تراقب الأقمار الصناعية تغير المناخ على الأرض، وتراقب من موقعها المتميز كيف يفقد الجليد المتراكم ببطء قبضته على المحيطات القطبية، وكيف تتفكك الجروف الجليدية، وكيف تتحول أجزاء من الكوكب كانت متجمدة في السابق إلى اللون الأخضر بفعل النباتات.
والآن، جمع العلماء 35 عاماً من بيانات الأقمار الصناعية، والتي تُظهر أن القارة القطبية الجنوبية تصبح أكثر خضرة ببطء، ولكن بشكل ملحوظ.
أرسلت وكالة ناسا وهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية أول قمر صناعي لاندسات إلى الفضاء في عام 1975، ومنذ ذلك الحين، أطلقوا ثمانية أقمار صناعية أخرى، وكان لاندسات 9 هو أحدث إطلاق في عام 2021.
تُعد بيانات لاندسات كنزًا فريدًا من البيانات حول الأرض والتغييرات التي تمر بها، بما في ذلك ملايين الصور.
لقد راقبت أقمار لاندسات حرائق الغابات، وتوسع المناطق الحضرية، وذوبان الأنهار الجليدية، والعديد من التغييرات الأخرى التي تمر بها الأرض.
استخدمت دراسة بحثية حديثة نُشرت في مجلة Nature Geoscience بيانات لاندسات على مدار 35 عامًا، من لاندسات 5 إلى لاندسات 8، لقياس انتشار الغطاء النباتي في القارة القطبية الجنوبية.
وعنوان الدراسة ” الاخضرار المستدام لشبه الجزيرة القطبية الجنوبية كما لوحظ من الأقمار الصناعية “.
وقد شارك في قيادة البحث توماس رولاند، عالم البيئة من جامعة إكستر، وخبير الاستشعار عن بعد أولي بارتليت من جامعة هيرتفوردشاير.
كما جاء في الورقة البحثية “تهدف هذه الدراسة إلى تقييم استجابة الغطاء النباتي لتغير المناخ في شبه الجزيرة القطبية الجنوبية على مدى السنوات الخمس والثلاثين الماضية من خلال تحديد معدلات التغير في المدى المكاني و”الاتجاه” (الاخضرار مقابل البني)، والتي لم يتم تحديدها كميًا بعد”.
يبلغ طول شبه جزيرة أنتاركتيكا حوالي 1300 كيلومتر (810 ميل) وهي جزء من شبه جزيرة غرب أنتاركتيكا الأكبر.
وتغطي حوالي 522000 كيلومتر مربع (202000 ميل مربع) وهي الجزء الشمالي من أنتاركتيكا.
أكثر من 10 أضعاف منذ عام 1986
تظهر الأبحاث أن مساحة الأراضي المغطاة بالنباتات في شبه الجزيرة القطبية الجنوبية زادت بأكثر من 10 أضعاف منذ عام 1986. ارتفعت مساحة الأراضي المغطاة بالنباتات من 0.86 كيلومتر مربع (0.33 ميل مربع) في عام 1986 إلى 11.95 كيلومتر مربع (4.61 ميل مربع) في عام 2021.
تقتصر التغطية على الحواف الأكثر دفئًا لشبه الجزيرة، لكنها لا تزال تشير إلى تحول في بيئة المنطقة، مدفوعة بانبعاثات الكربون.
الطحالب والأشنات
يبدأ هذا الاستعمار النباتي لأبرد منطقة على وجه الأرض بالطحالب والأشنات.
الطحالب هي الأنواع الرائدة ، وهي أول الكائنات الحية التي تنتقل إلى موطن متاح حديثًا.
هذه النباتات غير الوعائية قوية ومتينة، ويمكن أن تنمو على الصخور العارية في بيئات منخفضة المغذيات.
تخلق الأساس للنباتات التي تليها عن طريق إفراز حمض يكسر الصخور وتوفير المواد العضوية عندما تموت.
وتوضح الخريطة نتائج البحث.
فكل لوحة من اللوحات الأربع توضح كمية الغطاء النباتي الأخضر على أرض شبه الجزيرة القطبية الجنوبية الخالية من الجليد على ارتفاع أقل من 300 متر (1000 قدم).
وكل سداسي مظلل بحسب عدد الكيلومترات المربعة المغطاة بالغطاء النباتي. وهذا يتحدد من خلال مؤشر الغطاء النباتي القياسي المتغير (NDVI) المستند إلى الأقمار الصناعية.
ويستند مؤشر الغطاء النباتي القياسي المتغير إلى البيانات الطيفية التي تجمعها أقمار لاندسات خلال الأيام الخالية من السحب كل شهر مارس، وهو نهاية موسم النمو في القارة القطبية الجنوبية.
تهيمن الطحالب على المناطق الخضراء، وتنمو في السجاد والضفاف.
في بحث سابق، جمع رولاند وزملاؤه الباحثون عينات أساسية مؤرخة بالكربون من بنوك الطحالب على الجانب الغربي من المحيط الهادئ.
وأظهرت تلك العينات أن الطحالب تراكمت بسرعة أكبر في السنوات الخمسين الماضية وأن هناك زيادة في النشاط
البيولوجي. قادهم ذلك إلى بحثهم الحالي، حيث أرادوا تحديد ما إذا كانت الطحالب لا تنمو فقط إلى ارتفاعات أعلى، بل إلى الخارج أيضًا.
وقال رولاند “استنادًا إلى العينات الأساسية، توقعنا أن نرى بعض الاخضرار، لكنني لا أعتقد أننا كنا نتوقعه على النطاق الذي أبلغنا عنه هنا”.
قال بارتليت: “عندما أجرينا الحسابات لأول مرة، كنا في حالة من الذهول. إن المعدل في حد ذاته مذهل للغاية، وخاصة في السنوات القليلة الماضية”.
ارتفاع الحرارة أسرع
ترتفع درجة حرارة شبه جزيرة أنتاركتيكا الغربية بشكل أسرع من أجزاء أخرى من الأرض، ولا يقتصر الأمر على تراجع الأنهار الجليدية، بل إن مساحة الجليد البحري تتقلص وهناك المزيد من المياه المفتوحة.
ويشير المؤلفون إلى أن أنماط الرياح المتغيرة بسبب انبعاثات غازات الاحتباس الحراري قد تساهم في ذلك.
ماذا سيحدث مع استمرار تراجع الجليد واستيطان الأنواع الرائدة للمزيد من القارة القطبية الجنوبية؟ تضم القارة مئات الأنواع المحلية، أغلبها من الطحالب والأشنة والنباتات الكبدية والفطريات.
وتضم القارة نوعين فقط من النباتات المزهرة، عشبة الشعر القطبية الجنوبية ونبات اللؤلؤ القطبي الجنوبي. فماذا يعني هذا بالنسبة لهما؟
وقال رولاند “لقد هيمنت مسألة تراجع الجليد على السرد في هذه الأماكن. لقد بدأنا نفكر فيما سيأتي بعد تراجع الجليد”.
بعد أن تكتسب الطحالب موطئ قدم في منطقة ما، تنشأ تربة لم تكن موجودة من قبل.
وهذا يوفر فرصة لكائنات حية أخرى، سواء كانت محلية أو غير محلية. والخطر هنا هو تقويض التنوع البيولوجي المتأصل.
فقد تؤدي السياحة وغيرها من الأنشطة البشرية عن غير قصد إلى إدخال أنواع جديدة، وقد تفعل البذور والجراثيم التي تحملها الرياح الشيء نفسه.
وإذا وصلت كائنات حية قوية، فقد تتفوق على الأنواع المحلية. وهناك بالفعل بعض الحالات الموثقة التي حدثت في هذا الصدد.
البيانات التي تم جمعها من نواة الكربون وبيانات لاندسات ليست سوى البداية بالنسبة لرولاند وبارتليت وزملائهما الباحثين.
والخطوة التالية هي العمل الميداني عن قرب.
يقول رولاند: “لقد وصلنا إلى النقطة التي قلنا فيها أفضل ما يمكننا قوله بشأن أرشيفات لاندسات، نحتاج إلى الذهاب إلى هذه الأماكن حيث نرى التغييرات الأكثر تميزًا ومعرفة ما يحدث على الأرض”.
يريد الباحثون معرفة أنواع المجتمعات النباتية التي تنشئ نفسها، وما هي التحولات التي تحدث في البيئة.
