ارتفاع مستوى سطح البحر سيف ذو حدين لتخزين الكربون
تعد النظم البيئية الساحلية مخزنًا طبيعيًا للكربون، حيث يتطلع صناع السياسات إلى الخلجان والمستنقعات والغابات الساحلية كحلول قائمة على الطبيعة للمساعدة في مكافحة تغير المناخ.
لكن قدرة هذه النظم البيئية على امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي تعتمد على عوامل متنوعة ومتضاربة في كثير من الأحيان، بما في ذلك إمدادات الرواسب، والمنحدر الساحلي، ومدى المد والجزر، ومناخ الأمواج، والتغيرات في مستوى سطح البحر.
تستخدم دراسة حديثة في Nature Communications من الباحثين في معهد William & Mary’s Virginia للعلوم البحرية نموذج الكمبيوتر المطوَّر حديثًا لفهم أنماط وطول عمر تخزين الكربون الساحلي بشكل أفضل.
في تقدم رئيسي، تحاكي الدراسة كيف يتحرك الكربون بين النظم البيئية الساحلية حيث يتسبب ارتفاع مستوى البحار في تغير حدودها وأحجامها النسبية.
ركزت الدراسات السابقة للكربون الساحلي أو “الأزرق” إلى حد كبير على مصيره داخل موائل واحدة ثابتة.
تكشف النمذجة الأكثر واقعية التي وضعها الفريق لديناميكيات المستنقعات أن معدل ارتفاع مستوى سطح البحر هو المفتاح لتحديد ما إذا كان الكربون الأزرق يدخل إلى خزان ساحلي طويل أو قصير الأجل أو “بالوعة”، فقط التخزين طويل الأمد، في حدود قرون أو آلاف السنين، سيساعد البشرية على التخفيف من أسوأ آثار تغير المناخ.
تقول الدكتورة كيندال فالنتين، التي قادت الدراسة أثناء عملها كباحثة ما بعد الدكتوراه في معهد VIMS ، “تتمثل أهم ما لدينا في أن النظام الساحلي مرن ويمكنه الاستمرار في تخزين كميات متزايدة من الكربون بمعدلات معتدلة من ارتفاع مستوى سطح البحر، ولكن إذا ترتفع معدلات الارتفاع بسرعة كبيرة، والأهوار غير قادرة على مواكبة ذلك، وينهار نظام الأهوار، وينخفض تخزين الكربون الساحلي”.
يضيف الدكتور مات كيروان، مؤلف مشارك وأستاذ مشارك في معهد VIMS ، “تظهر أبحاثنا أن ارتفاع مستوى سطح البحر هو سيف ذو حدين لعزل الكربون الساحلي، في حين أن المعدلات المعتدلة لارتفاع مستوى سطح البحر تعزز إنتاجية النبات والحفاظ على الكربون في التربة، يؤدي الارتفاع السريع في مستوى سطح البحر إلى تغيير موقع تخزين الكربون- من الغابات المستقرة نسبيًا إلى المستنقعات الأكثر ضعفًا. ”
بالإضافة إلى كيروان، انضم إلى فالنتين في الدراسة من قبل زميلة ما بعد الدكتوراه السابقة في VIMS الدكتورة إيلين هربرت، والطالب السابق ديفيد والترز، دكتوراه حاليًا، المرشح أليكس سميث ، وزميل ما بعد الدكتوراه الدكتور يابينج تشين.
قام الباحثون بنمذجة سلوك النظم البيئية الساحلية بمعدلات ارتفاع مستوى سطح البحر تتراوح بين 1-15 ملم في السنة، تظهر نتائجهم أن تخزين الكربون يتضاعف عندما يزداد معدل ارتفاع مستوى سطح البحر من 2 إلى 5 مم / سنة، ويستمر في الزيادة بمعدلات ارتفاع تصل إلى 10 مم / سنة، بعد “نقطة التحول” هذه، يبدأ تخزين الكربون في الانخفاض حيث تحل المستنقعات محل الغابات وتعاني حافة المستنقعات المواجهة للبحر من تآكل سريع.
تصنف قيم معدل الارتفاع التي اختارها الفريق تلك التي يتم ملاحظتها الآن في المواقع حول العالم والمتوقعة للعقود القادمة، على سبيل المثال، تراوحت المعدلات المقاسة لارتفاع مستوى سطح البحر النسبي على طول الساحل الشرقي للولايات المتحدة في عام 2022 من 1.49 ملم / سنة في بورتلاند بولاية مين إلى 5.38 ملم / سنة في نورفولك بولاية فرجينيا، بينما يتم الاقتراب من معيار 10 ملم / سنة عند عدد قليل من المواقع على طول ساحل الخليج الأمريكي، حيث تزيد معدلات ارتفاع مستوى سطح البحر النسبية عن 8 مم / سنة، 15 مم/ سنة هو المعدل العالمي لارتفاع مستوى سطح البحر الذي تنبأت به اللجنة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ التابعة للأمم المتحدة في عام 2100.
نتائج الباحث لها آثار مهمة على الجهود المبذولة لتعويض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من خلال شراء أرصدة الكربون.
السياسات التي تحكم تعويضات الكربون الأزرق – مثل تلك التي تحكم زراعة الأشجار وغيرها من الحلول القائمة على الأرض أو “الكربون الأخضر”- تحسب فقط الكربون الذي يتم التقاطه داخل نظام بيئي معين.
وذلك لتجنب ازدواجية حساب الكربون الذي تم التقاطه في البداية في مكان آخر -على سبيل المثال من خلال عملية التمثيل الضوئي في غابة داخلية أو ازدهار العوالق النباتية البحرية – ثم يتم نقله بعد ذلك إلى الساحل.
تشير نتائج النمذجة للفريق إلى أن جزءًا كبيرًا من كربون المستنقعات ينشأ بالفعل خارج المستنقع.
يقول فالنتاين: “النتائج المؤكدة من التجارب الميدانية السابقة ، وجدنا أن ما يصل إلى 50٪ من الكربون في تربة المستنقعات يتم إنشاؤه في مكان آخر”.
