القطب الشمالي: المياه الذائبة كحوض ثاني أكسيد الكربون

الأنهار الجليدية في القطب الشمالي الكندي تبتلع ثاني أكسيد الكربون أكثر من غابات الأمازون المطيرة

التقاء نهر جليدي مع بحيرة هازن في المنطقة القطبية الشمالية الكندية العليا. تمتص هذه المياه كمية مذهلة من ثاني أكسيد الكربون من الهواء. © كيرا سانت بيير
قراءة بصوت عال

اكتشاف مفاجئ: يمكن أن تكون ذوبان الجليد الجليدي بمثابة مدخن طبيعي لثاني أكسيد الكربون - وفعالة بشكل مدهش. لأن المعادن المذابة في المياه الجليدية تربط الكثير من ثاني أكسيد الكربون خلال عملية التجوية ومن ثم تزيل غازات الدفيئة من الهواء ، كما قرر الباحثون. تتدفق بعض المياه الذائبة في القطب الشمالي الكندي إلى ضعف كمية ثاني أكسيد الكربون في اليوم الواحد في المنطقة الواحدة مقارنة بغابة الأمازون المطيرة.

معظم الأنهار والبحيرات وخاصة الخزانات تطلق ثاني أكسيد الكربون أكثر مما تمتصه. السبب هو وجود نسبة عالية من المواد العضوية والمواد النباتية المتعفنة. تشير التقديرات إلى أن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن المياه الداخلية العالمية تعادل حوالي عشرة في المائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من الوقود الأحفوري.

التجوية تربط CO2

ولكن هناك أيضًا مياه فقيرة للغاية بالمغذيات والتي تحمل مياهها شحنة معدنية بدلاً من الشحنات العضوية: أنهار وبحيرات ذائبة. ومع ذلك ، ما هو الدور الذي يلعبونه في دورة CO2 وما إذا كانت المصارف أو بواعث ما زال غير واضح: "تم تجاهل الأنهار الجليدية والبحيرات إلى حد كبير في دراسة دورة CO2" ، الدولة كيرا سانت بيير من جامعة ألبرتا في ادمونتون وزملاؤها.

خطأ ، كما اتضح. بعد كل شيء ، تحدث عملية كيميائية تربط ثاني أكسيد الكربون بشكل فعال للغاية في المياه الذائبة: "يوضح الباحثون أن المياه التي تغذيها الأنهار الجليدية تحتوي على القليل من الكربون العضوي وكميات كبيرة من الرواسب المتآكلة والردود المنعشة حديثًا ، والتي تكون عرضة للتجوية الكيميائية السريعة". أثناء التجوية ، تتفاعل المركبات مثل كربونات الكالسيوم أو السيليكات المحتوية على الكالسيوم مع ثاني أكسيد الكربون لتكوين الكالسيوم المذاب وثاني أكسيد الكربون ومركبات أخرى.

Hocharktischer انظر كمنطقة اختبار

تم دراسة مدى فعالية هذا التجوية في تدفقات المياه الذائبة وما يعنيه هذا بالنسبة لاستيعاب ثاني أكسيد الكربون من قِبل سانت بيير وفريقها في روافد بحيرة هازن في جزيرة إليسمير الشمالية بكندا. هذه البحيرة التي تبلغ مساحتها 544 كيلومتراً مربعاً تغذيها أحد عشر نهرًا جليديًا. من سبعة منهم والبحيرة نفسها ، أخذ الباحثون عينات المياه وتحليلها خلال فصل الصيف. عرض

النتيجة المدهشة: كان محتوى ثاني أكسيد الكربون في مياه هذه الأنهار أقل بكثير من توازن ثاني أكسيد الكربون الطبيعي مع الهواء. انخفض تشبع ثاني أكسيد الكربون في الماء مع زيادة المسافة من الأنهار الجليدية الأصلية بشكل متزايد ، كما ذكر الباحثون. من قياسات نظائر الكربون في الماء ، استنتجوا أن هدر ثاني أكسيد الكربون هذا يجب أن يعزى إلى التجوية الكيميائية للمعادن.

امتصاص ثاني أكسيد الكربون أعلى من الأمازون

الأمر المثير في الأمر: "مع تدفق ردود أفعال التجوية في الأنهار ، يتم تجديد ثاني أكسيد الكربون باستمرار من الجو" ، كما تقول سانت بيير وفريقها. نتيجة لذلك ، تستخرج تيارات المياه الذائبة من الغلاف الجوي كميات كبيرة من غاز المناخ وتربطه في شكل مركبات الكربون غير العضوية الذائبة والأيونات والسيليكون.

ونتيجة لذلك ، فإن الأنهار الجليدية في منطقة مستجمعات بحيرة هيزن تمتص 1000 طن من الكربون في صورة ثاني أكسيد الكربون كل عام ، وفقًا للباحثين. من حيث المساحة ، سجلت منطقة بحيرة هازين ضعف كمية الكربون لكل متر مربع في اليوم في عام 2015 مقارنة بغابة الأمازون المطيرة. وقال العلماء "إن المعدلات اليومية القصوى التي تصل إلى ستة غرامات من ثاني أكسيد الكربون لكل متر مربع كانت أعلى بمقدار 40 مرة من معدلات الأمازون".

"بالوعة CO2 التي تم التغاضي عنها سابقًا"

يقول سانت بيير وفريقها: "هذا يجعل الأنهار الجليدية مصدرًا مهمًا لم يسبق له مثيل تجاه ثاني أكسيد الكربون". على الأقل على المستوى الإقليمي ، يمكن أن يؤثر امتصاص ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في هذه الأنهار بشكل كبير على ميزانية الكربون. وقال الباحثون "مع وجود العديد من الأنهار التي تتدفق من الأنهار الجليدية في جميع أنحاء العالم ، فإن لهذا الأمر أهمية كبيرة". ويفترضون أن حوض المياه الذائب هذا موجود أيضًا في مناطق أخرى في القطب الشمالي والجبال العالية.

ومع ذلك ، تظهر قياساتهم أيضًا أن امتصاص ثاني أكسيد الكربون للأنهار الجليدية يتقلب بشدة: في أوقات تزخر فيها الكثير من المياه الذائبة ونسبة عالية من المعادن المختلطة ، يكون أعلى منه في فصل الصيف مع القليل من ذوبان المياه. لكن هذا يعني: على الأقل في المستقبل القريب ، يمكن أن يصبح حوض ثاني أكسيد الكربون في القطب الشمالي أكثر فعالية. "وفقا للتوقعات ، فإن تدفق المياه الذائبة في خطوط العرض العليا سيزداد حتى منتصف هذا القرن على الأقل" ، وأوضح الباحثون.

ومع ذلك ، ومع اختفاء الأنهار الجليدية ، ستتوقف المياه الذائبة عن التدفق. (وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ، 2019 ؛ دوي: 10.1073 / pnas.1904241116)

المصدر: وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم

- ناديا بودبريجار