Climate and environmental evolution in the Huola Basin of the Mohe permafrost region, Northeast China, since late MIS 3

في أعماق الشمال المتجمد من شمال شرق الصين، حيث تظل الأرض حبيسة الجليد معظم أيام السنة، يمتد مشهد طبيعي يحمل تاريخاً سرياً لمناخ الأرض. هذه المنطقة، التي تعد جزءاً من منطقة التربة الصقيعية الشاسعة التي تمتد عبر نصف الكرة الشمالي، هي مكان يعمل فيه التراب نفسه كأرشيف عملاق بطيء الحركة. والتربة الصقيعية هي ببساطة تربة أو صخور تظل متجمدة لمدة عامين متتاليين على الأقل، وفي هذه المناطق ذات خطوط العرض العالية، تكون حساسة للغاية للتغيرات في درجة الحرارة والرطوبة. فعندما يدفأ المناخ، تذوب هذه الأرض المتجمدة، مما يؤدي إلى إطلاق المياه وتغيير النباتات التي يمكن أن تنمو هناك؛ وعندما يبرد المناخ، تتجمد الأرض مرة أخرى، مما يحبس كل شيء في مكانه. وقد علم العلماء منذ زمن طويل أن الغطاء النباتي في هذه المناطق — سواء كان غابة كثيفة، أو أراضي شجيرية متفرقة، أو مستنقعاً رطباً — لا يبقى ساكناً فحسب، بل إن النباتات تتفاعل بنشاط مع الأرض المتجمدة، وتغير مقدار الحرارة التي تمتصها التربة وكيفية حركة المياه من خلالها. وإن فهم هذا الرقص الدقيق بين الجليد والنبات والهواء أمر بالغ الأهمية، لأنه مع دفء العالم اليوم، تتغير هذه المناظر الطبيعية المتجمدة بسرعة، ونحن بحاجة إلى معرفة كيف كانت تتصرف في الماضي لنتنبأ بكيفية تصرفها في المستقبل.

وللكشف عن هذا التاريخ، حفر فريق من الباحثين حفرة عميقة في حوض "هوالا"، وهو وادٍ صغير يقع في جبال "هينغان الكبرى" الشمالية. وقد استخرجوا لُبّاً من الرواسب، وهو أسطوانة من الأرض يبلغ طولها قرابة أربعة أمتار، تراكمت ببطء على مدار الثلاثين ألف سنة الماضية. هذا اللُّب يشبه خطاً زمنياً مكتوباً في التراب، حيث تمثل كل طبقة منه فصلاً مختلفاً من فصول الماضي. ومن خلال الفحص الدقيق لبقايا النباتات الدقيقة المحاصرة في الطين، وحجم حبيبات الرمل والطمي، والخصائص المغناطيسية للتربة، تمكن الفريق من إعادة بناء صورة مفصلة لكيفية تحول المناخ والبيئة في هذا الحوض النائي عبر آلاف السنين. وقد استخدموا طريقتين مختلفتين لتأريخ الطبقات: إحداهما تقيس اضمحلال الكربون المشع في المواد العضوية، والأخرى تحسب المدة التي بقيت فيها الحبيبات المعدنية مدفونة في الظلام. سمحت هذه التقنيات ببناء خط زمني موثوق يمتد إلى زمن دخول العالم في آخر عصور جليدية كبرى.

إن القصة التي كشف عنها لُّب حوض "هوالا" هي قصة تحول دراماتيكي، تتجلى في أربعة فصول متميزة. يصور الفصل الأول، الذي يغطي الفترة من ثلاثين ألف إلى ستة وعشرين ألف سنة مضت، عالماً قاسياً وجافاً. خلال هذا الوقت، كان الغطاء النباتي نادراً للغاية، مع وجود عدد قليل من أشجار الصنوبر المتناثرة التي تكافح للبقاء في البقاع جيدة التصريف. ومن المرجح أن الأرض كانت متجمدة وفقيرة بالمواد المغذية، مما جعل من الصعب على معظم النباتات أن تضرب جذورها. ومع انتقال الخط الزمني إلى الفصل الثاني، من ستة وعشرين ألف إلى ثلاثة عشر ألف سنة مضت، وصل المناخ إلى أشد نقاطه برودة وجفافاً، بالتزامن مع ذروة العصر الجليدي الأخير. كان هذا عصر التوسع الأقصى للتربة الصقيعية، حيث امتدت الأرض المتجمدة بعيداً نحو الجنوب. وظل الغطاء النباتي خفيفاً، تهيمن عليه أشجار الصنوبر الصامدة، لكن الحياة النباتية بشكل عام كانت نادرة جداً لدرجة أن حبوب اللقاح الموجودة في الرواسب كانت منخفضة الكمية. وكانت حبيبات التربة في هذه الفترة دقيقة ورقيقة، مما يشير إلى أن المياه التي كانت تتدفق عبر الوادي كانت ضعيفة وخاملة، وغير قادرة على حمل أحمال ثقيلة من الرمل أو الطمي.

حدث تحول كبير عندما بدأ العالم يدفأ، مما شكل الفصل الثالث من ثلاثة عشر ألف إلى ثمانية آلاف سنة مضت. كان هذا وقت انحسار الجليد، عندما بددت الصفائح الجليدية العظيمة. استجاب حوض "هوالا" بدفعة من الحياة: حيث توسعت الشجيرات والأعشاب بسرعة، لملء المساحات المفتوحة التي خلفها تراجع الجليد. وتخبرنا طبقات الرواسب من ذلك الوقت قصة تدفق مائي قوي؛ فقد أصبحت الحبيبات أكثر خشونة، مما يشير إلى أن ذوبان الجليد والثلج كان يرسل تيارات مائية قوية عبر الوادي، مما أعاد تشكيل المشهد الطبيعي. كانت هذه الفترة باردة ولكنها دافئة تدريجياً، وساعد عودة الغطاء النباتي في تثبيت التربة. وأخيراً، يكشف الفصل الرابع، الذي بدأ قبل ثمانية آلاف سنة واستمر حتى يومنا هذا، عن مشهد طبيعي بارد ورطب بشكل مفاجئ. حيث سيطرت غابات كثيفة من الصنوبر والبتولا، وأصبح قاع الوادي مستنقعاً خصيباً من الخث، وهو عبارة عن أرض رطبة تتراكم فيها المواد النباتية الميتة في طبقات سميكة. وقد زادت الخصائص المغناطيسية للتربة في هذه الطبقات العليا، وهي علامة على أن التربة أصبحت أغنى وأكثر تطوراً، وهي عملية تحدث بشكل أفضل في الظروف الدافئة والرطبة.

إن ما يجعل هذا الاكتشاف مثيراً للاهتمام بشكل خاص هو كيف يروي حوض "هوالا" قصة مختلفة عن الأماكن الأخرى في المنطقة. فبينما أصبحت العديد من المناطق إلى الجنوب أكثر جفافاً مع برودة المناخ في الألفيات الأخيرة، أصبح حوض "هوالا" أكثر رطوبة. ووجد الباحثون أن هذا لم يكن خطأً في البيانات، بل ظاهرة حقيقية مدفوعة بالتربة المتجمدة نفسها. فمع برودة المناخ في الآلاف الأخيرة من السنين، أعادت التربة الصقيعية التوسع، لتعمل كحاجز غير نفاذ منع المياه من التصريف بعمق في باطن الأرض. وقد حبس هذا الماء عند السطح، مما خلق ظروفاً مثالية لازدهار مستنقعات الخث والأشجار المحبة للرطوبة، حتى مع زيادة برودة الهواء. وهذا يخلق حلقة تغذية إيجابية: فالمناخ البارد يقوي التربة الصقيعية، مما يحافظ على رطوبة الأرض، وهو ما يدعم بدوره نوعاً معيناً من الغابات التي تزدهر في الظروف الباردة والرطبة. وتفسر هذه الآلية سبب بقاء حوض "هوالا" بيئة خصبة ورطبة بينما جفت المناطق المجاورة.

تتوافق النتائج المستخلصة من هذا اللُّب بشكل وثيق مع السجلات من أجزاء أخرى من العالم، من الصفائح الجليدية في جرينلاند إلى مستويات البحر في بحر اليابان، مما يؤكد أن التغيرات المناخية في هذا الحوض الصيني النائي كانت جزءاً من نمط عالمي. ومع ذلك، تظهر التفاصيل المحلية أن الموسم الصيفي لشرق آسيا والسلوك الفريد للتربة الصقيعية لعبا دوراً حاسماً في تشكيل البيئة المحلية. وتشير الدراسة إلى أن مستقبل هذه المناطق ذات خطوط العرض العالية يعتمد بشدة على هذا التفاعل بين الأرض المتجمدة والغطاء النباتي. فإذا استمر تدهور التربة الصقيعية بسبب الاحتباس الحراري العالمي، فقد يختل التوازن الدقيق الذي حافظ على رطوبة هذه المستنقعات لآلاف السنين، مما قد يؤدي إلى مشهد طبيعي أكثر جفافاً وقاحلاً. ومن خلال النظر إلى الوراء في الثلاثين ألف سنة الماضية، قدم الباحثون أساساً قوياً لفهم كيف قد تتطور هذه المناظر الطبيعية المتجمدة، مما يوفر رؤية واضحة للماضي للمساعدة في توجيه فهمنا للمستقبل.