النظائر الإشعاعية المنشأة بفعل الإنسان كمتتبعات لتغير المناخ في المحيط الهادئ

علامات غير مرئية في محيط متغيّر

يمتص المحيط الهادئ بهدوء معظم الحرارة الإضافية على الكوكب وحصة كبيرة من انبعاثاتنا من الكربون، مما يساعد على إبطاء الاحترار الجوي. ومع ذلك يصعب رصد هذا الخزان الشاسع مباشرة. تشرح هذه الدراسة كيف تعمل آثار النشاط الإشعاعي البشري المتبقية عن التجارب النووية والحوادث والمنشآت مثل الصبغة في حوض الاستحمام، كاشفة كيف تتحرك مياه المحيط الهادئ وتختلط وتستجيب لتغير المناخ على مدى عقود.

كيف دخلت الإشارات البشرية إلى البحر

خلال خمسينيات وستينيات القرن العشرين، أطلقت تجارب الأسلحة النووية الجوية سحبًا من الجزيئات المشعة التي ترسبت في نهاية المطاف على مستوى العالم، وسقطت نسبة كبيرة منها على المحيط الهادئ. في وقت لاحق، أضافت الحوادث النووية والتصريفات المسيطر عليها من المحطات النووية مواد إضافية، وإن على نطاق أصغر. يركز المؤلفون على ثلاثة مواد رئيسية: التريتيوم، وهو شكل من الهيدروجين يتحرك مع الماء نفسه؛ السيزيوم-137، الذي يبقى في الغالب مذابًا؛ ونظائر البلوتونيوم، التي تلتصق بسهولة بالجسيمات. وبما أن العلماء يعرفون متى وأين دخلت هذه المواد إلى البيئة، فإن تغير أنماطها في مياه البحر والرواسب يوفر طوابع زمنية تتبع دوران المحيط والخلط.

متابعة التريتيوم والسيزيوم عبر المحيط الهادئ

تُظهر سجلات طويلة لقياسات التريتيوم على طول خطوط رئيسية شمال–جنوب كيف اخترق هذا المتتبع ببطء من السطح إلى داخل المحيط. منذ سبعينيات القرن الماضي، وصل التريتيوم إلى طبقات أعمق، لكن كميته الكلية في المحيط العلوي تتناقص بشكل أبطأ مما هو متوقع من التحلل الإشعاعي وحده. يشير هذا الإبطاء إلى انخفاض التهوية، أي أن مياه السطح تخلط بشكل أقل كفاءة مع الأعماق. يروي السيزيوم-137 قصة مكمّلة. بعد ذروته في ستينيات القرن الماضي نتيجة الترسب العالمي، انخفضت المستويات السطحية عمومًا، ولكن ليس بمعدل ثابت. تشير النماذج والقياسات إلى أن الدوران في أجزاء من شمال غرب المحيط الهادئ قد تباطأ، مما أتاح للسيزيوم أن يبقى لفترة أطول. أعاد حادث فوكوشيما عام 2011 تنشيط هذا المتتبع لفترة وجيزة، وأكد انتشارُه عبر شمال المحيط الهادئ المسارات التي تربط مياه السطح بالطبقات الأعمق وبأحواض محيطية أخرى.

ماذا تقول الجسيمات اللزجة عن المياه العميقة

يتصرف البلوتونيوم بشكل مختلف لأنه يلتصق بجسيمات دقيقة تغرق وتذوب وتغوص مرة أخرى، ناقلة العنصر صعودًا وهبوطًا. تحمل نظائره بصمات مميزة من مواقع اختبارات مختلفة، ما يسمح للعلماء بتمييز المادة القادمة من الترسب العالمي مقابل التجارب القريبة في المحيط الهادئ الاستوائي. على مدى العقود القليلة الماضية، تلاشت قمم البلوتونيوم في أعماق متوسطة بشمال المحيط الهادئ دون أن تتراكم عند أعماق أكبر، ما يوحي بأن التيارات جرفت هذه المادة جانبًا نحو نصف الكرة الجنوبي. تكشف التغيرات في نسبة البلوتونيوم إلى السيزيوم مع العمق عن تحولات في سرعة هبوط الجسيمات ومواقع تفككها ومدى قوة التحريك الرأسي للمياه. ترتبط هذه الأنماط بكفاءة "المضخة البيولوجية" للمحيط في حجز الكربون في أعماق البحر.

ربط أحواض المحيط وبحر هامشي دافئ

من خلال الجمع بين ملاحظات المتتبعات ونماذج الحاسوب، يظهر المؤلفون أن شمال المحيط الهادئ يعمل كمصدر رئيسي للمياه الموسومة للمحيط الهندي وجنوب الأطلسي، مغذيًا دوران الانقلاب العابر للكوكب الذي يُسمى أحيانًا الحزام الناقل العالمي. تساعد آثار السيزيوم والبلوتونيوم في تحديد مسارات عبر الممرات الضيقة مثل بحار إندونيسيا وحول جنوب أفريقيا، مقيدةً سرعة انتقال المياه بين الأحواض. يخدم حوض أصغر شبه مغلق، بحر اليابان، كمختبر طبيعي. هناك، أدت الاحترارات القوية على السطح إلى إضعاف الخلط الشتوي العميق وتباطؤ تجديد المياه الباردة القاعية. تسجل السلاسل الزمنية للبلوتونيوم والسيزيوم والسترونشيوم في هذا البحر هذه التغيّرات بوضوح، وتترك الدوامات الدوّارة التي تهيمن على دورانه بصمات حادة قصيرة الأجل في أنماط المتتبعات.

ما تكشفه هذه المتتبعات عن تغير المناخ

عند تجميعها، تدعم سجلات النظائر الإشعاعية صورة لمحيط هادئ تزداد دفئًا في طبقاته العليا وتصبح أكثر تدرجًا، مع تبادل أبطأ بين السطح والعمق وإشارات على ضعف أوسع لدوران الانقلاب العالمي. بدلاً من التركيز على مخاطر الإشعاع، تستخدم الدراسة هذه الإشارات البشرية الخافتة كأدوات عملية لتتبع الحرارة والكربون والمغذيات عبر أكبر محيط في العالم. ستساعد القياسات المستمرة لهذه المتتبعات، لا سيما في المناطق الجنوبية التي لم تُفحص جيدًا، العلماء على تحسين نماذج المناخ وفهم أفضل لكيفية تطور قدرة المحيط على تخفيف تغيّر المناخ في المستقبل.

الاستشهاد: Povinec, P.P., Hirose, K., Hong, GH. et al. Anthropogenic radionuclides as tracers of climate change in the Pacific Ocean. Commun Earth Environ 7, 427 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03639-0

الكلمات المفتاحية: دوران المحيط الهادئ, النظائر المشعة المنشأة بفعل الإنسان, متتبعات التريتيوم والسيزيوم, نظائر البلوتونيوم, تغير المحيط الناجم عن المناخ