مع ارتفاع درجة حرارة القطب الشمالي، تتغير أنهارها العظيمة بطرق قد تؤدي إلى عواقب وخيمة ــ ليس فقط على منطقة القطب الشمالي بل وأيضاً على العالم أجمع.
تمثل الأنهار فرع الأرض من الدورة الهيدرولوجية للأرض. ومع تساقط الأمطار والثلوج، تنقل الأنهار جريان المياه العذبة إلى جانب المواد العضوية والجسيمية الذائبة، بما في ذلك الكربون، إلى المناطق الساحلية. ومع ارتفاع درجة حرارة القطب الشمالي الآن بمعدل أسرع بأربع مرات تقريبًا من بقية العالم، تشهد المنطقة المزيد من هطول الأمطار وتذوب التربة الصقيعية، مما يؤدي إلى تدفقات أنهار أقوى.
نحن علماء مناخ ندرس مدى تأثير ظاهرة الاحتباس الحراري على دورة المياه والنظم البيئية. في دراسة جديدة باستخدام بيانات تاريخية ونماذج حاسوبية متطورة لمناخ الأرض وهيدرولوجيتها، اكتشفنا كيف يغير تغير المناخ أنهار القطب الشمالي.
لقد وجدنا أن ذوبان التربة الصقيعية واشتداد العواصف سيغيران كيفية انتقال المياه إلى أنهار القطب الشمالي وعبرها. وستؤثر هذه التغييرات على المناطق الساحلية والمحيط المتجمد الشمالي وربما شمال المحيط الأطلسي، فضلا عن المناخ.
ذوبان التربة الصقيعية: تغييرات كبيرة في تربة القطب الشمالي
يعد ذوبان الجليد الدائم أحد أهم التغيرات التي تشهدها المنطقة القطبية الشمالية مع ارتفاع درجات الحرارة.
التربة الصقيعية هي التربة التي تم تجميدها لمدة عامين على الأقل، وفي كثير من الأحيان لآلاف السنين. وهي تغطي حوالي 8.8 مليون ميل مربع (حوالي 22.8 مليون كيلومتر مربع) في نصف الكرة الشمالي للأرض، ولكن هذه المساحة تتقلص مع ذوبان الجليد الدائم.
تاريخيًا، تتدفق معظم المياه التي تدخل أنهار القطب الشمالي فوق تربة التربة الصقيعية المتجمدة في الربيع. يسمي العلماء هذا “الجريان السطحي البري”.
ومع ذلك، تشير نتائجنا إلى أنه مع استمرار الاحترار، فإن جزءًا متزايدًا من تدفق الأنهار السنوي سيأتي من تحت السطح، من خلال التربة المذابة في التربة الصقيعية المتدهورة. ومع زيادة التدفق الإجمالي مع المزيد من هطول الأمطار، فإن ما يصل إلى 30% منه قد يتحرك تحت الأرض بحلول نهاية هذا القرن مع توسع المسارات تحت السطح.
عندما يتدفق الماء عبر التربة، فإنه يلتقط مواد كيميائية ومعادن مختلفة. ونتيجة لذلك، من المرجح أن يكون للمياه القادمة إلى الأنهار طابع كيميائي مختلف. على سبيل المثال، قد يحمل المزيد من العناصر الغذائية والكربون المذاب الذي يمكن أن يؤثر على المناطق الساحلية والمناخ العالمي. إن مصير هذا الكربون المعبأ هو مجال نشط للدراسة.
يمكن أن ينتهي الأمر بالمزيد من الكربون في مياه الأنهار إلى “انبعاث الغازات” عند وصولها إلى المياه الساحلية الهادئة، مما يزيد من كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة في الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى زيادة ظاهرة الاحتباس الحراري. ويكشف ذوبان الجليد أيضًا عن مفاجآت سيئة أخرى، مثل ظهور فيروسات مجمدة منذ فترة طويلة.
المزيد من الأمطار والثلوج، والمزيد من الجريان السطحي
كما تتزايد دورة المياه في القطب الشمالي مع ارتفاع درجات الحرارة، مما يعني المزيد من هطول الأمطار والتبخر ونتح النباتات وتصريف الأنهار. ويرجع ذلك في المقام الأول إلى القدرة الكامنة في الجو الأكثر دفئًا على الاحتفاظ بمزيد من الرطوبة. وهذا هو نفس السبب وراء حدوث العواصف الثلجية الأكبر مع ارتفاع درجة حرارة المناخ.
وجدت دراستنا أن الجزء الأكبر من الهطول الإضافي سيحدث عبر الأجزاء الشمالية البعيدة من حوض القطب الشمالي. ومع اختفاء الجليد البحري في مناخ دافئ، تتفق النماذج الحاسوبية على أن المحيط المتجمد الشمالي الأكثر انفتاحا سيغذي الغلاف الجوي بمزيد من المياه، حيث سيتم نقلها إلى مناطق برية مجاورة لتتساقط على شكل أمطار.
سيؤدي المزيد من الثلوج في شمال ألاسكا وسيبيريا وكندا إلى تدفق المزيد من المياه في الأنهار، وربما أكثر بنسبة تصل إلى 25% في ظل سيناريو ارتفاع درجات الحرارة بناءً على بحثنا. يوجد كمية أكبر من الكربون في التربة في الأجزاء الشمالية من القطب الشمالي مقارنة بالجنوب. ومع ذوبان التربة الصقيعية، ستشهد تلك المناطق أيضًا المزيد من المياه القادمة إلى الأنهار من تحت السطح، حيث يمكن أن يتسرب الكربون الإضافي من التربة إلى الماء ويتحول إلى كربون عضوي مذاب.
ويظهر بالفعل المزيد من الكربون القديم في العينات التي تم جمعها من أنهار القطب الشمالي، ويعزى ذلك إلى ذوبان التربة الصقيعية. يُظهر تأريخ الكربون أن بعضًا من هذا الكربون قد تم تجميده منذ آلاف السنين.
سوف تتوالى التأثيرات عبر النظم البيئية في القطب الشمالي
إذا ماذا يحمل المستقبل؟
ومن أبرز التغيرات المتوقعة نقل المياه العذبة والمواد المرتبطة بها، مثل الكربون العضوي المذاب والطاقة الحرارية، إلى المناطق الساحلية في القطب الشمالي.
قد تصبح البحيرات الساحلية أكثر نضارة. وهذا التغيير من شأنه أن يؤثر على الكائنات الحية أعلى وأسفل السلسلة الغذائية، على الرغم من أن فهمنا الحالي للتأثيرات المحتملة للتغيرات في المياه العذبة والكربون العضوي المذاب لا يزال غامضا.
وستكون مياه النهر أيضًا أكثر دفئًا مع ارتفاع حرارة المناخ ولديها القدرة على إذابة الجليد البحري الساحلي في وقت مبكر من الموسم. لاحظ العلماء ذلك في ربيع عام 2023، عندما حملت المياه الدافئة بشكل غير عادي في نهر ماكنزي في كندا الحرارة إلى بحر بوفورت، مما ساهم في ذوبان الجليد البحري الساحلي المبكر.
وأخيرا، فإن المزيد من مياه الأنهار التي تصل إلى الساحل لديها القدرة على تجديد المحيط المتجمد الشمالي، وخاصة على طول شمال أوراسيا، حيث تصدر الأنهار الروسية الكبرى كميات هائلة من المياه العذبة كل عام.
وهناك مخاوف من أن ارتفاع تدفقات الأنهار في تلك المنطقة يؤثر على الدورة الانقلابية للمحيط الأطلسي، وهي التيارات التي تنقل الحرارة من المناطق الاستوائية، على طول الساحل الشرقي للولايات المتحدة وباتجاه أوروبا. وتتزايد الأدلة على أن هذه التيارات تباطأت في السنوات الأخيرة مع دخول المزيد من المياه العذبة إلى شمال المحيط الأطلسي. وإذا توقفت الدورة الدموية، فسيؤثر ذلك بشكل كبير على درجات الحرارة في جميع أنحاء أمريكا الشمالية وأوروبا.
وعلى الساحل، سيؤثر تغير تدفقات الأنهار أيضًا على النباتات والحيوانات والسكان الأصليين الذين يعتبرون المنطقة موطنًا لهم. بالنسبة لهم وبالنسبة للمناخ العالمي، تسلط نتائج دراستنا الضوء على الحاجة إلى مراقبة كيفية تحول القطب الشمالي عن كثب واتخاذ الخطوات اللازمة للتخفيف من التأثيرات.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات جديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتب بواسطة: مايكل أ. رولينز، يوماس أمهرست وأمباريش كارمالكار، جامعة رود آيلاند
اقرأ أكثر:
يتلقى مايكل أ. رولينز تمويلًا من وزارة الطاقة، والإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء، ومؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية.
يتلقى أمباريش كارمالكار تمويلًا من وزارة الطاقة وهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية.