طحالب المحيط أكثر قدرة على التكيف مع تغير المناخ في المستقبل
كتبت : حبيبة جمال
وجد العلماء أدلة تشير إلى أن الطحالب البحرية أكثر قدرة على التكيف مع تغير المناخ في المستقبل مما كان يعتقد سابقًا.
جمع العلماء البيانات من برنامج Hawai’i Ocean Time-series مع نماذج محاكاة مناخية جديدة أجريت على أحد أجهزة الكمبيوتر العملاقة السريعة في كوريا الجنوبية للكشف عن مرونة الطحالب البحرية في مواجهة تغير المناخ. وجد الفريق أن طحالب المحيط لديها آلية تُعرف باسم امتصاص المغذيات، والتي تسمح لها بالتكيف والتعامل مع ظروف المحيطات فقيرة المغذيات المتوقع حدوثها خلال السنوات القادمة بسبب الاحتباس الحراري.
المعتقدات السابقة حول استجابة الطحالب لتغير المناخ
العوالق النباتية هي طحالب صغيرة تنجرف على سطح المحيط، تمتص هذه الطحالب العناصر الغذائية عند البناء الضوئي، وتمتص ثاني أكسيد الكربون المذاب وتطلق الأكسجين ، مما يشكل حوالي 50٪ من الأكسجين الذي نتنفسه. نظرًا لأن العوالق النباتية ضرورية لسكن كوكبنا ، فإن معرفة كيفية استجابة هذه الطحالب للاحتباس الحراري أمر ضروري.
هناك قدر كبير من عدم اليقين حول كيفية تغير معدل الإنتاج السنوي للعوالق النباتية على مدار الثمانين عامًا القادمة، حيث أشار أحدث تقرير صادر عن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) إلى حالة عدم يقين تتراوح من -20٪ إلى + 20٪.
يؤثر الاحترار العالمي على الطبقات العليا للمحيط أكثر من الطبقات العميقة. سيصبح الجزء العلوي من المحيط أكثر تراكبًا بسبب هذا لأن الماء الأكثر دفئًا أخف وزناً ، مما يقلل من اختلاط العناصر الغذائية من تحت السطح إلى الطبقة المضاءة بنور الشمس حيث توجد العوالق النباتية.
جادلت الدراسات السابقة بأن هذا الاستنفاد المتوقع للمغذيات القريبة من السطح من شأنه أن يقلل بشكل كبير من إنتاج العوالق النباتية في المحيط ، مما قد يكون له آثار كارثية على النظم البيئية البحرية والمناخ، وفقًا للدراسة الجديدة ، قد لا يحدث هذا.
تحليل جديد للاستجابة لتغير المناخ
كشفت بيانات من برنامج Hawai’i Ocean Time-series أنه يمكن الحفاظ على إنتاجية طحالب المحيط ، حتى في ظروف استنفاد المغذيات.
قال ديفيد كارل ، مؤلف مشارك في الدراسة ، وأستاذ في علم المحيطات في جامعة هاواي ، ومؤسس مشارك في هاواي برنامج دراسة سلسلة وقت المحيط، وفي ظل هذه الظروف ، يمكن لخلايا العوالق النباتية الفردية استبدال الفوسفور بالكبريت.
في المناطق شبه الاستوائية، حيث تكون تركيزات المغذيات في المياه السطحية منخفضة، تمتص الطحالب كمية أقل من الفوسفور لكل كمية الكربون المخزنة في خلاياها ، مقارنة بالمتوسط العالمي. يوفر هذا مزيدًا من الأدلة الداعمة على اللدونة المحددة.
أجرى الفريق سلسلة من نماذج محاكاة المناخ لدراسة كيف ستؤثر هذه المرونة على إنتاجية المحيطات العالمية خلال العقود القليلة القادمة، في نموذجهم ، أوقف الباحثون لدونة العوالق النباتية ، مما سمح لهم بإعادة إنتاج نتائج النموذج السابق نوعيًا لانخفاض الإنتاجية العالمية بنحو 8٪.
وعندما تم إعادة تشغيل اللدونة ، بطريقة استحوذت على الملاحظات بالقرب من هاواي على مدى العقود الثلاثة الماضية ، كشفت محاكاة الكمبيوتر عن زيادة في الإنتاجية العالمية تصل إلى 5٪ حتى نهاية القرن.
قال الدكتور إيون يونج كوون ، المؤلف الأول للدراسة والباحث في مركز IBS لفيزياء المناخ في جامعة بوسان الوطنية: “على الصعيد الإقليمي ، يمكن أن تكون هذه الاختلافات في الإنتاجية المستقبلية أعلى بكثير ، حيث تصل إلى 200٪ في المناطق شبه الاستوائية”. كوريا الجنوبية، مع هذه الزيادة الإضافية في الإنتاجية ، يمكن للمحيط أيضًا أن يمتص المزيد من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي ، وفي النهاية يكون قادرًا على عزله تحت سطح المحيط.
استوحى العلماء من نتائج محاكاة نماذج الكمبيوتر الحساسة الخاصة بهم ، ثم نظروا في عشرة نماذج مناخية أخرى، تم استخدام بياناتها في تقرير التقييم السادس الأخير للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ. أكدت النتائج الاستنتاجات الأولية للمؤلف.
قال الدكتور إم جي سريوش، مؤلف مشارك في كتاب الدراسة وزميل ما بعد الدكتوراه في مركز IBS لفيزياء المناخ، “على الرغم من أن دراستنا توضح أهمية التخزين المؤقت البيولوجي للتغيرات البيئية العالمية ، فإن هذا لا يعني أن العوالق النباتية محصنة ضد تغير المناخ الذي يسببه الإنسان.
على سبيل المثال ، سيؤدي تفاقم تحمض المحيطات إلى تقليل معدلات تراكم الكالسيوم لأنواع معينة من العوالق النباتية ، مما قد يؤدي إلى تحولات واسعة النطاق في النظم البيئية “
و صرح الدكتور كوون، أن هذه العوامل ليست مفهومة جيدًا ولا ممثلة حتى الآن في النماذج المناخية.
تحتاج نماذج نظام الأرض المستقبلية إلى استخدام تمثيلات محسنة قائمة على الملاحظة لكيفية استجابة العوالق النباتية لضغوط متعددة ، بما في ذلك الاحترار وتحمض المحيطات.
قال البروفيسور أكسل تيمرمان ، المؤلف المشارك لهذه الدراسة ومدير مركز IBS لفيزياء المناخ: “هذا ضروري للتنبؤ بمستقبل الحياة البحرية على كوكبنا”.
