دور المحيطات في المناخ المادة: فقدان التنوع البيولوجي البحري

إن محيطات العالم تغطي أكثر من ٧٠ في المائة من سطح الكوكب، وتعمل بوصفها أكبر مصارف الكربون النشطة في الأرض، وتستوعب نحو ربع ثاني أكسيد الكربون، وأن الأنشطة البشرية تتحول إلى الغلاف الجوي، وتخفف درجة الحرارة العالمية وتزيد من أسوأ آثار تغير المناخ، غير أن العملية ذاتها التي تجعل المحيطات حليفا مناخيا تولد أيضا خطرا عميقا ومتناميا: إذ أن تركيز مياه المحيطات يهدد الخطر.

The Chemistry of Ocean Acidification

How CO2 Alters Seawater pH

وعندما يذوب ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى مياه البحر، فإنه يخضع لسلسلة من ردود الفعل الكيميائية، أولا، رد ثاني أكسيد الكربون على المياه (H2O) لتشكل حمض الكربون (H2CO3). وقد أدى هذا الازدحام الضعيف بسرعة إلى تناثر أحواض الهيدروجين (H+) وأحواض مركبات الكربون (HCO3 -)، حيث انخفضت الزيادة في أحواض الهيدروجين إلى زيادة في كمية حمض المحيط.

The Carbonate Saturation State

ومن النتائج الحاسمة لتركيزات الأيونات المائيات المرتفعة الحد من أيون الكربون (CO32 -)، أما أيون الكربون فهي لبنات البناء التي تستخدمها الكائنات البحرية في بناء قذائف الكربون الكالسيومية والهيكلات، حيث تنخفض كميات الكربون التي تنمو في المناطق التي ترتفع فيها بسرعة، وتصبح الكربون أقل توافراً، وعندما تصبح حالة التشبع من المعادن العضوية الثابتة - القارورة والهيكلات الحرارية.

الآثار البيولوجية للتحصين على الكائنات البحرية

الشعاب المرجانية في خط الجبهة

وتتكون الشعاب المرجانية من أكثر النظم الإيكولوجية حساسية للتحمض، وتقوم الشعاب المرجانية ببناء أطر كربونية ضخمة على مدى قرون، ولكن في إطار مسارات انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الحالية، فإن مشروع النماذج التي ستشهد بحلول عام 2050 عدداً كبيراً من الشعاب المدارية على نحو منخفض بحيث يتجاوز صافي تآكل الأحماض نمو الشعاب، وقد فقدت الشعاب المرجانية الكبرى، على سبيل المثال، أكثر من نصف الغطاء المرجاني منذ عام 2020.

سمك الشيلي والبتروبيد: قاعدة شبكة الأغذية العالمية

إن الرشقات المائية - الرش، ورشات المياه السباحية كثيرا ما تسمى فراشات البحر - هي صنف رئيسي من المواد التي تستخدم في السلمون والرنج وحتى الحيتان، وتعاني قذائفها المتوهجة من خطر شديد على تحلل المياه المحمومة، وتظهر التجارب المختبرية أنه عندما تتعرض المواد المحتوية على أحماض من ثاني أكسيد الكربون والمتوقعة في نهاية هذا القرن، فإن قذائفها قد أصبحت محفورة وهشة.

منظمة شبّاط الأسماك وعلم الفيزياء

فالتعريض لا يؤثر على البنايات فحسب، إذ يمكن أن يعاني السمك من إعاقة في أداء وظيفته الحسية، وتغيير السلوك، وانخفاض معدلات النمو، وقد أظهرت الدراسات المتعلقة بالسمك المهرج أن ارتفاع ثاني أكسيد الكربون يعطل وظيفة جهاز استشعار البوليتار في الدماغ، ويضعف القدرة على كشف المفترسات ويحد من الموائل المناسبة، وقد يؤدي هذا التدخل العصبي إلى مخاطرة السلوك الذي يرجح أن يؤدي إلى التكيف مع الإجهاد.

Loss: A Crisis Multiplied

الشعاب المرجانية بوصفها مستودعات ساخنة للتنوع البيولوجي

ويُقدَّر أن نسبة الشعاب المرجانية تبلغ 25 في المائة من جميع الأنواع البحرية على الرغم من تغطيتها أقل من 1 في المائة من قاع المحيط، وأن فقدان الإطار المرجاني بسبب التحمض والتبيض يؤدي إلى انخفاض في مستويات التنوع البيولوجي، وعندما تموت المرجان، فإن الهيكل الثلاثي الأبعاد الذي يوفر المأوى للأسماك والقشريات، وينهار الشعاب المرجانية، ويتحكم في المتغيرات الطفيلية التي لا رجعة فيها.

Loss of Cold-Water Coral Habitats

ولا تقتصر خسارة التنوع البيولوجي على الشعاب الدافئة والشعاب المشمسة، لأن المرجانيات من المياه الباردة، التي تزدهر في المياه العميقة والظلام قبالة القذيفة القارية، مهددة بالتساوي، وتشكل هذه المرجان كميات كبيرة من الأسماك التي تستضيف مجتمعات غنية من الأسماك، والسفن، والنجوم الرشوة، ولأن المياه العميقة قريبة بالفعل من الأفقي للتشبع، فإن التحمض سيقلع عنها في القرن الحادي عشر.

Phytoplankton and the Ocean’s Biological Pump

وقد تؤدي هذه المواد إلى خفض مستويات إنتاجية الكربون في المحيط، حيث تشير الدراسة التي تُجرى في أعماق المحيط إلى انخفاض في مستويات الطاقة الأولية في الغلاف الجوي، حيث يمكن أن تؤدي إلى انخفاض في إنتاجية ثاني أكسيد الكربون في أعماق المحيط، حيث تشير الدراسة إلى انخفاض في مستويات إنتاجية ثاني أكسيد الكربون في عام 2010 إلى انخفاض في مستوى سطح المحيط.

خدمات النظم الإيكولوجية تحت التهديد

ففقدان التنوع البيولوجي البحري يقوض مباشرة خدمات النظم الإيكولوجية التي تعتمد عليها المجتمعات البشرية، إذ يوفر مصائد الأسماك البروتين لأكثر من 3 بلايين نسمة ويدعم سبل كسب العيش التي تبلغ 10-12 في المائة من سكان العالم، وتقدَّر مصائد الشعاب المرجانية وحدها بنحو 6.8 بلايين دولار سنويا، ومع ضعف الحمض في أرصدة سمك الشاطىء وتحلل موائل دور الحضانة السمكية، فإن الحماية الساحلية يمكن أن تتدهور أيضا:

Ocean Climate Regulation: Feedback Loops and Thresholds

"الكاربون المحيطي" "يُغرق تحت الحصار"

ويستوعب المحيط حاليا نحو ٢,٦ بليون طن متري من الكربون سنويا، أي ما يقرب من ٢٦ في المائة من الانبعاثات السنوية من ثاني أكسيد الكربون البشرية المنشأ، وهذا المركب يدفعه جزئيا مضخة القابلية للذوبان )ثاني أكسيد الكربون( التي تذوب مباشرة في المياه الباردة الكثيفة، وجزء من ذلك من المضخة البيولوجية، ومع تسارع حرارة المحيطات وتحمضها، فإن حجم المياه الوارث يقل عن حجم ثاني أكسيد الكربون)٢(.

استيعاب الحرارة وتداول المحيطات

وقد امتصت المحيطات أكثر من 90 في المائة من الحرارة الإضافية التي احتُجزت من غازات الدفيئة منذ السبعينات، وقد أبطأت هذه المحركات الحرارية الضخمة الاحترار الجوي، ولكن بتكلفة: فهي تدفع التوسع الحراري (المساءلة لنحو ثلث ارتفاع مستوى سطح البحر) وتغيير التيارات المحيطية وتسهم في " الموجات الحرارية البحرية " ، وهذه المغذيات الحرارية التي تدوم في عام 2016.

Albedo and Biogeochemical Feedbacks

كما أن النظم الإيكولوجية البحرية تؤثر على المناخ من خلال الألبدو (التنشيط) وإنتاج الغازات الأحيائية، كما أن الشعاب المرجانية والأحجار البحرية المزودة بأجهزة قياسية منخفضة نسبياً مقارنة بالرمل، ولكن إسهامها في التكوين الغيومي عن طريق سداسي الميثيل (DMS) هو أمر هام.

Addressing the threatss: Mitigation and Adaptation

خفض الانبعاثات في أعماق وسرعات

إن السبب الجذري لتحمض المحيطات والاحترار هو ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، إذ يتطلب استقرار كيمياء المحيطات أن يصل العالم إلى انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الصافية في أقرب وقت ممكن، ويُمثل ذلك في منتصف القرن، ويُشدد التقرير الخاص للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ عن المحيط والغلاف الجوي في مناخ متغير على أن كل جزء من درجة حرارة المحيطات تكون أعلى من حيث الحرارة، مقارنة بمستوى حرارة ١,٥ كيلوغرام،

المناطق المحمية البحرية والمرتجبة

ولا يمكن للمناطق المحمية البحرية أن تمنع التحمض، ولكنها يمكن أن تقلل من الضغوط الأخرى مثل الإفراط في الصيد والتلوث وتدمير الموائل، وتعزيز قدرة النظم الإيكولوجية البحرية على التكيف، ويحدد تصميم برنامج العمل المتعدد الأبعاد المتعلق بالمناخ المناطق التي يمكن أن تظل فيها الظروف أكثر ملاءمة مثل المناطق التي توجد فيها دول عازلة أعلى كربوناً أو مياه مبردة، وقد دعت اتفاقية التنوع البيولوجي إلى حماية 30 في المائة من الخسائر في المحيطات بحلول عام 2030.

إعادة الأوكسيد الكربوني

كما أن جهود ترميم النظم الإيكولوجية، مثل زراعة شتلات المرجان، وإعادة بناء الشعاب المحار، وزراعة الأحجار البحرية، يمكن أن تحسن على الصعيد المحلي تعقيد الموئل وتوفر خدمات النظم الإيكولوجية، وإن كانت لا تستطيع أن تعوض عن الحموضة العالمية، فإن تكنولوجيات إزالة ثاني أكسيد الكربون، بما في ذلك الاستيلاء المباشر على المياه وتعزيز خلايا المحيطات، يجري بحثها كأدوات محتملة لسحب مخلفات ثاني أكسيد الكربون.

Adapting Fisheries and Coastal Communities

ومع تغير ظروف المحيطات، يجب على مديري مصائد الأسماك أن يعتمدوا نهجا مرنة وحذرية تمثل تحول توزيع الأرصدة وانخفاض الإنتاجية، ويمكن أن تساعد أدوات مثل الإدارة الدينامية للمحيطات، التي تستخدم بيانات آنية لتعديل مناطق الصيد، على الحد من الصيد العرضي وحماية الأنواع الضعيفة، وبالنسبة للمجتمعات المعتمدة على الأسماك، فإن التكاثر الانتقائي للمخزون من المواد المحتوية على تحمض، والاستثمار في دور الحضانة البرية التي تستخدمها شبكة رصد المياه الجوفية يمكن أن يحسن بقاء المحيط.

خاتمة

فالمحيطات ليست مستودعاً سلبياً للانبعاثات البشرية؛ فهي نظام حي ينظم المناخ بصورة نشطة، وتحمض المحيطات، الذي يدفعه ثاني أكسيد الكربون نفسه الذي يسخن الكوكب، ويهاجم المحركات البيولوجية التي تبقي خدمات المحيطات على العمل، مما يؤدي إلى فقدان أكاديم التنوع البيولوجي البحري من خلال شبكات الأغذية، ويضعف سبل كسب العيش في مصائد الأسماك، ويضعف قدرة الخلايا الحية على استيعاب التغيرات الحرارية والكربونية(2).

Further reading: The IPCC’s Special Report on the Ocean and Cryosphere] provides a comprehensive overview of these threats. NOA’s Ocean Acidification Program offers ongoing monitoring data. For a deep dive into the ecological and economic impacts, see the 20