كانت بيانات بيغي صادمة إلى حد ما.
Peggy هي عوامة عائمة متصلة بأجهزة الاستشعار التي تراقب درجة الحرارة والملوحة والخصائص الأخرى لبحر بيرينغ في القطب الشمالي. تصل هذه المستشعرات إلى عمق يزيد عن 70 مترًا (حوالي 230 قدمًا) تحت الماء ومثبتة في قاع البحر غرب ألاسكا.
هنا ، يأتي مجيء الجليد البحري العائم وذهابه يتبع نمطًا موسميًا. عادةً ما تُظهر بيانات بيجي هذا النمط. لكن في شتاء 2017-2018 ، لم يفعلوا ذلك. لم يظهر جليد البحر أبدًا!
في أقرب نقطة بينهما ، يفصل بين ألاسكا وروسيا مضيق بيرينغ. يبلغ عرض هذا الامتداد المائي 82 كيلومترًا (51 ميلاً). إلى الشمال يقع بحر تشوكشي ، على حافة المحيط المتجمد الشمالي. يوجد أسفل المضيق بحر بيرنغ ، والذي يمتد جنوبًا إلى جزر أليوتيان في ألاسكا.
في الصيف ، يكون بحر بيرنغ خاليًا من الجليد إلى حد كبير. في فصل الشتاء ، يتشكل الجليد في المناطق الشمالية. يهاجر الجليد أيضًا جنوبًا عبر المضيق من Chukchi. يعتبر العلماء أن المياه قد تجمدت عندما يكون 20 في المائة على الأقل من سطحها مغطى بالجليد.
في معظم السنوات ، يظهر الجليد البحري في بحر بيرنغ بحلول شهر نوفمبر. عندما يتشكل هذا الجليد ، فإنه يتسبب في تجمع كتلة كبيرة من المياه الباردة والمالحة بالقرب من قاع البحر. في الربيع ، تتفتح الطحالب تحت الجليد وحوله. بحلول أوائل الصيف ، يبدأ الجليد البحري في الذوبان. لكن المسبح بارد بالقرب من قاع البحر ، بمتوسط درجة حرارة أقل من بقليل متجمد ، باق خلال الصيف.
يعتبر المسبح العميق البارد أمرًا أساسيًا للنظام البيئي لبحر بيرنغ. إنه المكان الذي يلجأ إليه سمك القد في القطب الشمالي. تختبئ هذه الأسماك من الحيوانات المفترسة مثل سمك القد في المحيط الهادئ وبولوك (التي لا تحب البرد كثيرًا.) كما يصاب سمك القد القطبي الشمالي بالدهون على مجدافيات الأرجل الكبيرة التي تشبه الجمبري (KOH-peh-podz) ، ثم تبيض. في المقابل ، تحافظ هذه الأسماك على تغذية الدببة القطبية والفقمات جيدًا.
كشفت بيانات Peggy ، جنبًا إلى جنب مع بيانات حزم أخرى من أجهزة الاستشعار ، أن البركة الباردة القريبة من قاع البحر كانت مفقودة. أثار هذا الأمر وغياب الجليد البحري قلق علماء المحيطات. اجتمع الباحثون في واشنطن العاصمة في الاجتماع السنوي للاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي في ديسمبر 2018. شارك العديد من البيانات الجديدة والقصص المتداولة وفكروا في ما قد تعنيه التغييرات.
هل كانت هذه النتائج صدفة؟ تقول جاكلين غريبماير:"ليس لدينا بيانات كافية حتى الآن". تعمل في مركز علوم البيئة بجامعة ميريلاند في سولومون. لكن Grebmeier ، التي درست الحياة في قاع البحر في القطب الشمالي لأكثر من 30 عامًا ، لديها شعور داخلي بأن الشتاء الخالي من الجليد ليس حدثًا لمرة واحدة:"أعتقد أنه بداية التغيير" ، كما تقول.
إذا كانت أحداث العام الماضي تشير إلى حالة طبيعية جديدة لبحر بيرينغ (والغطاء الجليدي المنخفض جدًا اعتبارًا من مارس من هذا العام يشير إلى احتمال حدوث ذلك) ، فإن سلسلة من التغييرات في المخزن لنظامه البيئي المعقد - من الطحالب في قاع البحر شبكة الغذاء للبشر في الأعلى.
علامات الاحتباس الحراري
كانت هناك مؤشرات مبكرة على أن الظروف في شتاء 2017 إلى 2018 ستكون مختلفة. بحلول نوفمبر 2017 ، كان الجليد البحري قد تأخر بالفعل.
فيليس ستابينو هي عالمة محيطات فيزيائية مع الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA). تعمل في معمل المحيط الهادئ للبيئة البحرية في سياتل ، واشنطن. كانت درجات حرارة الهواء فوق الأمواج نموذجية لشهر نوفمبر ، حسبما ذكرت في اجتماع ديسمبر. لكن رياحا متواصلة كانت تهب من الجنوب. منعت هذه الرياح الجليد من الانجراف إلى أسفل من بحر تشوكشي كما هو معتاد.
الشرح:الاحتباس الحراري وتأثيرات الاحتباس الحراري
خمدت الرياح بحلول ديسمبر ويناير. عند هذه النقطة ، كانت درجات حرارة الهواء أكثر دفئًا من المعتاد. وبدلاً من أن يكون بحر تشوكشي مغطى بالجليد السميك ، كان لا يزال يحتوي على مساحات كبيرة من المياه المفتوحة. هذا يعني أن الجليد كان متاحًا أقل للهجرة جنوبًا عبر مضيق بيرينغ.
يقع Mooring M8 ، ابن عم بيغي ، على بعد 800 كيلومتر (500 ميل) شمال غرب بيغي. لقد تم قراءة درجات حرارة المياه فوق قاع البحر مباشرة منذ عام 2008. وكانت تلك المياه أكثر دفئًا من المعتاد بأكثر من 3 درجات مئوية (5.4 درجة فهرنهايت). في الواقع ، M8 لم يسجل قط القليل من الجليد الشتوي هنا.
بحلول فبراير 2018 ، هبت رياح جنوبية قوية. استمر اتجاه الرياح الغريب خلال شهر مارس. يعتقد العلماء أن هذه الرياح أبقت بحر تشوكشي دافئًا. لقد دفعوا المياه الدافئة شمالًا من بحر بيرنغ.
كما أوقف هذا الماء الدافئ الجليد البحري من التكون. كان الجليد الذي تشكل في بحر تشوكشي وبرينغ رقيقًا ومن السهل دفعه شمالًا بفعل الرياح.
بحلول صيف عام 2018 ، كانت بيجي تسجل أعلى درجات حرارة للمياه حتى الآن. كما أن المياه القريبة من قاع البحر لم تنخفض أبدًا إلى ما دون درجة التجمد.
وقت التغذية
الجليد البحري هو جزء راسخ من النظام البيئي لبيرنغ. يساعد هذا الجليد في تحديد متى وأين يتوفر الطعام للكائنات التي تعيش في الماء أو في قاع البحر.
مع تحرك الجليد البحري المهاجر جنوبا ، يذوب. هذا الماء الذائب أقل ملوحة وأقل كثافة من المياه المحيطة. نتيجة لذلك ، تشكل المياه طبقات. تبقى المياه العذبة المليئة بالعناصر الغذائية في المقدمة.
تساعد المياه الذائبة أيضًا على ظهور أزهار الربيع من الطحالب في جنوب بحر بيرينغ. هذه الإزهار بدورها تغذي مجدافيات الأرجل وغيرها من الكائنات العائمة الصغيرة. وعندما تموت هذه الطحالب وتغرق في قاع البحر ، فإنها توفر مصدرًا مهمًا للغذاء للحيوانات التي تعيش هناك.
لكن عدم وجود الجليد البحري يعني أن الماء لم يشكل طبقات حتى وقت لاحق من الربيع. لذلك ازدهرت الطحالب لاحقًا أيضًا. لا يمكن لكل ساكن في بحر بيرنج التكيف بسرعة مع تلك التأخيرات في شبكة الغذاء.
يقول غريبير:"التوقيت مهم". "إنها مسألة مدى سرعة [الحيوانات] في التكيف."
بسبب الرياح والدفء ، تمكن القليل من الجليد البحري من التكون داخل بحر بيرينغ. هذا يعني عدم وجود بركة عميقة وباردة بالقرب من قاع البحر.
القطب الشمالي المتغير
كان الغياب الدراماتيكي للجليد البحري في الشتاء الماضي مذهلاً. لكن المياه في القطب الشمالي كانت في اتجاه الاحترار منذ عقود. منذ عام 1981 ، تجمد بحر تشوكشي الجنوبي بعد حوالي نصف يوم كل عام. شاركت ستابينو وزملاؤها النتائج في تشرين الثاني (نوفمبر) الماضي في أبحاث أعماق البحار .
الشرح:كيف يعرف العلماء أن الأرض تزداد احترارًا
في شمال بحر بيرنغ ، تُظهر بيانات M8 تغيرات صارخة على مدى السنوات الأربع الماضية. من عام 1981 إلى عام 2014 ، تجمد نهر بيرينغ في المتوسط بحلول نهاية ديسمبر. لكن منذ عام 2014 ، لم يتم تجميدها حتى يناير أو فبراير. في عام 2018 ، لم يتجمد بحر بيرنغ على الإطلاق.
كان لهذا الاتجاه الاحتراري آثار متدرجة على سكان قاع البحر. يقول Grebmeier إن الأنواع مثل ذوات الصدفتين التي كانت تغطي قيعان البحر حول جزيرة سانت لورانس في بحر بيرينغ قد تحولت شمالًا.
في عام 2010 ، ساعد Grebmeier في إنشاء المرصد البيولوجي الموزع. إنه برنامج عالمي لرصد التغيرات طويلة المدى في النظام البيئي في القطب الشمالي. يزور الباحثون "النقاط الساخنة" المحددة عامًا بعد عام. وتشمل هذه بحار بيرنغ وتشوكشي. تقع إحدى هذه المناطق الساخنة جنوب جزيرة سانت لورانس مباشرةً ، حيث يتشكل عادةً حوض السباحة شديد البرودة.
تستخدم ذوات الصدفتين في قاع البحر هنا لتوفير وجبة مغذية ودسمة لحيوانات الفظ والفقمة. وعيد العيد (EYE-ders) - نوع من بط البحر - حمامة للرخويات. استخدمت الطيور الجليد البحري كمنصة انطلاق آمنة ومستقرة.
لكن مع مرور الوقت ، أفسحت تلك البقع ذات الصدفتين الطريق أمام الديدان البحرية الأقل شدة ، كما يقول غريبماير. يعتبر تحول الغذاء وفقدان الجليد البحري بمثابة ضربة واحدة للطيور. وتقول إنهم اليوم معرضون لخطر الانقراض. تقول:"إن الجلوس على الجليد والتغذية على الفريسة الكامنة يتطلب طاقة أقل من السباحة". "لذا فإن التأثير على هذه الكائنات هو تأثير كبير."
تلقت مخلوقات أخرى في القطب الشمالي ضربة أيضًا. قاس الباحثون زيادة في مجدافيات الأرجل الصغيرة التي تأكلها بولوك حديثة الفقس. لكن مجدافيات الأرجل الكبيرة الأكثر بدانة وتغذية آخذة في الانخفاض. هذه أخبار سيئة للأسماك الصغيرة التي تحتاج إلى مجدافيات الأرجل الأكبر للبقاء على قيد الحياة خلال فصل الشتاء.
كان لهذه التغييرات في الفريسة تأثيرات متتالية على شبكة الغذاء. على سبيل المثال ، أدت التغييرات في الموقع وأنواع الأسماك إلى هلاك آلاف الطيور البحرية. كان الصيف الماضي هو العام الثالث على التوالي الذي يشهد موتًا هائلاً للطيور البحرية ، كما يشير كالفن موردي. وهو عالم محيطات بيولوجي مع مختبر البيئة البحرية للمحيط الهادئ التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي في سياتل. ملحوظة بشكل خاص:أظهرت الطيور البحرية دليلاً على الجوع وليس المرض ، كما أفاد في اجتماع AGU في ديسمبر.
الشعور بالحرارة
تشير السجلات السابقة إلى أن ثنائي الرياح والدفء الذي أدى إلى انخفاض قياسي في جليد بحر بيرنغ في الشتاء الماضي كان أمرًا غير معتاد. يقول ستابينو ، السؤال هو إلى أي مدى ستكون هذه الظروف نموذجية في المستقبل.
ترتفع درجة حرارة القطب الشمالي أسرع بمرتين من ارتفاع درجة حرارة بقية الكرة الأرضية. يبلغ متوسط درجة الحرارة حوالي 1.7 درجة مئوية (3 درجات فهرنهايت) أعلى من المتوسط طويل المدى خلال الفترة من 1981 إلى 2000. وذلك وفقًا لبطاقة تقرير القطب الشمالي لعام 2018. إنه التقرير السنوي للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) عن حالة القطب الشمالي.
تقول إميلي أوزبورن إن السنوات الخمس التي انقضت منذ عام 2014 هي الخمس سنوات الأكثر دفئًا التي قاسها العلماء على الإطلاق. هي المحررة الرئيسية لبطاقة تقرير 2018 وعالمة المناخ. يعمل أوزبورن في برنامج أبحاث القطب الشمالي NOAA في Silver Spring ، Md.
وتقول إن العام الماضي كان ثاني أكثر الأعوام دفئًا على الإطلاق ، ولم يتجاوزه عام 2016. أحد الآثار المرئية لارتفاع درجة الحرارة هو الانخفاض الحاد في الغطاء الجليدي البحري في الصيف. آخر 12 سنة هي أقل 12 سنة مسجلة.
ارتفاع درجات حرارة الهواء والمحيطات ليست العلامات الوحيدة للتغير في المحيط المتجمد الشمالي. الجريان السطحي من الأنهار المحلية له تأثير أيضًا. تقول كارين فراي إن المحيط المتجمد الشمالي هو "أكثر المحيطات التي تهيمن عليها اليابسة في العالم". هي عالمة قطبية في جامعة كلارك في ووستر بولاية ماساتشوستس. وتضيف:"إنها أرض نفايات لكل شيء" من رواسب الأنهار إلى الطحالب. "كل الطرق تؤدي إلى القطب الشمالي."
الحمل الزائد في القطب الشمالي
في عام 2018 ، كان حجم المياه التي يتم تصريفها من أكبر ثمانية أنهار تصب في المحيط المتجمد الشمالي أعلى بنحو 20 في المائة مما كانت عليه في الثمانينيات. كان هذا الارتفاع بسبب عدد من العوامل المتعلقة بالاحترار العالمي. وشملت انخفاض التربة الصقيعية وزيادة هطول الأمطار في القطب الشمالي المرتفع.
كل هذه المواد التي تصب في المحيط قدمت المزيد من العناصر الغذائية. يقول فراي إن ذلك ، المياه الأكثر دفئًا والمزيد من ضوء الشمس الساطع عبر السطح أدى إلى تكاثر الطحالب بشكل أكبر. بعض هذه الطحالب تطلق السموم ، لكن العلماء لا يعرفون حتى الآن مدى سميتها. تتشابه تكاثر الطحالب مع المد الأحمر القاتل مؤخرًا على طول سواحل فلوريدا. بعض السموم الطحلبية تقتل الأسماك وقد تسبب تلفًا في الدماغ عند البشر.
تضاعفت حالات التسمم المحار بالشلل سبعة أضعاف في ألاسكا على مدار الأربعين عامًا الماضية. الولاية لديها الآن واحدة من أعلى حالات التسمم بالمحار في العالم. ويقول فراي إن زيادة تكاثر الطحالب الضارة قد يكون السبب جزئيًا في ذلك.
زاد تواتر وعدد المواقع المتأثرة بهذه الطحالب الضارة في السنوات الأخيرة. وقد أدى ذلك إلى ظهور أول قسم خاص عن تكاثر الطحالب الضارة في بطاقة تقرير القطب الشمالي لعام 2018.
قد تكون الجناة عبارة عن طحالب "كانت موجودة في العديد من المناطق بمستويات منخفضة لن تكون ضارة. لكن في اللحظة التي تبدأ فيها في تسخين مياه البحر ... وإزالة الجليد البحري ، يتكيفون ، "يقول فراي. لقد بدأنا للتو في إجراء قياسات لتكاثر الطحالب الضارة وبدأنا في فهم كيفية استجابة تلك الأنواع في القطب الشمالي للضوء. إنه سؤال جديد للغاية لم تتم الإجابة عليه بعد ".
رؤية للمستقبل
زار فراي بحر بيرنغ في يوليو الماضي كجزء من برنامج المرصد البيولوجي الموزع. لقد قامت بقياس مدى تغير كمية الضوء التي تصل إلى أسفل سطح الماء معًا. المزيد من الضوء يعني المزيد من تكاثر الطحالب. ووجدت أنه حتى الجليد الرقيق يمكن أن يكون له تأثير كبير على مقدار الضوء الذي يخترقه.
غالبًا ما يتم تغطية الجليد الرقيق في البرك الذائبة. وتقول إن هذه المناطق "عبارة عن مناور في الأساس" للمياه الموجودة بالأسفل. يمكن للبرك الذائبة الموجودة على سطح الجليد البحري أن تزيد من كمية الضوء التي تصل إلى الماء ، مما يجعلها من حوالي 10 في المائة إلى ما يصل إلى 60 أو حتى 70 في المائة. أبلغت فراي عن النتائج التي توصل إليها فريقها في اجتماع AGU في ديسمبر.
تشير بطاقة تقرير القطب الشمالي إلى أن الزيادة في الإزهار كانت هائلة في عام 2018. أدى انخفاض الجليد البحري والمزيد من البرك الذائبة إلى وصول المزيد من الضوء إلى مياه القطب الشمالي في وقت سابق من العام. أدى ذلك إلى ظهور أزهار في شمال بحر بيرنغ (حتى مع ازدهار الجنوب لاحقًا.)
ازدهرت المياه الشمالية في وقت مبكر من شهر مارس. عادة ما يرون الإزهار في مايو. كانت كمية الكتلة الحيوية الطحلبية في مارس أعلى بنحو 275 في المائة من متوسط الكتلة الحيوية لشهر مارس من 2003 إلى 2017.
لا يزال العلماء يدرسون حجم الدور الذي يمكن أن تلعبه الأزهار الضارة في موت الطيور البحرية. تم ربط السموم المرتبطة بالبلوم بموتات الحياة البرية الجماعية الأخرى في السنوات القليلة الماضية. تشير بطاقة Arctic Report Card إلى أن الحيوانات بما في ذلك الفظ والفقمة والحيتان ربما أكلت الأسماك والمحار الملوثة ، تمامًا كما فعل الناس.
قال ستابينو في ديسمبر:"تاريخيًا لا ينبغي أن نشهد عامًا آخر مثل [2018]". وأضافت:"في الواقع ، كان من المتوقع أن يحدث ما رأيناه هذا العام في عام 2050". وقالت إن الشتاء الماضي "يعطينا رؤية للمستقبل". ويبدو أن هذا المستقبل المنخفض الجليد يقترب أسرع مما توقعه أي شخص.
