Expanding seaweed farming poses new risks to the ozone layer

على مدى عقود، شاهد العالم طبقة الأوزون وهي تتماثل للشفاء. هذا الدرع غير المرئي في أعالي الغلاف الجوي يحمي الحياة على الأرض عن طريق امتصاص الأشعة فوق البنفسجية الأكثر ضررًا من الشمس. وقد تبع تعافيها اتفاق عالمي لوقف إنتاج مواد كيميائية صناعية محددة كانت تمزقها. والآن، بينما يبحث الكوكب عن طرق جديدة لمكافحة تغير المناخ، يبرز حل مختلف من البحر: مزارع شاسعة من الأعشاب البحرية. تُحتفى هذه المحاصيل المائية لقدرتها على سحب الكربون من الهواء وتوفير الغذاء والمواد لسكّان العالم المتزايدين. ولكن بينما يتفحص العلماء هذا الحل الأخضر عن كثب، يكتشفون تكلفة خفية قد تقوض التقدم الذي أحرز في طبقة الأوزون. يتركز القلق حول غازات ضئيلة وقصيرة العمر تطلقها الأعشاب البحرية بشكل طبيعي. وبينما تتلاشى هذه الغازات بسرعة، إلا أنها فعالة للغاية في تدمير الأوزون عندما تصل إلى الغلاف الجوي العلوي.

تضع دراسة جديدة هذا الخطر الخفي في بؤرة التركيز، متسائلة عما سيحدث إذا توسعت زراعة الأعشاب البحرية إلى النطاقات الهائلة المقترحة حاليًا للاستدامة العالمية. لم يكتفِ الباحثون بالتخمين؛ بل بنوا نموذجًا حاسوبيًا مفصلًا للغلاف الجوي للأرض وغذوه ببيانات جديدة حول كمية الغاز التي قد تطلقها مزارع الأعشاب البحرية في العقود القادمة. لقد اختبروا ثلاثة مسارات مختلفة للمستقبل: نمو ثابت ومعتدل يتماشى مع الاتجاهات الحالية، وتوسع أسرع مدفوع بطموحات الاقتصاد الأزرق، وسيناريو نمو أقصى وشديد العدوانية. كانت النتائج مذهلة. ففي ظل المسار المعتدل، سيتباطأ تعافي طبقة الأوزون بشكل كبير بحلول نهاية القرن. أما في السيناريوهات الأسرع، فسيكون الضرر شديدًا وسريعًا. وفي الحالة الأكثر عدوانية، يمكن أن تتقلص طبقة الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية لتعود إلى مستويات أسوأ من "ثقب الأوزون" التاريخي في أوائل العشرينيات من هذا القرن. وبخلاف ثقب الأوزون القديم، الذي كان ظاهرة موسمية مقتصرة على المناطق القطبية، فإن هذا الاستنزاف الجديد سينتشر عبر العالم ويستمر على مدار العام.

تبدأ القصة مع الأعشاب البحرية نفسها. فالأعشاب البحرية ليست مجرد نبات سلبي؛ بل هي مصنع حي ينتج مجموعة متنوعة من الغازات. فعندما تتعرض الطحالب للإجهاد بسبب ضوء الشمس الساطع، أو تغيرات درجة حرارة الماء، أو أكلها من قبل مخلوقات بحرية صغيرة، فإنها تطلق هالوجينات قصيرة العمر. هذه غازات تحتوي على البروم والكلور موجودة طبيعيًا في المحيط ولكنها تُطلق عادةً بكميات صغيرة. وهناك غازان، وهما البروموفورم وثنائي بروم الميثان، يتميزان بقدرة فائقة على التأثير. وبمجرد أن ينجرفا إلى الستراتوسفير، يتفككان ويطلقان ذرات البروم. ويمكن لذرة بروم واحدة أن تدمر آلاف جزيئات الأوزون، حيث تعمل مثل ممحاة صغيرة لا تهدأ. لسنوات، عرف العلماء أن الأعشاب البحرية البرية تطلق هذه الغازات، لكن الكميات كانت صغيرة مقارنة بالمواد الكيميائية الصناعية التي حُظرت قبل عقود. وكان السؤال هو ما إذا كان تحويل المحيط إلى مشهد زراعي هائل سيخل بالتوازن.

للإجابة على ذلك، جمع الفريق بيانات حول كمية الغاز التي تطلقها أنواع مختلفة من الأعشاب البحرية. لقد نظروا في قياسات من عشرات الدراسات، تغطي العديد من الأنواع والظروف. ووجدوا أن كمية الغاز المنبعثة تختلف اختلافًا هائلاً اعتمادًا على النوع والبيئة. فبعض الأعشاب البحرية أكثر إنتاجًا للغازات من غيرها. وباستخدام هذه البيانات، حسبوا كمية الغاز التي ستنبعث إذا نمت زراعة الأعشاب البحرية بالمعدلات التي يناقشها صناع السياسات حاليًا. بدأوا بمعدل النمو التاريخي البالغ حوالي ستة في المائة سنويًا، وهو ما كان هو السائد خلال العقدين الماضيين. ثم تخيلوا سيناريو يتضاعف فيه هذا المعدل إلى اثني عشر في المائة، وسيناريو ثالث يقفز إلى عشرين في المائة، وهو معدل من شأنه أن يدفع الزراعة إلى أقصى حدود ما يمكن للمحيط دعمه.

ثم أدخل الباحثون أرقام الانبعاثات هذه في نموذج نظام أرضي متطور، وهو محاكاة حاسوبية قوية تحاكي التفاعلات المعقدة بين المحيط والغلاف الجوي والتفاعلات الكيميائية. أجروا المحاكاة من الوقت الحاضر وحتى نهاية القرن. وأظهر النموذج أنه حتى سيناريو النمو المعتدل سيكون له تأثير ملموس. فبحلول أواخر تسعينيات القرن، سيتأخر تعافي طبقة الأوزون بشكل كبير، مع فشل مستويات الأوزون في القارة القطبية الجنوبية في العودة إلى حالتها ما قبل الضرر. ومع ذلك، رسمت سيناريوهات النمو الأسرع صورة أكثر قتامة. فإذا توسعت الزراعة بنسبة اثني عشر في المائة سنويًا، ستبدأ طبقة الأوزون في التدهور مرة أخرى، لتنخفض دون المستويات الدنيا التاريخية بحلول تسعينيات القرن. وإذا تحقق معدل نمو بنسبة عشرين في المائة، فسيكون الضرر سريعًا وكارثيًا. أظهر النموذج أن طبقة الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية ستنخفض إلى ما دون أسوأ مستوياتها المسجلة على الإطلاق بحلول ستينيات القرن الحالي.

ما يجعل هذا الاكتشاف مثيرًا للقلق بشكل خاص هو نطاق الضرر. فقد كان ثقب الأوزون التاريخي ظاهرة موسمية، تظهر غالبًا في الربيع فوق القطب الجنوبي. أما الاستنزاف الناتج عن انبعاثات الأعشاب البحرية الجديدة سيكون مختلفًا. فلن يقتصر على القطبين أو على وقت محدد من السنة. أظهر النموذج أن ترقق طبقة الأوزون سينتشر إلى خطوط العرض المتوسطة، حيث يعيش المليارات من البشر، وسيستمر طوال العام. سيؤدي هذا إلى زيادة كبيرة في كمية الأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى سطح الأرض. وحسبت الدراسة أنه في ظل أعلى سيناريو للنمو، ستكون كمية الإشعاع الإضافي الذي يصل إلى الأرض مكافئة لـ، أو حتى أكبر من، المستويات المشهودة خلال ذروة ثقب الأوزون في القارة القطبية الجنوبية. ولن تكون هذه الزيادة مجرد رقم في جدول؛ بل ستترجم إلى مخاطر أعلى للإصابة بسرطان الجلد، وإعتام عدسة العين (الماء الأبيض)، وتضرر الحياة البحرية والمحاصيل في مناطق ظلت بمنأى عن مثل هذا التعرض الشديد.

وقد حرص الباحثون على ملاحظة أن تقديراتهم قد تكون في الواقع متحفظة. فقد ركزوا فقط على الغازين الأكثر شيوعًا، وهما البروموفورم وثنائي بروم الميثان، في حين تطلق الأعشاب البحرية أيضًا غازات أخرى مدمرة للأوزون لم تُدرج في الحسابات. كما افترضوا أن أنواع الأعشاب البحرية التي ستتم زراعتها ستظل مشابهة لما يُزرع اليوم. ومع ذلك، إذا تحولت الصناعة نحو أنواع معروفة بأنها تطلق غازات أكثر، أو إذا أدى تغير المناخ إلى إجهاد الأعشاب البحرية وجعلها تطلق المزيد من الغازات، فإن المشكلة قد تكون أسوأ مما هو متوقع. علاوة على ذلك، افترضت الدراسة أن الزراعة ستحدث في مناطق محددة، ولكن إذا توسعت في مناطق جديدة أو إذا تغير تكوين الأنواع ليشمل أصنافًا عالية الانبعاث مثل "الأسبارغوبسيس" (Asparagopsis)، فإن الانبعاثات قد تزداد بشكل هائل.

تخلص الورقة البحثية إلى أنه بينما توفر زراعة الأعشاب البحرية وعودًا كبيرة للتخفيف من آثار المناخ والأمن الغذائي، إلا أنها تحمل خطرًا خطيرًا وغير مقصود على طبقة الأوزون. إن حجم التوسع المقترح كبير بما يكفي لتهديد التعافي الذي تم انتزاعه بصعوبة لدرع الأوزون. وتقترح الدراسة أن هناك حدًا لكمية الأعشب البحرية التي يمكن زراعتها دون التسبب في ضرر عالمي. فإذا تجاوزت الانبعاثات الناتجة عن زراعة الأعشاب البحرية ضعفي أو ثلاثة أضعاف مستويات الخلفية الطبيعية الحالية، فقد تبدأ طبقة الأوزون في التدهور مرة أخرى. وهذا لا يعني أن زراعة الأعشاب البحرية يجب أن تتوقف، ولكنه يعني أن الصناعة لا يمكن أن تنمو دون رقابة. ستكون الخيارات الاستراتيجية بشأن أي الأنواع سيتم زراعتها، وأين توضع المزارع، ومدى سرعة التوسع، أمورًا حاسمة. ويدعو الباحثون إلى المراقبة الدقيقة والتخطيط الاستباقي لضمان ألا يصبح الحل لأزمة بيئية واحدة سببًا في أزمة أخرى. إن المحاصيل الخضراء في المحيط يمكن أن تطعم العالم، ولكن فقط إذا أدرناها بفهم واضح للتوازن الكيميائي الدقيق الذي تتفاعل معه.