كيف تؤثر موجات الحر الشديد على الحياة في القارة القطبية الجنوبية؟

من المتوقع أن يكون صيف عام 2024 هو الأكثر سخونة على الإطلاق في العديد من المدن في جميع أنحاء العالم، حيث تصل درجات الحرارة إلى مستويات غير مسبوقة.

وحتى في القارة القطبية الجنوبية، التي تمر حالياً بمنتصف فصل الشتاء، ارتفعت درجات الحرارة إلى أكثر من 50 درجة فهرنهايت فوق متوسط درجات الحرارة في يوليو في بعض المناطق.

ويشكل هذا الحدث المناخي المتطرف جزءاً من اتجاه أوسع نطاقاً يتمثل في تكثيف موجات الحر الناجمة عن تغير المناخ.

النظم البيئية الدقيقة في القارة القطبية الجنوبية

وتستكشف دراسة حديثة نشرت في 31 يوليو في مجلة Earth’s Future كيف يمكن لمثل هذه الموجات الحارة، وخاصة خلال مواسم البرد في القارة القطبية الجنوبية، أن تؤثر على النظم البيئية الحساسة في القارة.

يركز البحث، الذي قاده علماء من جامعة كولورادو بولدر ، على كيفية تأثير موجات الحر هذه على حياة الحيوانات والكائنات الحية التي تعيش في الأماكن الأكثر برودة وجفافا على وجه الأرض.

توضح النتائج أن الطقس المتطرف الناجم عن تغير المناخ يمكن أن يكون له آثار عميقة وطويلة الأمد على النظم البيئية الهشة في القارة القطبية الجنوبية، وخاصة بالنسبة لسكانها المرنين ولكن الضعفاء.

موجة الحر الأشد على وجه الأرض

في مارس 2022، شهدت القارة القطبية الجنوبية أشد موجة حر مسجلة على الإطلاق على وجه الأرض.

وقد حدث هذا الحدث غير المسبوق في الوقت الذي كانت فيه الكائنات الحية في المنطقة تستعد لفصل الشتاء الطويل القاسي القادم.

ارتفعت درجات الحرارة إلى أكثر من 70 درجة فهرنهايت فوق المتوسط في أجزاء من القارة، مما أدى إلى ذوبان سريع للأنهار الجليدية والثلوج، حتى في وديان ماكموردو الجافة، وهي منطقة معروفة بأنها واحدة من أبرد الأماكن وأكثرها جفافًا على هذا الكوكب.

الكائنات الحية الدقيقة في التربة

وفي إطار مشروع بحث بيئي طويل الأمد، درس الباحثون تأثير موجة الحر المفاجئة هذه على وديان ماكموردو الجافة، حيث وجدوا أن الطقس المتطرف من المرجح أن يؤدي إلى تعطيل دورات حياة العديد من الكائنات الحية.

وعلى وجه الخصوص، يبدو أن الذوبان السريع الذي أعقبه تجميد سريع بنفس القدر قد أدى إلى مقتل عدد كبير من اللافقاريات، مثل الديدان الأسطوانية، التي تتكيف بشكل جيد مع الظروف القاسية في الصحراء القطبية.

قال مايكل جوسيف، المؤلف الرئيسي للدراسة وأستاذ في قسم الهندسة المدنية والبيئية والمعمارية في جامعة كولورادو بولدر: “من المهم أن ننتبه إلى هذه الإشارات، حتى لو كانت قادمة من كائنات دقيقة في تربة الصحراء القطبية” ،مضيفا ” المستجيبون الأوائل للتغيرات التي يمكن أن تنتقل إلى الكائنات الحية الأكبر حجمًا، والمناظر الطبيعية، وحتى إلينا، بعيدًا عن القارة القطبية الجنوبية.”

ارتفاع درجة الحرارة بشكل كبير

وقد قاد جوسيف، وهو زميل في معهد أبحاث القطب الشمالي والجبال (INSTAAR)، مشروع LTER في وديان ماكموردو الجافة على مدى العقد الماضي، حيث سافر بانتظام إلى المنطقة الجنوبية خلال فصل الصيف في القارة القطبية الجنوبية لدراسة النظام البيئي الفريد.

في نوفمبر 2021، عندما وصل جوسيف إلى القارة القطبية الجنوبية، بدا المشهد هناك مشابهاً إلى حد كبير لما كان عليه خلال العقدين الماضيين.

ومع ذلك، بحلول شهر مارس 2022، عندما غادر فريق البحث القارة بالفعل، تسبب نهر جوي- عاصفة ضخمة تحمل الهواء الرطب لمسافات طويلة – في موجة الحر الأكثر تطرفًا التي تم تسجيلها هناك على الإطلاق.

وتسبب الحدث في ارتفاع درجات الحرارة في وديان ماكموردو الجافة بأكثر من 45 درجة فهرنهايت فوق المعدل الطبيعي، مع ارتفاع درجات حرارة الهواء التي تتراوح عادة حول -4 درجة فهرنهايت في شهر مارس فوق درجة التجمد.

دورات الحياة المضطربة

وأكدت صور الأقمار الصناعية وقياسات تصريف المياه أن الارتفاع المفاجئ في درجات الحرارة تسبب في بلل غير عادي لتربة الوديان، والذي حدث بعد أكثر من شهرين من ذوبان الجليد المعتاد في الصيف.

كانت هذه فترة حرجة حيث كانت الكائنات الحية في المنطقة تستعد لفصل الشتاء القادم، حيث قامت بإيقاف عملياتها البيولوجية للحفاظ على الطاقة.

ومن المرجح أن الارتفاع السريع والانخفاض اللاحق في درجات الحرارة، مع مرور موجة الحر وإعادة تجميد التربة، أدى إلى تعطيل التوقيت الدقيق لدورات حياة هذه الكائنات الحية.

وأوضح جوسيف أن “هذه الحيوانات تستثمر قدرًا كبيرًا من الطاقة في الاستعداد لفصل الشتاء والاستعداد له. وعندما تبدأ الأجواء في الدفء في الصيف التالي، فإنها تستخدم الطاقة لتصبح نشطة مرة أخرى”.

“إن أحد أهم مخاوفنا إزاء الأحداث الجوية غير العادية مثل موجة الحر هذه هو أن هذه الحيوانات قد تبدأ في استخدام قدر أكبر من الطاقة، معتقدة أن الصيف قد حل، ثم تضطر إلى التوقف عن العمل مرة أخرى بعد يومين، فكم مرة يمكنها أن تمر بهذه الدورة قبل أن تستنفد احتياطياتها من الطاقة؟”

بداية خاطئة للصيف

وعندما عاد جوسيف وفريقه إلى القارة القطبية الجنوبية في ديسمبر 2022، أخذوا عينات من التربة وقارنوا الكائنات الحية في المناطق التي أصبحت رطبة خلال موجة الحر بتلك الموجودة في المناطق التي ظلت جافة.

وكشفت النتائج عن انخفاض بنسبة 50% في أعداد ديدان سكوتنيما، وهي نوع شائع من الديدان الأسطوانية التي تتكيف بشكل كبير مع البرد القارس والجفاف في وديان ماكموردو الجافة.

“لقد جعلت موجة الحر البيئة تبدو دافئة بما يكفي لتبلل الأشياء، مما أدى إلى بداية خاطئة للصيف، وقد يتعطل بعض الأحياء التي تستجيب لهذه درجات الحرارة بشكل خطير بسبب هذا”، كما قال جوسف.

التأثيرات على شبكات الغذاء

وفي حين عانت أنواع مثل سكوتنيما، فإن الكائنات الحية الأخرى، مثل بطيئات الخطو (المعروفة أيضًا باسم الدببة المائية)، والتي تتحمل الرطوبة بشكل أكبر، كانت أقل تأثرًا على الأرجح.

وقد يكون لهذا التحول في أعداد الأنواع آثار واسعة النطاق على شبكات الغذاء ودورة المغذيات في المنطقة.

التغيرات في أعداد الكائنات الحية مثل سكوتنيما يمكن أن يكون لها تأثير كبير على النظام البيئي.

وقد أظهرت الأبحاث السابقة أن سكوتنيما مسؤولة عن حوالي 10% من معالجة الكربون في النظام البيئي للتربة في الوديان الجافة.

أنواع كبيرة من الحيوانات تتأثر بموجات الحر

مع تزايد وتيرة الأحداث الجوية المتطرفة بسبب تغير المناخ، فإن الأنواع الأكبر حجماً في القارة القطبية الجنوبية تتأثر أيضاً.

في عام 2013، تسببت هطول أمطار غير عادية على طول ساحل أديلي في شرق القارة القطبية الجنوبية في مقتل جميع صغار طيور البطريق في المنطقة، وفي يوليو 2024، ارتفعت درجات الحرارة في أجزاء من شرق القارة القطبية الجنوبية بمقدار 50 درجة فهرنهايت فوق متوسط الشتاء المعتاد.

ويخطط جوسيف وفريقه لمواصلة رصد آثار الأحداث الجوية المتطرفة على النظم البيئية في القارة القطبية الجنوبية.

وكما أشار جوسيف، فإن ما يحدث في القارة القطبية الجنوبية لا يقتصر على القارة القطبية الجنوبية.

وخلص إلى أن “فقدان الرفوف الجليدية له تأثيرات دراماتيكية على التوازن الكتلي لمحيطاتنا، ويؤثر علينا حتى على بعد آلاف الأميال”.