أنتاركتيكا، تلك البقعة المتجمدة النائية حيث الوجود البشري نادر، تخفي عمليات طبيعية مدهشة بقدر ما هي غير معروفة. ومن أبرزها ما يتعلق بـ تشكيل السحابة والظهور غير المتوقع لعنصر يمر دون أن يلاحظه أحد: ذرق البطريق. دورة حياة هذه الطيور ضرورية لفهم كيفية تشكل بعض السحب فوق القارة البيضاء وكيف يمكن لهذه العملية أن تؤثر على المناخ العالمي.
على الرغم من أن السحب تعتبر عادةً المنتج الحصري لتكثيف بخار الماء، إلا أن الأبحاث العلمية الحديثة سلطت الضوء على أهمية العمليات البيولوجية في الغلاف الجوي للقارة القطبية الجنوبية. تُعدّ الحيوانات البحرية، وخاصةً طيور البطريق آديلي، عناصر أساسية في الدورة الجوية للمنطقة.
دور ذرق الطائر في تكوين السحب في القارة القطبية الجنوبية
خلال الصيف الجنوبي، قامت فرق من الباحثين بجمع عينات الهواء بالقرب من مستعمرات البطاريق المهمة قرب قواعد مثل مارامبيو في جزيرة سيمور. كشف تحليلهم عن وجود زيادة تركيزات الأمونيا وفي كل مرة كانت الرياح تحمل الهواء من المناطق التي تسكنها هذه الحيوانات.
أصل هذه الأمونيا هو في ذرق البطريقبما أنها تتغذى بشكل أساسي على الكريل والأسماك الصغيرة، فإن برازها غنيٌّ بالنيتروجين. بمجرد ترسبه على الأرض، يتحلل هذا البراز ويطلق النيتروجين. الغازات مثل الأمونيا وثنائي ميثيل أمين في الغلاف الجوي.
يتم تسريع تكوين السحب عندما ترتبط هذه المركبات في الهواء بالمواد المشتقة من العوالق النباتية البحرية، وخاصة أبخرة كبريتيولد هذا الخليط جزيئات صغيرة تعمل كـ نوى التكثيفتستخدم قطرات الماء هذه الجسيمات لتجمع وتكوين السحب فوق القارة القطبية الجنوبية. لفهم كيفية تأثير هذه الجسيمات على مناخ المنطقة بشكل أفضل، يمكنك قراءة مقالنا حول تأثير الطيور البحرية على تغير المناخ.
من الجوانب المهمة أن هذه العملية لا تتوقف بعد هجرة الطيور. حتى بعد أسابيع من رحيل البطاريق، تستمر الأرض في إطلاق الغازات بفضل تراكم ذرق الطيور، مما يحافظ على مستويات عالية من الأمونيا التي تُسهّل تكوين غيوم جديدة.
التأثيرات المناخية والنطاق العالمي
ال السحب التي تشكلت نتيجة نشاط البطاريق تؤثر هذه السحب تأثيرًا كبيرًا على توازن المنطقة. فبعكسها الإشعاع الشمسي، تساعد في الحفاظ على درجات الحرارة المنخفضة المعتادة في القارة القطبية الجنوبية، وتُبطئ ذوبان الجليد البحري والقاري. ومع ذلك، قد يتغير هذا التأثير بتغير كثافة أو ارتفاع هذه السحب، مما قد يؤدي إلى احتجاز المزيد من الحرارة وتغيير مناخ المنطقة.
أي تغيير في أعداد البطاريق، كالانخفاض الكبير في أعدادها، قد يؤثر على تكوّن الجسيمات في الغلاف الجوي، وبالتالي يُغيّر مناخ المنطقة. في المناطق القريبة من المستعمرات الكبيرة، قد يزيد وجود هذه الحيوانات من تكوّن الجسيمات في الهواء مقارنةً بالمناطق الأبعد.
أظهرت القياسات أنه في بعض الحالات، يمكن أن يزداد عدد الجسيمات المناسبة لنوى التكثيف عشرة آلاف ضعف مقارنةً بالفترات التي لا تدخل فيها العوامل البيولوجية. علاوة على ذلك، تستمر هذه التأثيرات لأسابيع بعد هجرة الطيور، بسبب التربة المشبعة بالغوانو، والتي تستمر في إطلاق الغازات وتغذية تكوّن السحب.
ما هي التقنيات المستخدمة في التحقيقات؟
وللحصول على هذه النتائج، وضع العلماء أجهزة قياس الغلاف الجوي في المناطق القريبة من المستعمرات. استخدموا مطياف الليزر للكشف عن الأمونيا، ومحللات الكتلة لتحديد مركبات الهباء الجوي الأولية، وأجهزة الاستشعار الجوي لمراقبة كيمياء الجسيمات وديناميكياتها.
تضمنت أيام الرصد أحداثًا بارزة، مثل ما حدث في أوائل فبراير 2023، عندما رُصدت زيادة في تكوين وحجم الجسيمات الجوية، بالتزامن مع ظهور الضباب. وقد أتاح ذلك تقييم فعالية كبريتات الأمونيوم يتم إنتاجها بواسطة طيور البطريق في تكوين السحب.
وقد لوحظ وجود أيضا ثنائي ميثيل أمين، وهو مركب يساعد، على الرغم من مستوياته المنخفضة، في تكوين نوى التكثيف، وبالتالي في تطور السحب.
يكشف البحث عن أهمية العمليات الحيوية في تشكل السحب في القارة القطبية الجنوبية وتأثير الحيوانات البحرية على المناخ العالمي، مما يسلط الضوء على الحاجة إلى الحفاظ على هذه الأنواع وموائلها للحفاظ على التوازن الجوي في المنطقة.