أدى فقدان الجليد البحري في القطب الشمالي إلى نقطة تحول حرجة أدت إلى تدمير السلسلة الغذائية

ذكرت دراسة جديدة أن المحيط المتجمد الشمالي عبر نقطة تحول تعيث فسادا في السلسلة الغذائية في المنطقة، مع عواقب وخيمة محتملة على الصيد التجاري وقدرة المحيط على امتصاص الكربون.

وجد العلماء أن مساحات شاسعة من ذوبان الجليد البحري في القطب الشمالي تؤدي هذه التغيرات إلى انخفاض كبير في النترات، وهي من المغذيات الرئيسية التي تشكل قاعدة الشبكة الغذائية البحرية وبالتالي تدعم مصايد الأسماك الإقليمية الهامة. ومع اختفاء الجليد، يضرب المزيد من الضوء سطح الماء، مما يعزز نمو الكائنات المجهرية الشبيهة بالنباتات والتي تسمى العوالق النباتية. عندما تموت العوالق النباتية، تغوص خلاياها في قاع البحر وتتحلل بواسطة البكتيريا التي تستهلك النترات والأكسجين.

الدراسة الجديدة نشرت في 28 مايو في المجلة اتصالات الأرض والبيئةوجدت أن البكتيريا تستهلك نترات أكثر مما يستطيع النظام البيئي في القطب الشمالي تحمله.

وقال إن هذا التأثير، المعروف باسم “نزع النتروجين”، لا يمكن عكسه في ظل الظروف المناخية الحالية لأننا تجاوزنا عتبة وصول الكثير من أشعة الشمس إلى المحيط مما يؤدي إلى زيادة إنتاجية العوالق النباتية. مارتا سانتوس جارسيا، طالب دكتوراه في الكيمياء الحيوية البحرية في القطب الشمالي بجامعة إدنبرة في اسكتلندا والمؤلف الأول للدراسة.

وقال سانتوس غارسيا لموقع Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني: «حتى لو زاد الجليد البحري مؤقتًا، فإن نظام المغذيات في القطب الشمالي يستجيب على فترات زمنية أطول بكثير». “من غير المرجح أن تؤدي الزيادات قصيرة المدى في الجليد البحري إلى عكس الانخفاض في مخزونات النترات بسرعة، الأمر الذي قد يستغرق وقتًا أطول بكثير للتعافي”.

قد يؤدي انخفاض مستويات النترات في النهاية إلى لدغ العوالق النباتية، لأن هذه الكائنات الدقيقة تحتاج إلى النترات لتنفيذ عملياتها. التمثيل الضوئي. ونتيجة لذلك، فإن التحول إلى نظام منخفض النترات يمكن أن يتسارع تغير المناخحيث تلعب النترات دورًا أساسيًا في المضخة البيولوجية للمحيطات، والتي تأخذ ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي عن طريق عملية التمثيل الضوئي وتحبسه بعيدًا في العمق عندما تموت العوالق النباتية والحيوانات التي تأكلها.

وقال سانتوس جارسيا: “مع قلة الإمدادات الغذائية مثل النترات، لا يمكن لهذه الآلية أن تعمل بفعالية”.

لفهم التغيرات في النظام البيئي في القطب الشمالي، قام الباحثون بتحليل عقدين من البيانات من مضيق فرام، وهو ممر بين جرينلاند وسفالبارد بالنرويج، وهو البوابة الرئيسية التي تتدفق عبرها مياه القطب الشمالي إلى المحيط الأطلسي. ووجدوا انخفاضًا حادًا في مستويات النترات في هذه المنطقة بعد عام 2009، والذي تزامن مع انخفاض كبير في الجليد البحري في القطب الشمالي وتحول تدريجي في مجتمعات العوالق النباتية نحو الأنواع الأصغر التي يمكنها التعامل مع مستويات المغذيات المنخفضة.

وقال سانتوس غارسيا: “لقد لوحظت بالفعل تحولات نحو العوالق النباتية الأصغر حجما في أجزاء من القطب الشمالي، على الرغم من أن هذه التغييرات لم يتم ربطها من قبل بفقد النترات”. “وهذا مهم لأن العوالق النباتية الأصغر حجمًا أقل كفاءة بشكل عام في نقل الطاقة عبر الشبكة الغذائية. ويتم إعادة تدوير المزيد من الطاقة داخل المجتمعات الميكروبية بدلاً من نقلها إلى العوالق الحيوانية والأسماك والطيور البحرية والثدييات البحرية الأكبر.”

تقع العوالق النباتية في أسفل السلسلة الغذائية البحرية، وبالتالي فإن آثار استنفاد النترات سوف تمتد عبر النظام البيئي في القطب الشمالي، مما يؤثر على الأنواع على أعلى المستويات. وقد يؤثر ذلك أيضًا على مصايد الأسماك في المناطق التي تعتمد على صادرات المغذيات في القطب الشمالي، مثل شمال المحيط الأطلسي. لكن سانتوس غارسيا قال إن تحديد ما سيحدث في النظم البيئية في اتجاه مجرى المحيط المتجمد الشمالي يتطلب المزيد من البحث.

لسنوات عديدة، اعتقد الباحثون أن التأثير طويل المدى لفقدان الجليد البحري في القطب الشمالي سيكون زيادة في العوالق النباتية، لأن المزيد من الكائنات الحية يمكن أن تستحم في ضوء الشمس وتتكاثر عندما يكون نطاق الجليد البحري صغيرًا. ومع ذلك، فإن الزيادة في العوالق النباتية منذ عام 2009 قد استنفدت مستويات النترات بما يكفي للحد من نمو العوالق النباتية في المستقبل.

وفي حين كان تكاثر العوالق النباتية محدودًا بكمية ضوء الشمس التي تصل إلى المياه السطحية، فإنه يتم التحكم فيه الآن بواسطة مستويات النترات. وقال سانتوس جارسيا إنه لذلك، يجب اعتبار النترات محركًا رئيسيًا للتغيرات المستقبلية في القطب الشمالي.

وقالت: “بما أن النترات هي المادة المغذية التي تحد من إنتاجية القطب الشمالي، فإن فهم هذه التغييرات مهم ليس فقط لمجتمعات القطب الشمالي والنظم البيئية، ولكن أيضًا لتحسين توقعات تغير المناخ في المستقبل”.