كجزء من استراتيجيات مناخية أوسع، كما يبرز الحاجة إلى تتبع أفضل لكيفية تحرك هذا الكربون المذاب طويل العمر عبر محيطات العالم.

الاستشهاد: Watanabe, K., Hori, M., Kubo, A. et al. Macroalgal and seagrass species generate variable amounts of recalcitrant dissolved organic carbon in coastal Japan. Commun Earth Environ 7, 456 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03600-1

الكلمات المفتاحية: الكربون الأزرق, الأعشاب البحرية, الطحالب الكبيرة, الكربون العضوي المذاب, حبس الكربون