Evidence of climate warming in Iberian caves

يتخيل معظم الناس الكهوف كأماكن يتوقف فيها الزمن، محمية من تقلبات الطقس في الأعلى. وهو افتراض منطقي؛ ففي الأعماق تحت الأرض، يبدو الهواء ثابتاً، وتعمل الصخور كعازل ضخم يحافظ على استقرار درجة الحرارة بغض النظر عما إذا كان يوماً صيفياً حارقاً أو ليلة شتوية قارسة. لفترة طويلة، تعامل العلماء مع هذه المساحات الموجودة تحت الأرض كمختبرات طبيعية تسجل ببساطة متوسط درجة حرارة السطح على مدى سنوات عديدة، لتعمل كخط أساس هادئ وغير متغير. ومع ذلك، فإن هذه الرؤية بدأت تتغير. فمع ارتفاع حرارة الكوكب، أصبح السؤال المطروح هو ما إذا كانت هذه الملاذات العميقة والهادئة محصنة حقاً ضد التغيرات التي تحدث على السطح، أم أن الحرارة تتسرب ببطء إلى الأسفل، مما يغير التوازن الدقيق للعالم الواقع تحت الأرض. وهذا الأمر ملح للغاية لأن العديد من الكائنات التي تعيش في الكهوف قد تطورت للعيش في نطاقات درجات حرارة ضيقة جداً، مما يجعلها حساسة للغاية حتى لأدنى التحولات في بيئتها.

لقد قدم فريق من الباحثين في البرتغال الآن دليلاً واضحاً على أن هذه العوالم تحت الأرض تشهد بالفعل ارتفاعاً في درجات الحرارة، ولكن ليس بالطريقة المباشرة والبسيطة التي قد يتوقعها المرء. فمن خلال وضع مستشعرات حساسة لدرجة الحرارة في أعماق كهفين مختلفين تماماً في شبه جزيرة أيبيريا، تتبع العلماء درجة حرارة الهواء على مدار عدة سنوات وقارنوها بالطقس على السطح. ووجدوا أن كلا الكهفين يزدادان دفئاً، لكن سرعة هذا الارتفاع وكيفية استجابة الكهفين للفصول كانت مختلفة بشكل مفاجئ عن بعضهما البعض وعن العالم في الأعلى. ففي أحد الكهوف، ارتفعت درجة الحرارة بشكل أسرع من هواء السطح، بينما في الكهف الآخر، ارتففت حرارة السطح بشكل أسرع بكثير من الكهف. ويتحدى هذا الاكتشاف فكرة أن الكهوف هي مرايا سلبية لمناخ السطح؛ بل يظهر بدلاً من ذلك أن لكل كهف طريقته الفريدة في التعامل مع الحرارة، متأثراً بشكله، وكيفية حركة الهواء من خلاله، وكيفية تدفق المياه عبر الصخور.

ركزت الدراسة على موقعين محددين في البرتغال، لكل منهما طابعه الخاص. الأول هو "ألغار دو بينا" (Algar do Pena)، وهو حجرة ضخمة تحت الأرض في وسط البلاد، وتشتهر بكونها أكبر غرفة تحت الأرض في الأمة. تقع الحجرة في عمق جبل كلسي ولها مدخل واحد. والثاني هو "فالي تيلهيرو" (Vale Telheiro)، وهو كهف أصغر حجماً ولكنه غني بيولوجياً، ويشتهر باستضافة مجتمع فريد من الأنواع التي تعيش في الكهوف، بما في ذلك العقرب الكاذب العملاق. ولفهم ما كان يحدث تحت الأرض، قام الباحثون بتثبيت أجهزة تسجيل رقمية في الرواسب في أعماق كلا الكهفين. قامت هذه الأجهزة بقياس درجة الحرارة كل ساعتين على مدار عدة سنوات، مما خلق سجلاً تفصيلياً ومستمراً لمناخ الكهف. ثم قارنوا هذه القراءات تحت الأرض ببيانات السطح، باستخدام سجلات الطقس المستندة إلى الأقمار الصناعية التي تتبعت درجات حرارة الهواء والأرض مباشرة فوق الكهوف.

وكشفت النتائج عن اتجاه واضح للارتفاع في درجات الحرارة في كلا الموقعين، ولكن القصة حول كيفية وصول تلك الحرارة كانت مختلفة لكل منهما. ففي "ألغار دو الپينا"، ارتفعت درجة حرارة الكهف بنحو 0.053 درجة مئوية سنوياً. وخلال الفترة نفسها، كانت درجة حرارة السطح فوقه ترتفع بشكل أسرع بكثير، بمعدل يقترب من 0.2 درجة مئوية سنوياً. وهذا يشير إلى أن الصخر الضخم والعميق في "ألغار دو پينا" يعمل كحاجز، حيث يبطئ الحرارة القادمة من السطح ويخفف من حدة الاحترار. وقد اتبع الكهف الفصول أيضاً، حيث يصبح أكثر دفئاً في الخريف وأكثر برودة في الربيع، لكنه فعل ذلك بتأخر قدره حوالي شهرين مقارنة بالسطح.

في المقابل، روى كهف "فالي تيلهيرو" قصة مختلفة. ففي هذا الكهف، ارتفعت درجة الحرارة تحت الأرض بمعدل 0.111 درجة مئوية سنوياً، وهو معدل كان في الواقع أسرع من الاحترار الملحوظ على السطح، حيث كان الارتفاع هناك صغيراً جداً لدرجة أنه لم يكن ذا دلالة إحصائية. والأكثر إثارة للدهشة كان العلاقة مع الفصول؛ ففي هذا الكهف، كانت دورة درجات الحرارة عكسية تقريباً لما هي عليه في السطح. فعندما يكون الهواء في الخارج في أقصى درجات حرارته في الصيف، كان الكهف يبرد، وعندما يكون السطح في أبرد حالاته في الشتاء، كان الكهف يدفأ. هذا النمط العكسي، مع تأخير قدره حوالي خمسة أشهر، يشير إلى أن الحرارة التي تصل إلى هذا الكهف ليست مجرد انعكاس بسيط للطقس الحالي. بدلاً من ذلك، يشير هذا إلى عملية معقدة حيث يمتص الكهف الحرارة ويخزنها ببطء على مدى فترة طويلة، ربما من خلال حركة المياه أو تيارات الهواء، مما يخلق اتجاهاً للارتفاع في الحرارة مستقلاً عن الظروف السطحية المباشرة.

تعتبر هذه النتائج مهمة لأنها تظهر أنه لا توجد قاعدة واحدة لكيفية استجابة الكهوف لتغير المناخ. فطريقة ارتفاع حرارة الكهف تعتمد على جغرافيته الخاصة، ومدى عمقه، وكيفية دوران الهواء في أنفاقه، وكيفية تفاعل المياه مع الصخور. وأشار الباحثون إلى أن الكهوف مثل هذه غالباً ما تكون موطناً لأنواع تطورت للعيش في ظروف مستقرة للغاية، بأجساد لا يمكنها التكيف بسهولة مع درجات الحرارة الجديدة. وإذا تغيرت درجة الحرارة داخل الكهف ولو قليلاً، فقد يهدد ذلك بقاء هذه المخلوقات المتخصصة، مما قد يسبب رد فعل متسلسلاً يخل بالنظام البيئي بأكته تحت الأرض. وحقيقة أن أحد الكهوف ارتفعت حرارته بشكل أسرع من السطح بينما ارتفعت حرارة الآخر بشكل أبطأ تسلط الضوء على تعقيد الموقف؛ مما يعني أن حماية هذه البيئات تتطلب فهم الشخصية الحرارية الفريدة لكل كهف، بدلاً من افتراض أنها جميعاً تتفاعل بنفس الطريقة.

كما نظرت الدراسة في البيانات التاريخية لـ "فالي تيلهيرو"، حيث قارنت السنوات الأخيرة بالقياسات التي أُخذت قبل عقد من الزمن. وبينما لم تظهر البيانات القديمة اتجاهاً كبيراً للاحترار، أظهرت السنوات الأخيرة تسارعاً واضحاً. وهذا يشير إلى أن التغيرات التي تحدث تحت الأرض قد بدأت تلحق بالتغيرات السطحية، أو ربما تعكس تراكم حراري طويل الأمد بدأ يظهر الآن فقط. ويؤكد الباحثون أنه بينما يعد الاحترار حقيقياً، فإن الآليات الدقيقة التي تقود هذه الاختلافات لا تزال قيد البحث والتقصي. وتلعب عوامل مثل شكل مدخل الكهف، ووجود مصائد الهواء البارد التي تحبس الهواء البارد في الشتاء، وتدفق المياه الجوفية، دوراً في كيفية انتقال الحرارة من السطح إلى الأعماق تحت الأرض.

في نهاية المطاف، يوسع هذا البحث أدلة تغير المناخ إلى ما وراء السطح، وصولاً إلى العالم الخفي للمناظر الطبيعية الكارستية في شبه جزيرة أيبيريا. فهو يثبت أن الكهوف ليست محصنة ضد الكوكب الدافئ، لكنها أيضاً لا تنسخ ببساطة تغيرات السطح. بدلاً من ذلك، فهي تقوم بفلترة وتحويل إشارة المناخ بطرقها الفريدة الخاصة. وبالنسبة للعلماء، يعني هذا أن المراقبة طويلة الأمد أمر ضروري لفهم مستقبل هذه الأنظمة البيئية تحت الأرض. ومن خلال الاستمرار في مراقبة درجات الحرارة في هذه الأماكن العميقة والمظلمة، يمكن للباحثين توقع كيفية تأثر الحياة الدقيقة داخلها بشكل أفضل، مما يضمن عدم فقدان هذه البؤر الساخنة للتنوع البيولوجي بسبب عالم دافئ. ويعمل هذا العمل كتذكير بأنه حتى في أكثر البيئات عزلة واستقراراً، بدأ نبض المناخ المتغير يُشعر به.