Mercury isotopes uncover climate-driven exposure pathways in Arctic food webs
تستخدم هذه الدراسة نظائر الزئبق المستقرة في فقمات الفراء لتوضيح أن الزيادات الناجمة عن المناخ في الجريان السطحي البري وتغير التيارات المحيطية تعرض المفترسات العليا في القطب الشمالي لمستويات متزايدة من الزئبق، مما يخلق تهديدات صحية متنامية رغم انخفاض الانبعاثات البشرية المنشأ عالمياً.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تتعرض منطقة القطب الشمالي للاحترار بمعدل أسرع من أي مكان آخر على وجه الأرض، وهو تحول يؤدي إلى ذوبان الجليد البحري، وإذابة التربة المتجمدة، وتغيير التيارات المحيطية. هذه التغيرات الفيزيائية لا تعيد تشكيل المشهد الطبيعي فحسب؛ بل تعمل أيضًا على إعادة تحريك الملوثات القديمة العالقة في الجليد والتربة منذ قرون. ومن أكثر هذه الملوثات إثارة للقلق هو الزئبق، وهو معدن سام يدخل في السلسلة الغذائية ويتراكم في أجسام الحيوانات والبشر. وبينما نجحت الجهود العالمية في تقليل كمية الزئبق المنبعثة في الغلاف الجوي من المصانع والمناجم، فإن مستويات هذا السم في الحياة البرية في القطب الشمالي لا تنخفض كما هو متوقع، بل إنها ترتفع في بعض الأماكن. وقد ترك هذا التباين العلماء في حيرة من أمرهم: إذا كان الهواء يصبح أنظف، فلما-ذا تمرض الحيوانات؟ تكمن الإجابة في فهم كيفية انتقال الزئبق عبر البيئة، وكيف يتغير شكله، وكيف يفتح المناخ المتغير أبوابًا جديدة لدخول هذا السم إلى الشبكة الغذائية.
ولحل هذا اللغز، لجأ الباحثون إلى أداة فريدة: البصمات الكيميائية التي تتركها ذرات الزئبق وراءها. يوجد الزئبق في عدة نسخ مختلفة قليلاً، تسمى النظائر، والتي تعمل كعلامات مميزة. بعض هذه العلامات تتغير عندما يتعرض الزئبق لأشعة الشمس، بينما تتغير أخرى عندما تعالجها النباتات أو البكتيريا. ومن خلال قياس هذه الاختلافات الدقيقة في الأنسجة العضلية لفقمات الفقمة الحلقية (ringed seals)، وهي نوع رئيسي يوجد في جميع أنحاء القطب الشمالي، يمكن للعلماء تتبع مصدر الزئبق بدقة والمسار الذي اتخذه قبل وصوله إلى الحيوان. وتكشف هذه الدراسة، وهي الأولى من نوعها التي تقارن هذه التواقيع النظائرية عبر منطقة القطب الشمالي بأكملها، أن مصدر الزئبق ليس موحدًا؛ بل يعتمد بشكل كبير على ما إذا كان الفقم يعيش في منطقة يهيمن عليها الجريان السطحي من اليابسة أو التيارات المحيطية.
قام الباحثون بتحليل عينات عضلية من 232 فقمة حلقية تم جمعها بين عامي 2014 و2024 من ثمانية مواقع مختلفة، تمتد من ألاسكا وكندا إلى جرينلاند وسفالبارد. ووجدوا انقسامًا صارخًا في البيانات؛ حيث تحمل الفقم التي تعيش في القطب الشمالي العالي الكندي وشمال جرينلاند أعلى مستويات من الزئبق. كما أظهرت هذه الحيوانات توقيعًا كيميائيًا محددًا يشير إلى أن الزئبق قضى وقتًا على اليابسة؛ فقد ترسب من الهواء على التندرا، وامتصته النباتات وتجمد في التربة، ثم جُرف إلى المحيط بواسطة الأنهار مع ذوبان التربة الصقيعية. ولأن هذا الزئبق تمت معالجته بواسطة اليابسة ولم يتعرض للكثير من ضوء الشمس في الماء، ظلت علاماته الكيميائية متميزة. في المقابل، كانت الفقم في غرب سفالبارد وأجزاء من جرينلاند تمتلك مستويات أقل بكثير من الزئبق، وحكت تواقيعها الكيميائية قصة مختلفة: لقد سافر هذا الزئبق لمسافات طويلة عبر المحيط، مدفوعًا بتيارات دافئة تتدفق شمالًا من المحيط الأطلسي. وكان هذا الزئبق المحيطي قد تعرض لمزيد من ضوء الشمس وعولج بشكل مختلف قبل دخوله إلى الشبكة الغذائية.
وتستبعد الدراسة صراحةً فكرة أن هذه الاختلافات ناتجة عما تأكله الفقم؛ فبينما يمكن للنظام الغذائي أن يؤثر على التواقيع الكيميائية، إلا أن الأنماط المرصودة كانت أكبر وأكثر اتساقًا مع الجغرافيا المحيطية بحيث لا يمكن تفسيرها باختيارات الغذاء وحدها. كما وجد الباحثون أن الفقم في القطب الشمالي العالي لم تكن ببساطة تأكل المزيد من الزئبق لأنها تقع في مرتبة أعلى في السلسلة الغذائية، بل إن مصدر الزئبق نفسه كان مختلفًا. إن المستويات العالية في فقم الكندي وجرينلاند مدفوعة بإطلاق "الزئبق الموروث" المخزن في التربة، وهي عملية يسرعها تغير المناخ. ومع ذوبان الأرض وتدفق الأنهار بقوة أكبر، يتم غسل هذا السم المخزن في المياه الساحلية، حيث يتم امتصاصه بسرعة من قبل الكائنات الدقيقة وينتقل صعودًا إلى الفقم.
وبالنظر إلى المستقبل، استخدم الباحثون نماذج حاسوبية لمحاكاة كيف قد يتغير المحيط المتجمد الشمالي بحلول نهاية القرن. وتشير هذه المحاكاة إلى أن الوضع قد يزداد سوءًا؛ فمع استمرار ارتفاع درجة حرارة المناخ، من المرجح أن يؤدي ذوبان التربة الصقيعية إلى إطلاق المزيد من الزئبق من اليابسة إلى الأنهار. وفي الوقت نفسه، فإن التغيرات في دوران المحيطات، مثل ضعف التيارات العظيمة التي تبقي بعض المناطق عذبة حاليًا، قد تغير كيفية توزيع هذا الزئبق. وإذا تغيرت التيارات المحيطية، فقد تبدأ مناطق كانت آمنة حاليًا في تلقي أحمال أعلى من الزئبق من اليابسة، بينما قد تشهد مناطق أخرى أنماطًا مختلفة من التعرض. وتشير الدراسة إلى أنه حتى لو أوقف البشر جميع انبعاثات الزئبق الجديدة اليوم، فإن الإطلاق الناجم عن المناخ للزئبق القديم المخزن سيستمر في تهديد الحياة البرية والمجتمعات الأصلية التي تعتمد عليها في غذائها.
يسلط هذا البحث الضوء على فجوة حرجة في فهمنا للصحة البيئية؛ فهو يوضح أن تقليل الانبعاثات ليس سوى نصف المعركة، إذ أصبح المناخ نفسه يعمل الآن كمصدر ثانوي للتلوث، حيث يفتح خزانات السموم التي كانت محبوسة لأجيال. إن فقمة الحلق، وهي نوع عمل لفترة طويلة كـ "حارس" لصحة القطب الشمالي، تروي الآن قصة عالم متغير حيث يلحق الماضي بالحاضر. ومن خلال تتبع هذه البصمات الكيميائية، يمكن للعلماء الآن التنبؤ بالموجات القادمة من التلوث التي قد تضرب، مما يوفر أداة حيوية لحماية النظام البيئي الهش في القطب الشمالي وكذلك الناس الذين يسكنونه.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.