تعتبر التندرا مهمة حفرة الكربون، حيث يعمل بمثابة حوض يخزن كميات كبيرة من الكربون في تربته المتجمدة. ومع ذلك، فإن آثار تغير المناخ إنهم يغيرون هذه الوظيفة بشكل عميق. تؤدي الزيادة التدريجية في درجات الحرارة إلى إطلاق هذا الكربون على شكل ثاني أكسيد الكربون (CO2) y الميثان في الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى تفاقم ظاهرة الاحتباس الحراري.
تعتبر أنظمة التندرا البيئية، الواقعة في مناطق القطب الشمالي مثل جرينلاند وسيبيريا وألاسكا، حساسة بشكل خاص للتغيرات في المناخ. لأكثر من عقد من الزمن، كان الباحثون في محطة زاكنبرج في شمال جرينلاند يراقبون ميزانية الكربون في العالم التندرا في نصف الكرة الشماليمما يكشف كيف تغير الكائنات الحية التي تعيش في هذه المناطق دورها من تخزين الكربون إلى انبعاث صافي.
وفي دراسة حديثة نشرت في مجلة البحوث الجيوفيزيائية، يصبح من الواضح أن انبعاث ثاني أكسيد الكربون بواسطة الكائنات الحية يتزايد مع ارتفاع درجات الحرارة. وبالمثل، فإن عملية البناء الضوئي، وهو المفتاح لالتقاط ثاني أكسيد الكربون، يتأثر سلبًا أيضًا. وهناك درجات حرارة حرجة، مثل 2 درجات مئوية، والتي بمجرد تجاوزها، يتوقف عملياً تخزين الكربون في هذه النظم البيئية.
تأثير تغير المناخ على دورة الكربون التندرا
تتأثر دورة الكربون في التندرا بشكل مباشر بدرجات الحرارة. ومع ارتفاع درجة حرارة المناخ، تذوب الطبقة العليا من التربة الصقيعية، مما يسمح بدوره للكائنات الحية الدقيقة بتحلل التربة. مواد عضوية المجمدة سابقا. تؤدي هذه العملية إلى إطلاق كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون و الميثانوالغازات الدفيئة التي تزيد من تأثير تغير المناخ.
دراسات مختلفة، مثل تلك التي أخرجها وكالة ناسا في القطب الشمالي، تبين أن التندرا تتطور نحو سلوك أكثر شبهاً بسلوك التندرا الغابات الشمالية، النظم البيئية الموجودة في مناطق خطوط العرض المنخفضة. وتشمل هذه الظاهرة هجرة الأنواع النباتية مثل الشجيرات والأشجار الصغيرة نحو الشمال، مما يؤثر أيضًا على دورة الكربون.
عمليات الرصد عبر الأقمار الصناعية، باستخدام التكنولوجيا المتقدمة مثل آيس سات-2 y لاندسات، مكنت من توثيق هذه التغيرات في دورة الكربون وحركة الغطاء النباتي نحو القطب الشمالي. ومع وجود المزيد من النباتات الشجيرية، يمكن لمناطق التندرا أن تمتص بعض ثاني أكسيد الكربون، ولكن ذوبان التربة الصقيعية يظل يشكل تهديدا بالغ الأهمية، حيث أن انبعاثات الكربون القديم سوف تعوض أي امتصاص إضافي عن طريق النباتات.
إزالة الجليد المبكر وعواقبه
أحد أكبر التحديات التي تواجه التندرا هو تذويب مبكر المرتبطة بتغير المناخ. أشارت مجموعة من الباحثين إلى أن تقدم فصل الربيع، الذي يحدث بسبب فصول الشتاء الأكثر اعتدالًا، يغير دورة حياة الغطاء النباتي في منطقة التندرا. قد يؤدي هذا التغيير إلى تقليل قدرة التندرا على العمل كحيوان أليف بالوعة الكربون.
تضمن دورة التندرا الطبيعية أن النباتات، أثناء تحللها، تطلق الكربون ببطء في فصول الشتاء الطويلة، مما يسمح للتربة بتخزينه. ومع ذلك، فإن الذوبان المبكر يخلق خللاً في هذه الدورة، مما يسهل انبعاث ثاني أكسيد الكربون قبل أن تتمكن النباتات من امتصاص كميات كبيرة من خلال عملية التمثيل الضوئي. والنتيجة هي مساهمة صافية في زيادة غازات الدفيئة.
ارتفاع درجة حرارة القطب الشمالي وتراجع التندرا
من بين التأثيرات الأكثر وضوحًا لارتفاع درجة حرارة القطب الشمالي هو تراجع التندرا. وفقاً لأبحاث حديثة، إذا لم يتم تنفيذ تدابير تغير المناخ بشكل صارم، فمن المقدر أنه بحلول منتصف هذه الألفية، سيبقى 6٪ فقط من التندرا الحالية في شمال شرق روسيا. وترجع هذه العملية إلى توسع أنواع الأشجار مثل الصنوبر السيبيري، والتي تتقدم شمالًا بمعدل 30 كيلومترًا في العقد، مما يؤدي إلى إزاحة نباتات التندرا المميزة.
ولا يؤثر هذا التغيير على النباتات والحيوانات في القطب الشمالي فحسب، بل يؤثر أيضًا على قدرة التندرا الضعيفة بالفعل على تخزين الكربون، مما يؤدي إلى تسريع تغير المناخ في جميع أنحاء العالم. تسمح درجات الحرارة الأكثر دفئًا بتحلل أكبر للمواد العضوية، مما يؤدي بدوره إلى إطلاق المزيد من الكربون من التربة الصقيعية.
التندرا باعتبارها بالوعة الكربون في خطر
تاريخياً، اعتبرت منطقة التندرا منطقة بالوعة الكربون فعال بسبب درجات الحرارة المنخفضة التي تحد من تحلل المواد العضوية. ومع ذلك، فإن آثار ظاهرة الاحتباس الحراري تتسبب في تقويض هذا الدور. كما السرمدي عند ذوبانها، تبدأ كميات كبيرة من الكربون المخزنة منذ قرون في الانطلاق، مما قد يحول منطقة التندرا إلى مصدر صافي للكربون بدلاً من أن تكون بالوعة.
تستمر الدراسات العلمية في مناقشة ما إذا كانت هذه النظم البيئية في القطب الشمالي قادرة على الاستمرار في أداء دورها كمصارف للكربون في ظل الظروف المناخية الحالية، ولكن ما هو واضح هو أن الزيادة في درجة الحرارة وذوبان التربة لا يبشر بالخير بالنسبة لقدرة تخزين الكربون في التندرا. وقد دفع هذا الوضع المجتمع العلمي إلى إطلاق نداءات عاجلة لحماية هذه النظم البيئية، وتنفيذ تدابير صارمة للتخفيف من تغير المناخ.
تستمر الدراسات الحديثة في إظهار أن منطقة التندرا، وهي نظام بيئي هش، تمر بعملية تحول يمكن أن تغير وظيفتها الأساسية كمخزن للكربون. وبدون اتخاذ تدابير كافية، فإن الذوبان المتسارع للتربة الصقيعية سوف يستمر في إطلاق كميات كبيرة من الغازات الدفيئة، مما يساهم بشكل أكبر في ظاهرة الاحتباس الحراري.