علماء يكشفون تفاصيل لأول مرة عن تاريخ فيضانات نهر النيل.. الفراعنة قدموا سجلاً فريدًا للنيل قبل 6 آلاف سنة

الاحتباس الحراري العالمي، فضلاً عن موجات الجفاف والفيضانات الأخيرة، يهددان أعداداً كبيرة من السكان على طول وادي النيل.

ومن ثم فإن فهم كيفية استجابة مثل هذا النهر الضخم لدورة هيدرولوجية نشطة يشكل قضية ملحة.

ومن الممكن اكتساب رؤى ثاقبة من خلال دراسة الفترات الماضية التي شهدت ظروفاً أكثر رطوبة ودفئاً، مثل فترة الرطوبة في شمال أفريقيا قبل 11 إلى 6 آلاف سنة.

قام فريق بحثي من المركز الألماني لأبحاث علوم الأرض GFZ، بقيادة سيسيل بلانشيت، بالتعاون مع زملاء من جامعة إنسبروك (النمسا) ومعهد ألفريد فيجنر، ومركز هيلمهولتز لأبحاث القطب الشمالي والبحرية (ألمانيا)، بتحليل نواة رواسب مغلفة سنويًا يبلغ عمرها 1500 عام.

نُشرت الدراسة اليوم في مجلة Nature Geoscience ، وتكشف الدراسة أن المناخات الأكثر رطوبة أدت إلى فيضانات شديدة وضعيفة ونظام نهري غير مستقر للغاية، وهو ما ربما جعل وادي النيل غير صالح للسكن، وعلى الرغم من تكثيف الفيضانات، فقد كانت وتيرة تقلبها مماثلة للقوى المناخية اليوم، حيث تعمل على فترات زمنية سنوية ــ مثل ظاهرة النينيو ــ إلى عقود متعددة.

وهذا يشير إلى أن حدوث مثل هذه الأحداث المتطرفة قد يكون متوقعا، وهو ما يساعد على الحد من المخاطر التي تهدد السكان المحليين.

مقياس نهر النيل في مصر القديمة

فيضانات نهر النيل وتغير المناخ

غالبًا ما ترتبط الفيضانات الشهيرة لنهر النيل بتطور الري والزراعة في مصر الفرعونية.

زيادة كبيرة في هطول الأمطار الموسمية

واليوم، لا تزال الأمطار الموسمية والفيضانات تشكل أهمية بالغة للحفاظ على أعداد كبيرة من السكان في وادي النيل، من خط الاستواء إلى ساحل البحر الأبيض المتوسط.

وتتنبأ نماذج المناخ بزيادة كبيرة في هطول الأمطار الموسمية في هذه المنطقة بسبب الاحتباس الحراري العالمي في جميع السيناريوهات المناخية.

تصميم أدوات تنبؤ موثوقة والتخطيط للبنية الأساسية

وقد أثارت حالات الجفاف والفيضانات الأخيرة في إثيوبيا والسودان ومصر مخاوف بشأن زيادة تقلبات هطول الأمطار، مما يؤدي إلى مثل هذه المخاطر الجيولوجية.

ولأن المنطقة واحدة من أكثر المناطق كثافة سكانية على وجه الأرض، فمن الأهمية بمكان تصميم أدوات تنبؤ موثوقة والتخطيط للبنية الأساسية الكافية بناءً على المعرفة المستنيرة وفهم عملية تغيرات هطول الأمطار والفيضانات.

ولمعالجة هذه القضايا، أكد الباحثون أنه من المهم أن نفهم كيف ستستجيب أنظمة الأنهار الكبيرة لزيادة هطول الأمطار، ويمكن اكتساب رؤى ثاقبة من دراسة فترات زمنية سابقة كان من المعروف أنها كانت أكثر رطوبة ودفئًا من الوقت الحاضر.

ومن الأمثلة المعروفة فترة الرطوبة في شمال إفريقيا خلال العصر الهولوسيني المبكر، منذ حوالي 11 إلى 6 آلاف عام، والتي تميزت بزيادة كبيرة في هطول الأمطار في شمال شرق إفريقيا.

فيضانات نهر النيل

معلومات سنوية عن فيضانات نهر النيل القديمة

يوفر لب الرواسب الفريد معلومات سنوية عن فيضانات نهر النيل القديمة، وللوصول إلى هذه العصور القديمة، قام بلانشيت وزملاؤه من المركز الألماني لأبحاث علوم الأرض، بالتعاون مع أرن راميش (جامعة إنسبروك) ومونيكا إيونيتا (معهد ألفريد فيجنر، مركز هيلمهولتز لأبحاث القطب الشمالي والبحرية، AWI) بتحليل عينة فريدة من الرواسب تم جمعها مباشرة من مصب النيل والتي سجلت الفيضانات السابقة.

جلبت هذه الفيضانات الموسمية كميات متفاوتة من الجسيمات النهرية إلى الخارج، والتي تم الحفاظ عليها على شكل صفائح رقيقة.

تم أخذ العينة في عام 2008 ويرجع تاريخها إلى فترة الرطوبة في شمال إفريقيا.

يوضح بلانشيت “تمثل بقايا مثل هذه العصور الجيولوجية للباحثين مختبرًا طبيعيًا لاختبار وتحسين التنبؤات من نماذج المناخ “، “غالبًا ما يوجد هذا النوع من الرواسب الطبقية في البحيرات، وتشتهر GFZ دوليًا بامتلاكها الخبرة الفنية والعلمية لتحليلها، هذه الرواسب فريدة من نوعها لأنها رواسب بحرية تسجل فيضانات النيل السابقة بدقة سنوية، لذلك، قررت أن آتي إلى GFZ وأبدأ في استكشاف هذا السجل الجميل”.

تحليل لب الرواسب

وتضمن تحليل النوى النظر إلى الطبقات، وعدها وقياسها تحت المجهر – وهو جزء تم إجراؤه أيضًا في المنزل أثناء عمليات الإغلاق بسبب كوفيد-19، وقد تم تقييد التسلسل الزمني باستخدام مزيج من العد السنوي للطبقات وتأريخ الكربون المشع للعوالق الأحفورية المدفونة في الطبقات.

أدرك بلانشيت سريعًا، أن سمك طبقات الفيضانات كان يتفاوت بشكل كبير في فترات زمنية تتراوح من 30 إلى 40 عامًا، من كونها صغيرة جدًا (0.3 ملم) إلى كونها سميكة جدًا (10 ملم).

يقول بلانشيت: “قد لا يبدو الأمر كبيراً، لكن عدة ملليمترات من الرواسب المتراكمة في عرض البحر تشكل كمية هائلة، ومع ذلك، فإننا نعلم أن الأنهار الكبيرة عبارة عن أنظمة معقدة، وقد تحتفظ بالرواسب أو تطلقها بغض النظر عن كمية المياه المتدفقة في النهر.

وأضاف “وبالتالي، فليس من الممكن دائماً ربط حجم الرواسب المنقولة، والتي تم التعبير عنها في سجلنا على أنها سمك الطبقات، بحجم الفيضان، ولكننا لاحظنا أيضاً أن حجم الجسيمات زاد في الطبقات الأكثر سمكاً، وهو ما يعني أن سمك الطبقات يشكل مؤشراً موثوقاً لقوة الفيضانات السابقة”.

ومن خلال ملاحظاتها، استنتجت بلانشيت، أن فترة الرطوبة في شمال أفريقيا تميزت بحدوث فيضانات النيل القوية والمتغيرة للغاية، وخاصة بين 9200 و8600 سنة مضت، حيث تصور هيمنة طبقات الفيضانات السميكة فترة من النشاط التآكلي القوي وترسب كميات كبيرة من الجسيمات الدقيقة قبالة الساحل، حوالي ضعفين إلى ثلاثة أضعاف ما كانت عليه في السنوات اللاحقة.

تأثير التذبذب المناخي لظاهرة النينيو

وقد سمح الجمع بين جهود خبراء الإحصاء والنمذجة في مركز GFZ ومعهد AWI للفريق ليس فقط بتحديد التأثيرات ولكن أيضًا العوامل التي تؤدي إلى تقلبات الفيضانات. وباستخدام النمذجة لتغيرات مستوى سطح البحر السابقة التي أجريت في مركز GFZ، تمكن الباحثون من استبعاد أن أيًا من هذه التأثيرات كان مدفوعًا بتغيرات مستوى سطح البحر وليس النشاط النهري لنهر النيل.

وقد كشف تحليل البيانات باستخدام الأساليب الإحصائية عن عدة تذبذبات مميزة: على نطاق زمني أقصر مع فترات دورية تتراوح بين عامين وسبعة أعوام، وعلى نطاق زمني أطول يمتد لعدة عقود.

ويشير هذا إلى أن الفيضانات كانت خاضعة لتأثير التذبذب الجنوبي لظاهرة النينيو على فترات زمنية متعددة السنوات ومحرك غير محدد بعد على فترات زمنية متعددة العقود.

قالت إيونيتا، المؤلفة المشاركة من معهد المحيط الهادئ، “تنشأ ظاهرة النينيو في منطقة المحيط الهادئ وتنتقل إلى أجزاء أخرى من العالم من خلال الاتصالات الجوية، وكان من الرائع أن نرى أننا تمكنا من العثور على هذا التباين في كل من النموذج والبيانات”.

مقارنة مع بيانات مقياس النيل للفيضانات خلال الـ 2000 سنة الماضية

وقارن الباحثون بيانات سجل الفيضانات من الفترة ما بين 9470 و7940 سنة قبل الوقت الحاضر، مع بيانات المصريين القدماء، المسجلة بين 622 و1922 ميلادية، وخاصة فيما يتعلق بالتذبذبات.

وقال المؤلف المشارك راميش، الذي عمل سابقًا في مركز جي إف زد والآن في جامعة إنسبروك: “إن حقيقة أن المصريين القدماء قاموا بقياس مستوى نهر النيل في مبانٍ خاصة تسمى “مقاييس النيل” – عامًا بعد عام أمر رائع حقًا، وقد قدموا لنا سجلاً فريدًا لفيضانات النيل السابقة في آخر 2000 عام”.

وأضاف “نظرًا لتشابه دقة وطول السجلين، فقد تمكنا من تطبيق أدوات إحصائية مماثلة واستنتاج المتغيرات الزمنية الرئيسية، وقد أظهر لنا ذلك أن العوامل الدافعة تظل متشابهة إلى حد كبير على الرغم من اختلاف الظروف المناخية.”

وتُظهِر هذه المقارنة أن العوامل المناخية المتشابهة قد تخلف تأثيرات مختلفة للغاية، أي سعة أكبر كثيراً لحجم الفيضانات في ظل المناخات الأكثر رطوبة ودفئاً، وهذا أحد النتائج الرئيسية للدراسة، وله آثار مهمة على بناء أدوات موثوقة للتنبؤ بمخاطر الفيضانات والحد منها.

ويختتم بلانشيت حديثه قائلاً: “أنا على يقين من أن النتائج التي توصلنا إليها سوف يكون لها تطبيقات مباشرة، ونحن نعمل بالفعل على توفير القيود على حجم الفيضانات بناءً على السجل الذي لدينا، وهذا ليس بالأمر الهين، ولكن بمساعدة المصممين وعلماء شكل الأرض، أنا على ثقة من أننا سنتمكن من معالجة هذا التحدي الجديد”.