Regional synchrony amplifies the fire signal in global CO₂ growth rate

يحمل الهواء الذي نتنفسه سجلاً لصحة الكوكب، مكتوباً بلغة ثاني أكسيد الكربون غير المرئية. لعقود من الزمن، راقب العلماء كمية هذا الغاز في الغلاف الجوي وهي ترتفع وتنخفض مع الفصول، متتبعين كيف تمتص المحيطات والغابات وتطلق الكربون. وبينما تضخ الأنشطة البشرية المزيد من الكربون في السماء بشكل مطرد، يعمل العالم الطبيعي كإسفنجة ضخمة ومتقلبة، تمتص جزءاً كبيلاً من تلك الانبعاثات. ومع ذلك، فإن هذه الإسفنجة لا تعمل بمعدل ثابت؛ فقدرتها على الاحتفاظ بالكربون تتغير من سنة إلى أخرى، مدفوعة بالطقس. فعندما تصبح منطقة ما شديدة الحرارة أو شديدة الجفاف، قد تتوقف الغابات عن امتصاص الكربون وتبدأ في إطلاقه، أو قد تحترق. هذه التقلبات الطبيعية تخلق "معدل نمو" لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ليس خطاً ناعماً، بل مساراً متعرجاً من القمم والوديان. إن فهم سبب ارتفاع هذه القمم أو انخفاضها أمر بالغ الأهمية، لأنه يخبرنا بمدى استقرار نظام المناخ في الأرض.

لفترة طويلة، اعتقد الباحثون أن التقلبات العنيفة في كمية ثاني أكسيد الكربون المتنامية في الغلاف الجوي كانت ناتجة في الغالب عن التغيرات في كيفية نمو النباتات وتنفسها. وكان يُعرف أن الحرائق عامل مؤثر، لكنها كانت تُعتبر غالباً حدثاً محلياً، متغيراً فوضوياً يحدث في مكان واحد بينما يحدث شيء آخر في مكان آخر. كانت الفكرة السائدة هي أنه إذا اندلع حريق هائل في جزء من العالم، فقد يعوضه موسم رطب في جزء آخر، مما يحافظ على الإجمالي العالمي مستقراً نسبياً. لكن تحليلاً جديداً لبيانات الأقمار الصناعية من العقدين الماضيين يكشف عن تحول مذهل في هذا التوازن. فقد وجد الباحثون أن الحرائق لم تعد تلغي بعضها البعض، بل بدأت في التزامن، وتتحرك في خطى متزامنة عبر العالم. وقد جعل هذا التغيير كمية الكربون المنبعثة بفعل الحرائق أكثر تقلبًا، محولاً ما كان يوماً ضجيجاً خلفياً هادئاً إلى محرك مهيمن لتقلبات الكربون في الكوكب.

فحص العلماء سجلاً يمتد لأربعة وعشرين عاماً من انبعاثات الحرائق، مقسمين العالم إلى أربعة عشر منطقة متميزة، من الغابات المتجمدة في الشمال إلى الغابات الاستوائية في الجنوب. وقارنوا بين السنوات العشر الأولى من هذا السجل والسنوات العشر الأخيرة. في العقد الأول، كانت الحرائق في أجزاء مختلفة من العالم تتصرف مثل مجموعة من الأشخاص يسيرون في اتجاهات مختلفة؛ فعندما تحترق منطقة أكثر من المعتاد، غالباً ما تحترق منطقة أخرى بشكل أقل، ويظل الإجمالي العالمي مستقراً نسبياً. ولكن في العقد الأخير، انقلب النمط. الآن، عندما تشهد منطقة ما عاماً من الاحتراق الشديد، تميل المناطق الأخرى إلى القيام بالشيء نفسه. هذه الظاهرة، التي يسميها الباحثون "التزامن الإقليمي"، تعني أن الشذوذ في البيانات يتراكم بدلاً من أن يتلاشى. والنتيجة هي إشارة حرائق عالمية أعلى بكال كثير وأكثر اضطراباً مما كانت عليه في السابق.

تظهر البيانات أن متوسط كمية الكربون المنبعثة بفعل الحرائق لم يتغير كثيراً خلال هذه السنوات الأربع والعشرين. فالكتلة الإجمالية للدخان والرماد تظل كما هي تقريباً في المتوسط. ما تغير هو اتساق التوقيت؛ فقد زاد التباين، أو حجم التقلبات من سنة إلى أخرى، بمق {سبعة أضعاف}. لم يأتِ هذا القفزة الهائلة في التقلب من احتراق مناطق فردية بشكل أكثر جموحاً من ذي قبل، بل جاء من احتراق المناطق في وقت واحد. وقد حسب الباحثون أن الارتباط بين هذه المناطق — أي مدى تحركها معاً — كان مسؤولاً عن 84 بالمائة من الزيادة في تقلب الحرائق العالمي. في الماضي، كان يمكن لعام سيء من الحرائق في المناطق الاستوائية أن يتم تعويضه بعام هادئ في الغابات الشمالية، أما الآن، فإن عاماً سيئاً من الحرائق في المناطق الاستوائية غالباً ما يصاحبه عام سيء من الحرائق في الغابات الشمالية، مما يخلق طفرة في انبعاثات الكربون العالمية أكبر بكثير من مجموع أجزائها.

هذا التزامن مثير للاهتمام بشكل خاص لأنه يربط بين مناطق تحترق في أوقات مختلفة تماماً من السنة. فغابات شمال آسيا وغابات جنوب شرق آسيا الاستوائية، على سبيل المثال، لديها مواسم حرائق لا تتداخل تقريباً. ومع ذلك، أصبح نشاط الحرائق السنوي فيها مرتبطاً ببعضه البعض بشكل وثيق. فعندما تحترق الغابات الشمالية فوق معدلها الطبيعي، تميل الغابات الجنوبية إلى فعل الشيء نفسه، رغم أن الحرائق تحدث بفارق أشهر. وهذا يشير إلى أن قوة مناخية واحدة واسعة النطاق هي التي تحرك الخيوط، حيث تجفف الوقود وتخلق ظروفاً للحريق عبر العالم بأكمله، بغض النظر عن الموسم المحلي. ووجد الباحثون أن هذا التحول في سلوك الحرائق جعل إشارة الحرائق العالمية مضخماً رئيسياً للتغيرات السنوية في نمو ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. وفي العقد الأخير، أصبح الرابط بين انبعاثات الحرائق والارتفاع في ثاني أكسيد الكربون قوياً للغاية، بمعامل ارتباط مربّع (R²) قدره 0.83، مقارنة بارتباط ضعيف بلغ 0.06 فقط في العقد السابق.

إن الآثار المترتبة على هذا الاكتشاف عميقة بالنسبة لكيفية فهمنا لدورة الكربون في الأرض. وبينما لا تزال تقلبات "بالوعة الكربون البرية" تهيمن على التباين الإجمالي في نمو ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، فإن المساهمة المباشرة للحرائق في هذه التقلبات قد نمت بشكل كبير. فعندما أزال الباحثون المساهمة المباشرة للحرائق من سجل الغلاف الجوي، انخفضت التقلبات السنوية في نمو ثاني أكسيد الكربون بنسبة 57 بالمائة في العقد الأخير. وفي العقد السابق، لم يكن لإزالة الحرائق أي تأثير تقريباً، حيث قللت التقلبات بنسبة 6 بالمائة فقط. وهذا يعني أن الحرائق انتقلت من كونها لاعباً ثانوياً إلى شخصية مركزية في دراما التغير في الغلاف الجوي. وتشير الدراسة أيضاً إلى أن إشارة الحرائق غالباً ما يصاحبها استجابة أوسع من اليابسة؛ فعندما تشتعل الحرائق، تتعرض النباتات المحيطة أيضاً للإجهاد بسبب نفس الظروف الحارة والجافة، مما يؤدي إلى إطلاق المزيد من الكربون من خلال التنفس. فالحريق ليس مجرد مصدر للدخان، بل هو علامة مرئية على اضطراب أوسع في قدرة الأرض على الاحتفاظ بالكربون.

ويؤكد الباحثون بحذر أنه بينما حددوا حالة التزامن الجديدة هذه، فإنهم لم يحددوا بعد الآلية الدقيقة التي تسببت في بدئها. لقد لاحظوا أن درجة الحرارة عبر هذه المناطق المختلفة أصبحت أيضاً أكثر تزامناً، حيث ترتفع وتنخفض معاً في كثير من الأحيان أكثر من ذي قبل. وهذا يشير إلى أن مناخاً دافئاً، ربما مدفوعاً بأنماط واسعة النطاق مثل ظاهرة "النينيو"، يخلق خلفية تحدث فيها أحوال الطقس المسببة للحرائق المتطرفة في وقت واحد عبر العالم. ومع ذلك، لا تدعي الدراسة أنها حلت اللغز حول سبب حدوث هذا التحول، ولا تضمن استمرار هذا النمط إلى الأبد. إنها لقطة لنظام متغير، تظهر أن أنظمة الحرائق في الأرض قد دخلت مرحلة جديدة من التنسيق.

في النهاية، يغير هذا العمل الطريقة التي يجب أن ننظر بها إلى ميزانية الكربون العالمية. فهو يوضح أن استقرار النظام العالمي يمكن أن يتقوض ليس فقط من خلال تحول المكونات الفردية لتصبح أكثر تطرفاً، بل من خلال بدء تلك المكونات في التحرك معاً. فعندما تعزز الاضطرابات الإقليمية بعضها البعض بدلاً من أن تلغي بعضها البعض، فإن الإشارة العالمية تتضخم. ولأول مرة، نرى أن مواسم الحرائق في الأرض لم تعد أحداثاً مستقلة منتشرة على الخريطة؛ بل هي مرتبطة، وقوتها المشتركة هي الآن قوة رئيسية تشكل مستقبل غلافنا الجوي. ومع استمرار ارتفاع حرارة الكوكب، سيكون فهم هذا الإيقاع الجديد للحرائق المتزامنة أمراً ضرورياً للتنبؤ بكمية ثاني أكسيد الكربون التي ستظل في الهواء ومدى سرعة تغير المناخ.