في جميع أنحاء القطب الشمالي، تحدث أشياء غريبة للمناظر الطبيعية.
اختفت بحيرات ضخمة تبلغ مساحتها عدة أميال مربعة في غضون أيام قليلة. تراجع التلال. تنهار الأرض الغنية بالجليد، تاركة المناظر الطبيعية متموجة حيث كانت مسطحة في السابق، وفي بعض المواقع تخلق حقولًا واسعة من المضلعات الكبيرة الغارقة.
إنه دليل على أن التربة الصقيعية، وهي التربة المجمدة منذ فترة طويلة تحت السطح، تذوب. وهذه أخبار سيئة بالنسبة للمجتمعات المبنية فوقها – وبالنسبة للمناخ العالمي.
باعتباري عالم بيئة، أدرس هذه التفاعلات الديناميكية في المناظر الطبيعية وقمت بتوثيق الطرق المختلفة التي تسارع بها تغير المناظر الطبيعية بسبب التربة الصقيعية بمرور الوقت. التغييرات الخفية الجارية هناك تحمل تحذيرًا للمستقبل.
ما هو الجليد الدائم؟
التربة الصقيعية هي تربة متجمدة بشكل دائم وتغطي حوالي ربع الأراضي في نصف الكرة الشمالي، وخاصة في كندا وروسيا وألاسكا. وأغلبها غني بالمواد العضوية للنباتات والحيوانات التي ماتت منذ فترة طويلة وتجمدت مع الزمن.
تحافظ هذه التربة المتجمدة على السلامة الهيكلية للعديد من المناظر الطبيعية الشمالية، مما يوفر الاستقرار للأسطح النباتية وغير النباتية، على غرار عوارض الدعم الحاملة في المباني.
مع ارتفاع درجات الحرارة وتغير أنماط هطول الأمطار، تصبح التربة الصقيعية وغيرها من أشكال الجليد الأرضي عرضة للذوبان والانهيار. ومع ارتفاع درجة حرارة هذه التربة المتجمدة، تزعزع استقرار الأرض، مما يؤدي إلى تفكك النسيج المتشابك الذي شكل بدقة هذه النظم البيئية الديناميكية على مدى آلاف السنين. وتؤدي حرائق الغابات، التي تتزايد في جميع أنحاء القطب الشمالي، إلى زيادة المخاطر.
وتحت السطح هناك شيء آخر نشط ــ وهو العامل الذي يؤدي إلى تضخيم ظاهرة الانحباس الحراري العالمي. عندما تذوب الأرض، تبدأ الميكروبات في التغذي على المواد العضوية في التربة التي تم تجميدها منذ آلاف السنين.
تطلق هذه الميكروبات ثاني أكسيد الكربون والميثان، وهي غازات دفيئة قوية. ومع تسرب هذه الغازات إلى الغلاف الجوي، فإنها تزيد من ارتفاع درجة حرارة المناخ، مما يخلق حلقة ردود فعل: تؤدي درجات الحرارة الأكثر دفئًا إلى إذابة المزيد من التربة، وتطلق المزيد من المواد العضوية لتتغذى عليها الميكروبات وتنتج المزيد من غازات الدفيئة.
الدليل: اختفاء البحيرات
تتزايد الأدلة على تغير المناخ الذي يسببه الإنسان في جميع أنحاء التربة الصقيعية.
يعد اختفاء البحيرات الكبيرة، التي يبلغ حجمها عدة أميال مربعة، أحد أبرز الأمثلة على الأنماط الحديثة للتحولات في المناظر الطبيعية الشمالية.
يتم تصريف البحيرات أفقيًا مع تطور قنوات تصريف أوسع وأعمق، أو عموديًا من خلال التالك، حيث تتعمق التربة غير المتجمدة تحت البحيرة تدريجيًا حتى يتم اختراق التربة الصقيعية وتصريف المياه بعيدًا.
هناك الآن أدلة دامغة تشير إلى أن المياه السطحية عبر مناطق التربة الصقيعية آخذة في الانخفاض. تشير عمليات الرصد والتحليل عبر الأقمار الصناعية إلى أن تصريف البحيرة قد يكون مرتبطًا بتدهور التربة الصقيعية. لقد وجدت أنا وزملائي أنه يزداد مع مواسم الصيف الأكثر دفئًا والأطول.
جاءت هذه الرؤية بعد تسجيل بعض أعلى معدلات تصريف البحيرات الكارثية – الصرف الذي يحدث على مدى بضعة أيام بسبب تدهور التربة الصقيعية – خلال السنوات الخمس الماضية في شمال غرب ألاسكا.
من المرجح أن يؤثر اختفاء البحيرات عبر التربة الصقيعية على سبل عيش مجتمعات السكان الأصليين، حيث أن نوعية المياه وتوافر المياه مهمان للطيور المائية والأسماك وغيرها من الحيوانات البرية.
التلال المنحدرة والحقول المضلعة
كما يتسبب ذوبان الجليد الجليدي المدفون وانهياره في انخفاض سفوح التلال بمعدلات متزايدة عبر القطب الشمالي في روسيا وأمريكا الشمالية، مما يؤدي إلى انزلاق التربة والنباتات والحطام إلى أسفل المنحدر.
وجدت دراسة جديدة أجريت في شمال سيبيريا أن أسطح الأرض المضطربة زادت بنسبة تزيد عن 300% خلال العقدين الماضيين. ووجدت دراسات مماثلة في شمال وشمال غرب كندا أن الركود هناك تسارع أيضًا مع فصول الصيف الأكثر دفئًا ورطوبة.
في التضاريس المسطحة، تكون أسافين الجليد قادرة على التطور، مما يخلق أنماطًا هندسية غير عادية وتغييرات عبر الأرض.
على مدى عقود إلى قرون، يتسرب ذوبان الثلوج إلى شقوق في التربة، مما يؤدي إلى تكوين شرائح من الجليد. تسبب هذه الأوتاد أحواضًا في الأرض فوقها، مما يؤدي إلى تكوين حواف مضلعات. تتشكل المظاهر متعددة الأضلاع بشكل طبيعي نتيجة لعملية التجميد والذوبان بطريقة مشابهة لتلك التي تظهر في قاع المسطحات الطينية الجافة. ومع ذوبان قطع الجليد، تنهار الأرض فوقها.
حتى في بيئات القطب الشمالي شديدة البرودة، فإن تأثيرات عدد قليل فقط من فصول الصيف الدافئة غير المألوفة يمكن أن تغير سطح المناظر الطبيعية بشكل كبير، وتحول التضاريس المسطحة سابقًا إلى متموجة حيث يبدأ السطح في الغرق في المنخفضات مع ذوبان الجليد في التربة أدناه. وقد زادت المعدلات الإجمالية لذوبان إسفين الجليد استجابة لظاهرة الاحتباس الحراري.
وفي العديد من مناطق القطب الشمالي، تسارعت حرائق الغابات أيضًا من ذوبان الجليد. في دراسة حديثة، وجدت أنا وزملائي أن حرائق الغابات في مناطق التربة الصقيعية في القطب الشمالي أدت إلى زيادة معدل الذوبان والانهيار الرأسي للتضاريس المتجمدة لمدة تصل إلى ثمانية عقود بعد الحريق. ونظرًا لأنه من المتوقع أن يزداد ارتفاع درجة حرارة المناخ واضطرابات حرائق الغابات في المستقبل، فقد يؤدي ذلك إلى زيادة معدل التغير في المناظر الطبيعية الشمالية.
كما تم الشعور بتأثير التغير المناخي والبيئي الأخير عند خطوط العرض المنخفضة في الغابات الشمالية في الأراضي المنخفضة. وهناك، تدهورت بسرعة هضاب التربة الصقيعية الغنية بالجليد ــ جزر دائمة التجمد مرتفعة فوق الأراضي الرطبة المجاورة ــ في جميع أنحاء ألاسكا، وكندا، والدول الاسكندنافية. يمكن أن تبدو مثل سفن الشحن المملوءة بنباتات البردي والشجيرات والأشجار الغارقة في الأراضي الرطبة.
لماذا يهم؟
لقد أدت درجات الحرارة شديدة البرودة ومواسم النمو القصيرة إلى الحد من تحلل النباتات الميتة والمواد العضوية في النظم البيئية الشمالية لفترة طويلة. ولهذا السبب، يتم تخزين ما يقرب من 50% من الكربون العضوي في التربة العالمية في هذه التربة المتجمدة.
إن التحولات المفاجئة التي نشهدها اليوم – البحيرات تصبح أحواضًا مستنزفة، وشجيرات التندرا تتحول إلى برك، والغابات الشمالية المنخفضة إلى أراضي رطبة – لن تؤدي فقط إلى تسريع تحلل الكربون المدفون في التربة الصقيعية، ولكن أيضًا تحلل النباتات فوق الأرض عندما تنهار إلى البيئات المشبعة بالمياه.
تشير النماذج المناخية إلى أن تأثيرات مثل هذه التحولات قد تكون وخيمة. على سبيل المثال، أشارت دراسة حديثة نشرت في مجلة Nature Communications إلى أن تدهور التربة الصقيعية وما يرتبط به من انهيار المناظر الطبيعية يمكن أن يؤدي إلى زيادة قدرها 12 ضعفا في خسائر الكربون في سيناريو الاحترار القوي بحلول نهاية القرن.
وهذا مهم بشكل خاص لأنه من المقدر أن تحتوي التربة الصقيعية على ضعف كمية الكربون الموجودة في الغلاف الجوي اليوم. تختلف أعماق التربة الصقيعية بشكل كبير، حيث تتجاوز 3000 قدم في أجزاء من سيبيريا و2000 قدم في شمال ألاسكا، وتتناقص بسرعة عند التحرك جنوبًا. يبلغ متوسط ارتفاع فيربانكس، ألاسكا، حوالي 300 قدم (90 مترًا). وتشير الدراسات إلى أن الكثير من التربة الصقيعية الضحلة، التي يبلغ عمقها 10 أقدام (3 أمتار) أو أقل، من المرجح أن تذوب إذا ظل العالم على مساره الحالي للاحترار.
ولزيادة الطين بلة، في البيئات المشبعة بالمياه التي تفتقر إلى الأكسجين، تنتج الميكروبات غاز الميثان، وهو غاز دفيئة قوي أكثر فعالية 30 مرة في ارتفاع درجة حرارة الكوكب من ثاني أكسيد الكربون، على الرغم من أنه لا يبقى في الغلاف الجوي لفترة طويلة.
ما مدى حجم المشكلة التي من المحتمل أن يسببها ذوبان التربة الصقيعية بالنسبة للمناخ هو سؤال مفتوح. نحن نعلم أنها تطلق غازات الدفيئة الآن. لكن أسباب وعواقب ذوبان الجليد الدائم والتحولات الطبيعية المرتبطة به تشكل حدودًا بحثية نشطة.
هناك شيء واحد مؤكد: إن ذوبان المناظر الطبيعية المتجمدة سابقًا سيستمر في تغيير وجه النظم البيئية في مناطق خطوط العرض العليا لسنوات قادمة. بالنسبة للأشخاص الذين يعيشون في هذه المناطق، فإن تراجع الأراضي وزعزعة استقرار التربة يعني العيش مع المخاطر والتكاليف، بما في ذلك الطرق المتعرجة والمباني الغارقة.
تم إعادة نشر هذه المقالة من The Conversation، وهو موقع إخباري غير ربحي مخصص لمشاركة أفكار الخبراء الأكاديميين. تحتوي المحادثة على مجموعة متنوعة من النشرات الإخبارية المجانية الرائعة.
كتب بواسطة: مارك ج. لارا، جامعة إلينوي في أوربانا شامبين.
اقرأ أكثر:
يتلقى مارك ج. لارا تمويلًا من المؤسسة الوطنية للعلوم ووزارة الطاقة.