انهيار النيترات في القطب الشمالي: نقطة اللاعودة التي هزت السلسلة الغذائية البحرية

كشفت دراسة حديثة قادتها جامعة إدنبرة أن المحيط المتجمد الشمالي قد شهد تحولاً كيميائياً خفياً ولكنه عميق، إيذاناً بـ"تغيير جذري في النظام" من غير المرجح أن يتعافى منه. الدراسة، المنشورة في دورية Communications Earth & Environment، تحدد عام 2009 كنقطة تحول حرجة، عندما بدأت مستويات النيترات – وهو عنصر غذائي أساسي لقاعدة الشبكة الغذائية البحرية – في الانخفاض الحاد والمستمر .

من خلال تحليل أكثر من عقدين من عينات المغذيات (1998-2023) التي تم جمعها من مضيق فرام، وهو البوابة الرئيسية التي تتدفق عبرها مياه القطب الشمالي إلى المحيط الأطلسي، لاحظ العلماء انخفاضاً مفاجئاً في تركيزات النيترات بدءاً من عام 2009 تقريباً. حدث هذا التحول بالتزامن مع تسارع كبير في فقدان الجليد البحري في القطب الشمالي . وكما صرح البروفيسور راجا غانيشرام، الباحث الرئيسي في الدراسة: "التغييرات التي نبلغ عنها تشير إلى أن النظام البيئي للمحيط المتجمد الشمالي تجاوز نقطة تحول حوالي عام 2009" .

لماذا أدى فقدان الجليد إلى انهيار النيترات؟

الآلية الكامنة وراء هذا الانهيار الغذائي هي عملية تسمى إزالة النترات القاعية. تغطي الجروف القارية الضحلة ما يقرب من نصف قاع المحيط المتجمد الشمالي . مع تراجع الجليد البحري، تعرضت هذه المناطق الضحلة الشاسعة لمستويات غير مسبوقة من ضوء الشمس لأول مرة . هذه الزيادة في الضوء غذت في البداية ازدهار العوالق النباتية (الهائمات النباتية)، ولكن مع غرق المواد العضوية الزائدة إلى قاع البحر، حفزت استهلاكاً أكبر للأكسجين بواسطة الميكروبات. وهذا بدوره سرّع من عملية إزالة النترات القاعية على الجروف القارية لبحر تشوكشي وشرق سيبيريا – وهي عملية ميكروبية في رواسب قاع البحر تحول النيترات الحيوي المتاح (NO₃⁻) إلى غاز نيتروجين خامل (N₂)، مما يزيله فعلياً من المحيط .

يصف مؤلفو الدراسة الجروف القطبية الشمالية بأنها تعمل الآن "كمصفاة غذائية" قوية، تجرد المياه القادمة من المحيط الهادئ والتي تغذي الحوض الأوسط من النيترات . وقد خلق هذا حلقة تغذية مرتدة ذاتية التعزيز: المزيد من فقدان الجليد يؤدي إلى المزيد من إزالة النترات، مما يزيد من استنفاد المياه الداخلية للمحيط المتجمد الشمالي من هذا المغذي الحيوي.

قطبي شمالي جديد محدود بالنيترات

قبل نقطة التحول هذه، كان النظام البيئي للمحيط المتجمد الشمالي في المقام الأول محدوداً بالضوء – أي أن نمو العوالق كان مقيداً بأشعة الشمس المحدودة التي تخترق الجليد. أما الآن، فإن فقدان الجليد قد قلب النظام إلى حالة محدودية النيترات، حيث أصبحت ندرة عنصر غذائي رئيسي، وليس الضوء، هي عنق الزجاجة لقاعدة السلسلة الغذائية .

هذا التحول يفضل أنواع العوالق الأصغر والأقل كثافة في الطاقة، مما يترك كمية أقل من الكتلة الحيوية والطاقة المتاحة للانتقال إلى أعلى الشبكة الغذائية . العواقب المتتالية كبيرة وبعيدة المدى:

• السلاسل الغذائية البحرية في خطر: تجمعات الأسماك والطيور البحرية والثدييات البحرية التي تعتمد على العوالق الغنية بالطاقة مهددة مع تضييق قاعدة الشبكة الغذائية .
• إضعاف مخزن الكربون: تلتقط العوالق النباتية ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي من خلال التمثيل الضوئي. ومع تحول نموها ليصبح محدوداً بالنيترات، من المتوقع أن تتراجع قدرة المحيط المتجمد الشمالي على امتصاص الكربون، مما يقلل من درع حيوي حاسم ضد تغير المناخ .
• آثار على مصائد الأسماك في شمال الأطلسي: المياه المستنفذة من المغذيات التي تخرج من القطب الشمالي عبر مضيق فرام لديها الآن القدرة على التأثير على التجمعات البحرية ومصائد الأسماك التجارية في اتجاه مجرى التيار في شمال المحيط الأطلسي. شدد البروفيسور غانيشرام على أنه "يجب مراقبة كيفية تأثير هذا التغيير على السلسلة الغذائية عن كثب لأن لهذا آثاراً عميقة علينا، بما في ذلك على الصيد التجاري في شمال المحيط الأطلسي" .

نقطة اللاعودة

نظراً لأن هذه العملية تنتج مباشرة عن الفقدان المستمر والمتسارع للجليد البحري، يستنتج الباحثون أن التغيير ليس تذبذباً مؤقتاً بل هو خط أساس جديد ودائم. التحول الكيميائي لا رجعة فيه على المقاييس الزمنية البشرية. وكما قال مؤلفو الدراسة: "من غير المرجح أن يعود المحيط المتجمد الشمالي إلى حالته السابقة على الإطلاق" .

نُشرت الدراسة الكاملة بعنوان "فقدان الجليد البحري يقود تحولاً جذرياً في الكيمياء الحيوية للنيتروجين في المحيط المتجمد الشمالي" من قبل سانتوس-غارسيا، غانيشرام، أوزيل وآخرين، في دورية Communications Earth & Environment في 28 مايو 2026.