كشف باحثون من جامعة كاليفورنيا، بالتعاون مع فرق بحثية أخرى، عن نتائج جديدة حول آليات "تثبيت" ثاني أكسيد الكربون في أعماق البحار.
وأوضح الفريق، في دراسة نُشرت في مجلة "نيتشر جيوساينس"، أن النتائج تسهم في سد فجوة طويلة بين تقديرات توافر النيتروجين وقياسات تثبيت الكربون غير العضوي المذاب في المياه العميقة.
ويُعدّ المحيط أكبر خزان للكربون على كوكب الأرض، إذ يمتص نحو ثلث الانبعاثات الناتجة عن الأنشطة البشرية، ما يجعله عاملاً أساسياً في استقرار المناخ العالمي، وبسبب هذا الدور الحيوي، يعمل العلماء على فهم العمليات التي تحدد كيفية دخول الكربون إلى المحيط وحركته وتخزينه.
ويتم تثبيت جزء كبير من الكربون غير العضوي بواسطة كائنات دقيقة، أبرزها العوالق النباتية التي تمتص ثاني أكسيد الكربون عبر التمثيل الضوئي وتحوله إلى مادة عضوية على غرار النباتات البرية، غير أن تثبيت الكربون لا يقتصر على السطح المضيء؛ إذ كشفت الدراسات السابقة عن نشاط غير ضوئي في الأعماق، كان يُعتقد أنه يعتمد أساساً على العتائق المؤكسدة للأمونيا كمصدر للطاقة.
كشفت مراجعة الفريق البحثي لميزانية الطاقة المعتمدة على النيتروجين وجود خلل في الحسابات، ما أثار تساؤلات استمرت نحو عقد كامل، ما دفع الفريق إلى إعادة تقييم هذه الكائنات، إذ تبيّن أن كفاءة هذه العتائق ليست أعلى كما افترض البعض، وأنها لا تفسّر وحدها معدلات تثبيت الكربون في الأعماق.
وانطلاقاً من ذلك، بيّنت نتائج العلماء أن معظم تثبيت الكربون غير العضوي المذاب يحدث في الطبقة السطحية المعرضة لأشعة الشمس بفضل العوالق النباتية الضوئية، ولكن هناك كمية كبيرة من تثبيت الكربون غير العضوي المذاب غير الضوئي تحدث أيضًا في المناطق الأعمق والأكثر ظلمة من المحيط، حيث كان يُعتقد أن العملية تهيمن عليها العتائق ذاتية التغذية التي تؤكسد الأمونيا للحصول على الطاقة بدلاً من استخدام ضوء الشمس.
عند فحص ميزانية الطاقة القائمة على النيتروجين لهذه الميكروبات المثبتة للكربون عن طريق أخذ العلماء عينات، أثبتت أن نتائجهم غير صحيحة.
بعد عقد من الزمن، سعى العلماء إلى سد ثغرة أساسية في فهم دورة الكربون في المحيط، إذ اختبرت دراسات سابقة فكرة أن العتائق المثبتة للكربون ربما تكون أكثر كفاءة مما افترضه العلماء، إذ تحتاج إلى كمية أقل من النيتروجين لتثبيت كمية الكربون نفسها، إلا أن عملهما أظهر أن هذا التفسير غير صحيح.
وفي الدراسة الجديدة، صممت شركة باير تجربة محددة الأهداف تتعلق بمساهمة هذه المؤكسدات للأمونيا في تثبيت الكربون المذاب في المحيط.
وأشارت نتائجهم إلى أنه على الرغم من تثبيط مؤكسدات الأمونيا هذه، فإن معدل تثبيت الكربون في مناطق الدراسة لم ينخفض بالقدر المتوقع، أما إذا لم تكن العتائق المؤكسدة للأمونيا مسؤولة عن تثبيت الكربون، لا بد أن يكون هناك ميكروبات أخرى تتدخل، خاصة البكتيريا وبعض العتائق.
وقدمت النتائج أيضاً رؤى جديدة حول كيفية تنظيم واستدامة الشبكة الغذائية في أعماق المحيط.
ووفق العلماء، هناك المزيد من العمل في هذا المجال، خاصة في الجوانب الدقيقة لتثبيت الكربون في المحيط، مثل كيفية تفاعل دورة النيتروجين ودورة الكربون مع دورات العناصر الأخرى في المحيط، بما في ذلك الحديد والنحاس.
يذكر أن الأبحاث أجريت في جامعتي كاليفورنيا وفيينا، بالإضافة إلى مؤسسة وودز هول لعلوم المحيطات.
