يمكن أن يساعد الاكتشاف العلماء على التنبؤ بشكل أفضل بمستقبل القارة مع ارتفاع درجة حرارة المناخ

استخدم العلماء مثقابًا خاصًا بالماء الساخن لحفر هذه الحفرة عبر كيلومتر واحد من الجليد للوصول إلى بحيرة ميرسر المدفونة في غرب أنتاركتيكا.

كان سبب بقاء الميكروبات على قيد الحياة في البحيرات البعيدة تحت الغطاء الجليدي في القارة القطبية الجنوبية لغزًا. اكتشف العلماء الآن ما هو موجود في القائمة للميكروبات في بحيرة مدفونة في غرب أنتاركتيكا.

أفاد باحثون في تقرير AGU Advances في أبريل أن بكتيريا البحيرة وغيرها من الكائنات الحية الدقيقة تتغذى على الكربون الذي خلفته مياه البحر منذ آلاف السنين . يضيف هذا الاكتشاف إلى الأدلة الموجودة على أنه خلال فترة الاحترار منذ حوالي 6000 عام ، كان الغطاء الجليدي في غرب أنتاركتيكا أصغر مما هو عليه اليوم . سمح ذلك لمياه البحر بإيداع العناصر الغذائية في ما أصبح الآن قاع بحيرة مدفونًا تحت مئات الأمتار من الجليد.

هذه الدراسة هي من بين أولى الدراسات التي قدمت دليلًا من تحت الجليد على أن الغطاء الجليدي كان أصغر في الماضي غير البعيد ، من الناحية الجيولوجية ، قبل أن ينمو مرة أخرى إلى حجمه الحديث ، كما يقول جريج بالكو ، عالم الكيمياء الجيولوجية في مركز بيركلي لعلم الأرض ، في كاليفورنيا.

يقول بالكو ، الذي لم يشارك في الدراسة الجديدة ، إن فهم كيفية تغيّر الغطاء الجليدي خلال فترات الاحترار الماضية أمر بالغ الأهمية للتنبؤ بمستقبل القارة القطبية الجنوبية حيث يستمر ارتفاع درجة حرارة العالم بسبب تغير المناخ الذي يسببه الإنسان .

مئات البحيرات تتجمع تحت الغطاء الجليدي الضخم في القارة القطبية الجنوبية ، نتيجة ذوبان الجانب السفلي للجليد ببطء شديد بسبب الحرارة من باطن الأرض . تميل البحيرات إلى أن تكون شديدة السواد وقريبة من التجمد وجميعها تقريبًا معزولة عن العالم الخارجي .

هذه الظروف غير المثالية يجب أن تجعلها معادية للحياة . يقول ريان فينتوريلي ، عالم الحفريات القديمة في مدرسة كولورادو للمناجم باللون الذهبي. ومع ذلك ، فقد وجدت مليارات الميكروبات - وحتى بعض الحيوانات - طريقة للنمو في هذه المسطحات المائية تحت الجليدية .

مع اقتراب نهاية العصر الجليدي الأخير ، بدءًا من حوالي 15000 عام ، تراجعت الصفائح الجليدية حول العالم . تنبأت المحاكاة الحاسوبية أنه مع ارتفاع درجة حرارة المناخ ، ربما تقلص الغطاء الجليدي في غرب أنتاركتيكا إلى حجم أصغر مما هو عليه اليوم. يقول بالكو إن معرفة الشكل الذي يمكن أن تبدو عليه صفيحة جليدية أصغر ليس بالأمر السهل نظرًا لأن معظم الأدلة على ذلك محبوس الآن تحت الجليد .

في عام 2018 ، انضم Venturelli إلى فريق من حوالي 30 عالمًا توجهوا إلى ركن بعيد في غرب أنتاركتيكا للتنقيب عن الماضي . أخذتهم الرحلة إلى بحيرة ميرسر: جسم من المياه الجليدية التي تقع اليوم على بعد 150 كيلومترًا من البحر.

استغرقت الرحلة أكثر من أسبوع من استخدام تدريبات المياه الساخنة لمدة 24 ساعة في اليوم لاختراق ما يزيد قليلاً عن كيلومتر واحد من الجليد للوصول إلى البحيرة . يتذكر فينتوريلي قائلاً: "كان هناك الكثير من الهتاف والبهجة" عندما نجحت التدريبات أخيرًا. بحيرة ميرسر هي ثاني بحيرة تحت جليدية في العالم تمكن العلماء من الوصول إليها على الإطلاق .

عالم الحفريات القديمة ريان فينتوريلي يحمل أنبوبًا من الرواسب تم جمعه من قاع بحيرة ميرسر. يكشف الكربون الموجود في قلب الرواسب هذا أن البحيرة كانت متصلة بالمحيط منذ 6000 عام .

قام الفريق بجمع وتحليل عينات من مياه البحيرة والرواسب من قاع البحيرة. كشف هذا العمل عن آثار الكربون 14 البالغ من العمر 6000 عام ، وهو شكل من أشكال العنصر الذي يتكون في الغلاف الجوي ثم يسقط على الأرض . لكي يتجاوز هذا الكربون الجليد ، كان على البحيرة أن تكون على اتصال بالعالم الخارجي.

لم يرصد الباحثون أي علامات منبهة لعوالق التمثيل الضوئي القديمة ، مما يشير إلى أن المنطقة لم تكن مفتوحة في المحيط عندما استقر الكربون في الرواسب. وبدلاً من ذلك ، يجب أن تكون مياه البحر التي تحمل الكربون قد أتت إلى البحيرة . يقول الباحثون إن هذا يعني أن مياه المحيط يجب أن تتدفق تحت الجليد على مسافة 250 كيلومترًا إلى الداخل أكثر مما هي عليه اليوم .

يقول بالكو: "لا توجد طريقة أخرى للحصول على الكربون 14 هناك". "لا يمكنك دفعها عبر الجليد. لا يمكن للكائنات الحية أن تمر عبر الأنفاق . الطريقة الوحيدة للحصول عليها هناك هي أن تدخل مياه المحيط تحت الغطاء الجليدي ".

لا تتدفق مياه البحر تحت الجليد اليوم - ولكن ليس في الداخل بقدر موقع البحيرة. لذا ربما كانت حافة الجرف الجليدي أقرب إلى بحيرة ميرسر منذ عدة آلاف من السنين . يقول الفريق إن هذا يشير إلى أن الغطاء الجليدي فوق غرب القارة القطبية الجنوبية ربما كان أصغر في ذلك الوقت.

الكائنات الحية الدقيقة التي كانت تعيش في هذه المنطقة منذ 6000 عام كانت ستتغذى على التدفق من المحيط . ويبدو أن أحفادها  لا يزالون كذلك. وجد الباحثون آثارًا للكربون -14 في عينات المياه وكذلك في الرواسب ، مما يشير إلى أن الميكروبات تعيد تدوير الكربون القديم المترسب في قاع البحيرة كغذاء .

تؤكد الدراسة الجديدة على مقدار المعلومات التي تنتظر العثور عليها في البحيرات الخفية في القارة القطبية الجنوبية ، كما يقول فينتوريلي. تقول: "هناك حوالي 675 بحيرة تحت الغطاء الجليدي ، وقد أخذنا عينات منها فقط". "أود بشدة أن أتعمق في كل واحدة منها."

المصدر