يكشف الغبار الفضائي أن القطب الشمالي يذوب بشكل أسرع من المتوقع

سمح الغبار الكوني المحصور أو المحظور بواسطة جليد القطب الشمالي للباحثين برسم خريطة لتاريخ الجليد البحري على مدار 30 ألف عام. تظهر النتائج التي توصلوا إليها وجود روابط قوية بين ذوبان الجليد، ودورة المغذيات، والتغيرات المستقبلية في الشبكة الغذائية في القطب الشمالي.

لقد انخفض الجليد البحري في القطب الشمالي أكثر من 42% منذ عام 1979، عندما أصبحت عمليات رصد الأقمار الصناعية متسقة بدرجة كافية لتتبع الاتجاهات طويلة المدى. ومع ترقق الجليد وتراجعه، تتعرض مساحات أكبر من المياه المفتوحة لأشعة الشمس. ويعكس الجليد قدرًا كبيرًا من ضوء الشمس، لكن الماء الداكن يمتص الحرارة، مما يسرع عملية الاحترار ويقلل الغطاء الجليدي بشكل أكبر. تشير التوقعات المناخية إلى أن القطب الشمالي قد يشهد صيفًا خاليًا من الجليد خلال العقود القليلة المقبلة، ولا يزال الباحثون يعملون على فهم كيف يمكن أن يؤثر هذا التحول السريع على النظم البيئية والمجتمعات البشرية.

استخدام الغبار الكوني لتتبع أنماط الجليد القديمة

لقد عرف العلماء منذ فترة طويلة أن الجزيئات الصغيرة القادمة من الفضاء تستقر على الأرض بمعدل ثابت وتتراكم في رواسب المحيطات. دراسة نشرت مؤخرا في علوم وتشير التقارير إلى أن فحص مكان ظهور هذا الغبار الكوني، ومكان غيابه، يمكن أن يكشف عن كيفية تغير الجليد البحري على مدى آلاف السنين.

وقال فرانكي بافيا، الأستاذ المساعد في علم المحيطات بجامعة ويسكونسن، الذي قاد الدراسة: “إذا تمكنا من توقع التوقيت والأنماط المكانية لانخفاض الغطاء الجليدي في المستقبل، فسيساعدنا ذلك على فهم ظاهرة الاحتباس الحراري، والتنبؤ بالتغيرات في الشبكات الغذائية وصيد الأسماك، والاستعداد للتحولات الجيوسياسية”.

ما الذي يجعل الغبار الكوني أداة مفيدة؟

يتشكل الغبار الكوني عندما تنفجر النجوم أو عندما تتفكك المذنبات، وتلتقط بعض هذه الجسيمات نوعًا نادرًا من الهيليوم يسمى الهيليوم-3 أثناء مرورها بالقرب من الشمس. يتتبع الباحثون الهيليوم-3 لفصل الغبار الكوني عن المواد التي تنشأ على الأرض.

وقالت بافيا: “الأمر أشبه بالبحث عن إبرة في كومة قش”. “لدينا هذه الكمية الصغيرة من الغبار الكوني التي تمطر في كل مكان، ولكن لدينا أيضًا رواسب الأرض تتراكم بسرعة كبيرة.”

في هذا المشروع، ركزت بافيا على المناطق التي لم يظهر فيها الغبار.

وقال: “خلال العصر الجليدي الأخير، لم يكن هناك أي غبار كوني تقريبًا في رواسب القطب الشمالي”.

إعادة بناء 30 ألف سنة من الجليد في القطب الشمالي

واقترح فريق البحث أن الغبار الكوني يمكن أن يكون بمثابة بديل لقياسات الأقمار الصناعية. يمنع الجليد البحري الغبار من الوصول إلى قاع البحر، بينما يسمح الماء المفتوح للجزيئات بالاستقرار في الرواسب. ومن خلال قياس الغبار الكوني في نوى الرواسب التي تم جمعها من ثلاثة مواقع في القطب الشمالي، أعاد العلماء بناء تاريخ الجليد البحري على مدى الثلاثين ألف سنة الماضية.

وقالت بافيا إن المواقع الثلاثة في الدراسة “تمتد على نطاق متدرج من التغطية الجليدية الحديثة”. واحد بالقرب من القطب الشمالي مغطى بالجليد على مدار السنة. ويوجد آخر بالقرب من الحافة الجليدية الدنيا الموسمية في سبتمبر. وكان الموقع الثالث مغطى بالجليد باستمرار في عام 1980، ولكنه يواجه الآن فترات موسمية بدون جليد.

وأظهرت النتائج أن الأوقات التي كان فيها الغطاء الجليدي الدائم تتطابق مع فترات قليلة جدًا من الغبار الكوني في الرواسب. وظهر هذا النمط أيضًا خلال العصر الجليدي الأخير منذ حوالي 20 ألف سنة. ومع ارتفاع درجة حرارة الكوكب وتراجع الجليد، بدأ الغبار الكوني يتراكم مرة أخرى.

فقدان الجليد وتحول المغذيات في القطب الشمالي

ثم قارن الباحثون تاريخهم الجليدي بالبيانات المتعلقة بتوافر المغذيات، ووجدوا أن استهلاك المغذيات كان أعلى عندما كان الجليد البحري منخفضًا وانخفض مع توسع الجليد.

تأتي المعلومات الغذائية من الأصداف الصغيرة التي كانت تشغلها المنخربات، وهي الكائنات الحية التي تعالج النيتروجين. تكشف التوقيعات الكيميائية الموجودة في أصدافها عن كمية العناصر الغذائية المتاحة التي استخدمتها هذه الكائنات أثناء حياتها.

وقالت بافيا: “مع انخفاض الجليد في المستقبل، نتوقع أن نرى زيادة في استهلاك العوالق النباتية للعناصر الغذائية في القطب الشمالي، وهو ما له عواقب على الشبكة الغذائية”.

لماذا يتغير استخدام المغذيات؟

هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد ما الذي يدفع التحولات في استخدام المغذيات. أحد الاحتمالات هو أن الغطاء الجليدي المنخفض يزداد التمثيل الضوئي على السطح، مما يؤدي إلى زيادة امتصاص العناصر الغذائية. ويشير آخر إلى أن ذوبان الجليد يخفف من تركيزات العناصر الغذائية.

ومن الممكن أن تظهر كلتا الفكرتين على شكل زيادة في الاستهلاك، ولكن الفكرة الأولى فقط هي التي تشير إلى ارتفاع حقيقي في الإنتاجية البحرية.

المرجع: “يكشف الغبار الكوني عن تحولات ديناميكية في تغطية الجليد البحري المركزي في القطب الشمالي على مدار الثلاثين ألف عام الماضية” بقلم فرانك ج. بافيا، وجيسي آر. فارمر، ولورا جيميري، وتوماس إم. كرونين، وجوناثان تريفكورن، وكينيث أ. فارلي، 6 نوفمبر 2025، علوم.
دوى: 10.1126/science.adv5767

ومن بين المؤلفين المشاركين الآخرين جيسي آر فارمر من جامعة ماساتشوستس بوسطن؛ لورا جيميري وتوماس م. كرونين في هيئة المسح الجيولوجي بالولايات المتحدة؛ وجوناثان تريفكورن وكينيث أ. فارلي من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.

تم تمويل هذه الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم وزمالة فوستر وكوكو ستانباك لما بعد الدكتوراه.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.