ثوران بركاني هائل تحت الماء يخنق الحياة البحرية ويهدد الشعاب المرجانية.. خللًا في أنظمة بيئية بأكملها

في عام 2022، انفجر بركان هونغا تحت الماء، مطلقًا رمادًا وصل ارتفاعه إلى 37 ميلًا في السماء — وهو أكبر عمود بركاني تم التقاطه بالأقمار الصناعية على الإطلاق.

وقد أتاح ما تلا ذلك للباحثين فرصة نادرة لمعرفة كيفية استجابة قاع المحيط للاضطرابات الهائلة المفاجئة.

بعد أشهر، انطلق علماء من جامعة أوريجون، إلى جانب فرق من جامعة رود آيلاند وجامعة غرب واشنطن، في رحلة بحثية.

على متن السفينة، اكتشف الطالب الجامعي ماركوس تشاكنوفا شيئًا غير متوقع: طبقات سميكة من الرماد البركاني تغطي قاع البحر. وقد أدى هذا الرماد إلى اختناق الأنظمة البيئية في أعماق البحار التي تعتمد على تبادلات كيميائية هشة للبقاء.

نُشرت الدراسة كاملة في مجلة  Geochemistry, Geophysics  Geosystems.

عادةً ما تمر الانفجارات تحت الماء دون أن يراها أحد. قالت تشاكنوفا: «كانت هذه فرصة نادرة للغاية. فمراقبة الحركة الجماعية للرواسب تحت الماء أمر لم يُدرس جيدًا».

كيفية انتقال الرماد البركاني

والآن، بصفته طالب دراسات عليا في علوم الأرض بجامعة أوريجون، قاد تشاكنوفا مشروع بحث لتحليل ما خلفه الانفجار البركاني تحت الماء.

بالتعاون مع البروفيسور توماس جياتشيتي و16 خبيرًا آخر من مختلف أنحاء العالم، أصبح المؤلف الرئيسي لدراسة تبحث في كيفية انتقال الرماد البركاني وما يفعله بالحياة تحت الماء.

قال تشاكنوفا: «كان لدينا علماء من جميع المناطق الزمنية التي يمكنك تخيلها». وقد تطلّب مشروعه خبرة من مجالات الأحياء البحرية والكيمياء الجيولوجية وعلم الحفريات الدقيقة.

وكانت الخطوة الأولى هي التأكد من أن الرماد تحت الماء جاء بالفعل من هونغا، التي تقع على بُعد حوالي 40 ميلًا من الجزيرة الرئيسية في تونغا في جنوب المحيط الهادئ.

بعد الثوران البركاني، قد يستغرق الأمر أسابيع أو حتى أشهر حتى يتساقط الرماد عبر الماء ويستقر في قاع المحيط. ومع انجرافه، تدفعه الرياح والتيارات بعيدًا عن موقع الثوران.

“حبة رواسب واحدة قد تستغرق أسابيع أو أشهر للوصول إلى قاع المحيط، إنها مثل ورقة تسقط من شجرة. بسبب الرياح، قد ينتهي بها المطاف في مكان مختلف تمامًا”، أوضح جياتشيتي.

أضرارًا بالكابلات البحرية وحفرت أخاديد صغيرة في قاع البحر

في المختبر، طابق تشاكنوفا عينات الرماد مع تلك الموجودة قرب البركان. كانت حبيبات الرماد متنوعة: بعضها خشن وحاد، وبعضها الآخر مستدير وناعم، في بعض الأماكن، تجاوز سمك الرواسب مترًا، وكان معظمها مكوَّنًا من جزيئات دقيقة جدًا، بعرض شعرة الإنسان تقريبًا.

اكتشف تشاكنوفا أن معظم الرماد جاء من جدران كالديرا البركانية وحملته التدفقات السريعة تحت الماء — أشبه بانهيارات جليدية بحرية، كانت تلك التدفقات قوية لدرجة أنها ألحقت أضرارًا بالكابلات البحرية وحفرت أخاديد صغيرة في قاع البحر، حتى أن الباحثين استخدموا توقيت انقطاع الطاقة الناتج عن تلك الكابلات المكسورة لحساب سرعة اندفاع الرماد.

باستخدام نماذج حاسوبية، يخطط تشاكنوفا لمحاكاة كيفية تحرك الرماد وأين ذهب. وصرح جياتشيتي بأن هذا البحث قد يُغير طريقة تفكير العلماء بشأن حركة الرواسب في المحيطات.

خللًا في أنظمة بيئية بأكملها

لم يترك الثوران البركاني أثرًا جيولوجيًا فحسب، بل خلّف خللًا في أنظمة بيئية بأكملها. في أعماق البحار، حيث لا يصل ضوء الشمس، تعتمد الحياة على عملية التخليق الكيميائي.

وفقًا للصندوق العالمي للطبيعة، يعيش حوالي 90% من الكائنات البحرية في قاع البحر. بعد الثوران، دُفن جزء كبير منها في رواسب سميكة.

بعض الكائنات، كالديدان وشقائق النعمان، تستطيع النجاة من عمليات دفن قصيرة، لكن هذه الموجة المفاجئة من الرماد كانت عاتية.

العديد من أنواع أعماق البحار تتغذى على العوالق، ومع كل هذه الرواسب المُزاحة، لا تلتقط هذه الكائنات سوى الرماد، مما يؤدي إلى انسداد خياشيمها وأمعائها، ويؤثر على قدرتها على توليد الطاقة.

تُظهر نتائج تشاكنوفا أن الرماد وصل إلى الشعاب المرجانية في تونجا.

في البداية، تسبب في ازدهار قصير الأمد للعوالق على السطح، لكن مع استقراره، هدد الأنظمة البيئية المرجانية التي تدعم الحياة البحرية. وعندما يعاني المرجان، يتأثر كل ما فوقه في السلسلة الغذائية.

بالنسبة لتونجا، لم تقتصر الآثار على البيئة، بل شملت سبل العيش أيضًا.

يُعدّ صيد الأسماك أسلوب حياة، ويعتمد حوالي 82% من الأسر على صيد الشعاب المرجانية كمصدر دخل، وتشكل السياحة البحرية أكثر من 7% من الناتج المحلي الإجمالي.

وقال تشاكنوفا: «على الرغم من أن هذا الانفجار وقع في قاع البحر، إلا أن هناك سلسلة من التأثيرات الإيجابية والسلبية».

الآثار السلبية تتجاوز مجرد انقطاع الكهرباء أو خدمة الإنترنت، فهي تمس مصدر رزق الناس وأمنهم الغذائي.

غنية جدًا بالمعادن

وللدراسة أيضًا آثارٌ أوسع، مع تحوّل العالم نحو الطاقة النظيفة، يتزايد الطلب على معادن مثل النحاس والكوبالت، الموجودة في عُقيدات تحت قاع المحيط.

وقد اتصلت شركات خاصة بدول صغيرة في المحيط الهادئ، بما في ذلك تونجا، بعروض لاستخراج هذه الموارد.

قال تشاكنوفا: «تقع المنطقة التي جمعنا فيها الرواسب ضمن مملكة تونجا، ووجدنا أنها غنية جدًا بالمعادن، وتهتم العديد من الشركات بجمع هذه المعادن، ولذلك ستكون هذه المنطقة مطروحة للمناقصة في السنوات القادمة لتعدين أعماق البحار”.

في حين أن التعدين التجاري لم يبدأ بعد، يحث الباحثون على توخي الحذر، لأن أعمدة الرواسب الناتجة عنه قد تكون ضارةً مثل البراكين، إذ تسبب انسداد الخياشيم، ودفن الموائل، وتدمير النظم البيئية.

يوفر عمل تشاكنوفا بيانات واقعية نادرة حول شكل هذه الاضطرابات، ويتيح لصنّاع القرار فهم ما هو على المحك وما قد نفقده إذا تحركنا دون معرفة كافية.