محيطات لا تتنفس
ينفد الأكسجين في المحيطات التي ترتفع درجة حرارتها ، وتشعر أعنف الحيوانات المفترسة بالآثار بالفعل
مصر: إيهاب محمد زايد
خارج جزر الكناري في إسبانيا – يصل الخلاص أحيانًا في أحلك الساعات. بعد قرابة 4 أيام وليالٍ من العبث ، جاء الصراخ من ظهر قارب الصيد الصغير بعد 3 ساعات من غروب الشمس. ”أزول! أزول! أزول! ”
وقف رايكو غارسيا هاباس على الدرابزين بالقرب من المؤخرة ، وهو يجهد ضد قضيب الصيد عندما كانت سمكة ضخمة – سمكة قرش زرقاء (أزول) ، كما كان متأكدًا – تجرها نحو مياه المحيط الأطلسي المظلمة. نظر من فوق كتفه إلى فريق من علماء الأحياء ، وابتسم ابتسامة عريضة ، وصرخ “Cervezas! Cervezas! ”
تم دعم هذه القصة بمنحة من Vapnek Family Fund.
سيتعين على البيرة (سيرفيزا) الانتظار. أولاً ، سيحتاج هذا الصياد البطل – الذي تحول إلى مرشد صيد للعلماء – إلى بكرة أي شيء كان على الطرف الآخر من الخط. بعد ذلك ، سيتعين على العلماء سحب سمكة القرش – إذا كانت سمكة قرش – إلى جانب القارب ، وحفر ثقبين في الزعنفة الظهرية ، وإرفاق جهاز يشبه مصباح برتقالي نيون كبير الحجم.
إذا سارت الأمور على ما يرام ، فإن القرش سيعود في غضون دقائق إلى المياه قبالة الطرف الجنوبي لجران كناريا ، وهي جزيرة تبعد 210 كيلومترات غرب الساحل المغربي. الجهاز الذي يحمله الآن سيسجل كل ارتعاش في ذيله على شكل منجل ، كل غوص في أعماق الشفق ، كل تيار يسبح من خلاله. ستوفر رحلتها نافذة على اتجاه بيئي مقلق ، يسمى إزالة الأكسجين من المحيط ، والذي يؤثر على الحياة البحرية ، بما في ذلك بعض أقوى الحيوانات المفترسة في البحر.
يقوم سيرجيو اسكوديرو شياه ، أحد الصيادين ، بإعداد الصفوف.
قبالة جران كناريا ، إحدى جزر الكناري ، حمل قارب صيد صغير فريقًا من العلماء على أمل أن تسبح أسماك القرش في اتجاه منطقة منخفضة الأكسجين.
يؤدي تغير المناخ إلى تسرب الأكسجين من المحيط عن طريق ارتفاع درجة حرارة المياه السطحية. هناك تهديدان آخران متعلقان بالمناخ على البحار – تحمض المحيطات وموجات الحرارة البحرية – يحظيان باهتمام أكبر من العلماء والجمهور. لكن يعتقد بعض الباحثين أن إزالة الأكسجين يمكن أن تشكل في نهاية المطاف تهديدًا أكثر أهمية ، مما يجعل مساحات شاسعة من المحيط أقل ملاءمة للحياة البحرية ، وتغيير النظم البيئية ، ودفع مصايد الأسماك القيمة إلى مياه غير مألوفة. مع استمرار الاحتباس الحراري ، من المؤكد أن المشكلة ستزداد سوءًا ، مع توقعات مزعجة بأنه بحلول عام 2100 يمكن أن ينخفض أكسجين المحيط بنسبة تصل إلى 20٪. يجب أن تكون أسماك القرش – وهي أسماك سريعة الحركة تحرق الكثير من الأكسجين ، وتجلس على قمة سلاسل الغذاء وتتقاطع مع مساحات شاسعة من المحيط – مؤشرات حساسة للتأثيرات.
هذا هو السبب في أن مجموعة من العلماء البريطانيين والبرتغاليين نزلوا إلى البحر على متن قارب غارسيا هاباس في نوفمبر 2022. وأدى إعلانه عن سمكة قرش على الخط إلى دفعهم إلى العمل. تم شد وسادات الركبة. انزلقت الأيدي مرة أخرى داخل القفازات بعد إزالة إنذار كاذب قبل ساعة. “أخيراً!” قال ديفيد سيمز ، عالم الأحياء البحرية الملتحي الذي يترأس البعثة.
شهد SIMS ، من جمعية الأحياء البحرية في المملكة المتحدة وجامعة ساوثهامبتون ، نصيبه من الدراما وخيبة الأمل والكوميديا العرضية على مدى 3 عقود من دراسة أسماك القرش. لقد ارتدى بذلة متسلسلة للسباحة مع أسماك القرش التي يبلغ طولها 3 أمتار. قاد مرة قاربًا في مطاردة ساخنة لما كان يعتقد أنه سمكة قرش متشمس بحجم حافلة مدرسية – فقط ليجد أن اليقظة التي كان يتبعها جاءت من سمك السلمون المنفرد. تشابك مع catshark المشاكس الذي قفز من الماء وأمسك بمصباحه. يروي الرجل النحيف البالغ من العمر 53 عامًا هذه الحكايات ببهجة على ما يبدو غير منقوصة لأنه عندما كان طفلاً صغيرًا ، كان مفتونًا بأسماك القرش التي جرفتها المياه على الشواطئ بالقرب من منزله على الساحل الجنوبي الشرقي لإنجلترا.
لاحظ سيمز لأول مرة وجود صلة بين سلوك القرش ومستويات الأكسجين في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. لقد قضى هو والعديد من الأصدقاء سنوات في فك رموز عادات التغذية والتزاوج لأسماك القرش الصغيرة المرقطة ، وهي سمكة ذات لون كريمي يبلغ طولها مترًا وذات عيون كبيرة بشكل كارتوني. لقد عملوا في مدخل على الساحل الجنوبي الغربي الأيرلندي ، حيث ركدت المياه العميقة خلال الصيف. عندما نظر سيمز إلى البيانات من علامات التتبع المرفقة بأسماك القرش ، رأى الأسماك تسبح بالقرب من السطح في الصيف ، متجنبة جيبًا به أكسجين منخفض. يقول سيمز: “لقد كانت حقًا حالة كلاسيكية لتقليل الأكسجين مما أدى بوضوح إلى إزاحة أسماك القرش من المكان الذي أرادت أن تكون فيه”.
كان الاكتشاف مجرد حاشية في عمله catshark. لكن الملاحظة عادت إليه في عام 2011 تقريبًا ، عندما كان يتتبع أسماك قرش ماكو الزرقاء والقصيرة الزعانف التي تعبر الجانب الشرقي من المحيط الأطلسي. بعد وضع علامات متصلة بالأقمار الصناعية على حفنة من الأسماك ، شعر بالحيرة عندما بدت أسماك القرش منجذبة إلى رقعة كبيرة من المياه حيث ينتفخ شمال غرب إفريقيا في نهر أت.lantic ، وهي منطقة معروفة بانخفاض نسبة الأكسجين فيها. أسماك قرش المحيطات المفتوحة هذه هي العدائين الأولمبيين في العالم البحري – ماكو قادرة على رشقات نارية تصل إلى 35 كيلومترًا في الساعة. لماذا يتجهون نحو الأماكن التي تقل فيها نسبة الأكسجين؟ وماذا يمكن أن يعني ذلك لمستقبل الحياة البحرية حيث تنمو مساحات شاسعة من المياه منخفضة الأكسجين بشكل أكبر حول العالم؟
قام العلماء لسنوات بتوثيق المناطق الميتة التي تعاني من نقص الأكسجين في أماكن مثل خليج المكسيك وبحر البلطيق. هناك ، يتسبب التلوث الناجم عن المغذيات المتدفقة من الأرض ، مثل الأسمدة الاصطناعية ، في تكاثر الطحالب. تتغذى الميكروبات على النباتات المتعفنة وتستهلك الأكسجين. يمكن أن يؤدي تدفق المياه منخفضة الأكسجين إلى إغراق منطقة ما بسرعة كبيرة بحيث تختنق السرطانات ونجوم البحر وحتى الأسماك قبل أن تهرب. تتشكل المناطق منخفضة الأكسجين أيضًا بشكل طبيعي على طول الحواف الغربية للأمريكتين وإفريقيا ، حيث ترتفع المياه المستنفدة للأكسجين والتي لم تشهد ضوء النهار منذ عقود.
في المحيط المفتوح ، تعمل التيارات والعواصف على تحريك المياه ، مما يؤدي إلى ارتفاع مستويات الأكسجين. ومع ذلك ، منذ تسعينيات القرن الماضي ، تنبأت النماذج المناخية بأن ارتفاع درجة حرارة المناخ من شأنه أن يستنفد الأكسجين هناك أيضًا. تحتفظ المياه السطحية التي يتم تسخينها من خلال ارتفاع درجات حرارة الهواء بكمية أقل من الأكسجين ، وتناقض درجة الحرارة المتزايدة بين الطبقات السطحية والمياه الأكثر برودة والأعمق تبطئ الاختلاط الذي ينقل الأكسجين إلى الأعماق. في خطوط العرض الأعلى ، يمكن أن يغرق الجليد الذائب الطبقات السطحية بمياه ذائبة عذبة منخفضة الكثافة ، مما يقوي الطبقات ويقلل الاختلاط.
في عام 2008 ، أطلقت ورقة بحثية في مجلة Science ناقوس الخطر. وجد العلماء الألمان والأمريكيون أن المناطق منخفضة الأكسجين قبالة إفريقيا والأمريكتين كانت تنمو بشكل أعمق وتفقد المزيد من الأكسجين. منذ الستينيات ، توسعت هذه المناطق بنحو 4.5 مليون كيلومتر مربع ، بالقرب من منطقة الاتحاد الأوروبي. في المياه التي يتردد عليها أسماك قرش سيمز قبالة الساحل الشمالي الغربي لإفريقيا ، تضاعف سمك الطبقة منخفضة الأكسجين تقريبًا على مدى 5 عقود ، من 370 مترًا إلى 690 مترًا. بحلول عام 2008 ، ارتفع قمته إلى أقل من 150 مترًا تحت السطح. وحذر العلماء من أن الاتجاه العالمي “قد يكون له عواقب وخيمة على النظم البيئية والاقتصادات الساحلية.”
في عام 2017 ، نشر العلماء المزيد من الأخبار المقلقة في مجلة Nature. بشكل عام ، فقدت محيطات العالم بالفعل ما يقرب من 2٪ من الأكسجين منذ عام 1960 ، أي ضعف ما توقعته النماذج المناخية.
بالنسبة إلى Andreas Oschlies ، عالم الكيمياء الجيولوجية الحيوية في مركز GEOMAR Helmholtz لأبحاث المحيطات Kiel وخبير بارز في نمذجة الأكسجين في المحيط ، كانت الآثار مذهلة. إذا استمر هذا الاتجاه ، فقد يعني ذلك خسارة محتملة بنسبة 20٪ بحلول عام 2100 ، كما يقول. وهذا يساوي الانتقال من مستوى سطح البحر إلى ارتفاع يزيد عن 2000 متر على الأرض. يتذكر أوشليس قائلاً: “لقد فكرت في” نجاح باهر “. “هذا هو التغيير الأكبر وربما التغيير الأكثر إثارة للقلق الذي نراه في المحيط. فكرت على الفور في أحداث الانقراض الكبرى (الماضية) “. على سبيل المثال ، في نهاية العصر البرمي قبل 256 مليون سنة ، ساعد ارتفاع درجات حرارة المحيط وانخفاض مستويات الأكسجين بنسبة 80٪ في إحداث أكبر انقراض في تاريخ الأرض. اختفى ما يصل إلى 96٪ من جميع الأنواع البحرية.
وبالمقارنة ، فإن الانخفاض بنسبة 2٪ في مستويات الأكسجين الذي شوهد حتى الآن قد لا يبدو كثيرًا. لكن المتوسطات العالمية يمكن أن تكون مضللة ، كما تحذر ليزا ليفين ، عالمة المحيطات البيولوجية في معهد سكريبس لعلوم المحيطات والتي درست آثار انخفاض الأكسجين على النظم البيئية للمحيطات لأكثر من 30 عامًا. يقول ليفين: “هناك أماكن في المحيط شهدت انخفاضًا أكبر بكثير”. “ربما تكون هذه التغييرات مهمة للغاية.”
قبالة ساحل أوريغون ، بدأ الصيادون في عام 2002 في سحب الفخاخ المليئة بالسرطانات المختنقة. تعتبر مستويات الأكسجين المنخفضة أمرًا روتينيًا في تلك المياه ، التي يتغذى عليها تيار عميق مستنفد الأكسجين من شمال المحيط الهادئ الذي يتدفق بالقرب من الساحل. المغذيات الموجودة في مياه الصرف تجعل المنطقة أرضًا خصبة لصيد الأسماك. كما أنها تغذي الطحالب التي تستنفد الأكسجين أكثر عندما تتحلل.
لكن عام 2002 كان متطرفًا. وجد العلماء أن مستويات الأكسجين قد انخفضت بنسبة 65٪ ، مقارنة بالمتوسطات التاريخية ، في أكثر من 800 كيلومتر مربع من المياه الساحلية. “اعتقدت أنها كانت لمرة واحدة فقط. هذا هو المحيط الهادئ مع الأمواج والرياح. يقول فرانسيس تشان ، عالم البيئة البحرية في جامعة ولاية أوريغون (OSU) ، كورفاليس ، الذي درس الحدث ، “ليس من المفترض أن ينفد الأكسجين لدينا”. “ثم حدث ذلك مرة أخرى في العام التالي ، ثم العام الذي يليه ، والسنة التي تليها ، والسنة التي تليها.”
تغيرات البحر
نمت المناطق منخفضة الأكسجين التي تتشكل حيث تركز التيارات المياه المستنفدة على طول الحواف الغربية للقارات على مدى نصف القرن الماضي. أظهرت أسماك القرش المهاجرة الزرقاء والقصيرة الزعانف المزودة بأجهزة تتبع تفضيلًا لبقعة كبيرة من المياه منخفضة الأكسجين قبالة الساحل الشمالي الغربي لإفريقيا ، بيرهاملاحظة لأنها تحصر فريستهم في المياه الضحلة.
اليوم ، يتحدث العلماء في ولاية أوريغون عن “موسم نقص الأكسجة”. في بعض فصول الصيف ، تغطي المياه منخفضة الأكسجين قبالة الساحل ما يصل إلى 15000 كيلومتر مربع ، أي ما يعادل المنطقة الميتة في خليج المكسيك. ليس من غير المعتاد أن تؤدي التيارات المتغيرة أو تدفق التلوث إلى استنفاد الأكسجين مؤقتًا في بقعة من المحيط. لكن من غير المرجح أن يلين هذا التراجع. انخفضت مستويات الأكسجين بشكل مطرد ، بنسبة 30 ٪ خلال نصف القرن الماضي ، في التيار الذي يغسل ساحل ولاية أوريغون. في الوقت نفسه ، ازدادت قوة الرياح الساحلية التي تدفع تدفق المياه ، ربما بسبب ارتفاع درجات حرارة الأرض. يتساءل جاك بارث ، عالم المحيطات بجامعة ولاية أوهايو ، عما إذا كان الأكسجين في المنطقة سينخفض بمقدار الثلث الآخر في الخمسين عامًا القادمة. يقول: “هذا شيء مخيف بعض الشيء”.
حتى لو لم يقتل الأكسجين المتساقط الحيوانات البحرية ، فإنه يمكن أن يؤثر عليها بطرق لا تعد ولا تحصى. يمكن أن يتداخل مع هرمونات الأسماك الضرورية للتكاثر ، ويوقف نمو الأسماك الصغيرة ، ويضعف جهاز المناعة ، وحتى يصيب الحيوانات بالعمى. تقول ليليان ماكورميك ، باحثة ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو: “لدينا أنواع من جنوب كاليفورنيا معرضة إلى حد ما لفقدان الأكسجين ، وسوف تتأثر”.
يعمل على درجة الدكتوراه. وجد ماكورميك ، وهو طالب في مختبر ليفين ، أن يرقات نوعين شائعين في مياه جنوب كاليفورنيا – حبار السوق وسرطان البحر الصخري الجميل – بدأت تفقد بصرها عندما ينخفض الأكسجين بنسبة أقل من 10٪. في المستويات الأدنى ، تكون الحيوانات عمياء تقريبًا. وتقول إن مشاكل الرؤية قد تجعل من الصعب عليهم الصيد – أو تجنب أن يصبحوا وجبة طعام أخرى.
على نطاق أوسع ، يمكن دفع بعض الكائنات الحية خارج موائلها. مع ارتفاع درجة حرارة المياه ، يستهلك سكان المحيطات الأكسجين بسرعة أكبر ، مما يضعهم في مسار تصادمي مع انخفاض إمدادات الأكسجين. استنادًا إلى حدود التمثيل الغذائي وظروف المحيط المتغيرة ، حسب العلماء في عام 2015 أن مقدار المساحة الصالحة للسكن في مياه المحيط الضحلة للأنواع الشائعة مثل سمك القد الأطلسي وسرطان البحر الصخري والدنيس الاستوائي يمكن أن يتقلص بنسبة تصل إلى 26٪ بنهاية قرن.
في عام 2018 ، أصدرت الذراع العلمية للأمم المتحدة ، اليونسكو ، تقريرًا بعنوان المحيط يفقد أنفاسه. بعد عام ، نشر الاتحاد الدولي للحفاظ على الطبيعة (IUCN) مجلدًا من 588 صفحة يوضح بالتفصيل التهديد الذي تتعرض له النظم البيئية للمحيطات والأشخاص الذين يعتمدون عليها. في ورقة بحثية نُشرت عام 2020 ، خلص العلماء إلى أنه في هذا القرن ، من المحتمل أن يكون لانخفاض الأكسجين تأثير أكبر على المحيط من موجات الحرارة تحت الماء وتحمض المحيطات. هذه التهديدات مألوفة ، لكن “الأكسجين لا يزال غير موجود على رادارات معظم الناس” ، كما يقول ليفين ، الذي عمل في الدراسة.
لهذا السبب من المهم مشاهدة أسماك القرش ، كما يقول ليفين. لا يقتصر الأمر على احتمال تعرضهم لفقدان الأكسجين ، ولكن أسماك القرش تتصدر عناوين الأخبار أيضًا. يقول ليفين: “إذا كتب [سيمز] نفس الورقة بالضبط وكان يتعلق ببعض الأسماك التي لم يسمع عنها أحد باسم غامض يبلغ طوله 6 بوصات ، فلن يكون لها نفس التأثير”. “الملاحظات على الأنواع التي يهتم بها الناس ستساعد حقًا.”
منذ أن لاحظ أن أسماك القرش انجذبت نحو الساحل الأفريقي ، قام سيمز بتجميع تفسير لسلوكهم. إنه يشتبه في أن المنطقة منخفضة الأكسجين تعمل مثل السياج ، حيث تحصر الماكريل والصوري وفرائس أخرى في حوض صغير غني بالأكسجين من الماء بالقرب من السطح. هذا يخلق مناطق صيد غنية لأسماك القرش.
تدعم هذه الفكرة العلامات التي وضعها هو وزملاؤه على أكثر من 100 سمكة قرش زرقاء وماكو. في العادة ، يغوص كلا نوعي أسماك القرش إلى عمق 1000 متر أو أكثر بحثًا عن الطعام. لكن عندما وصل ماكو المعلّمون إلى المنطقة ، بقوا فوق 200 متر. لا تزال أسماك القرش الزرقاء ، التي لديها شهية أكبر للحبار والأخطبوط المتحملين لنقص الأكسجة ، تسبح في أماكن بها نسبة أكسجين أقل. لكن متوسط عمق غوصهم البالغ 750 مترًا كان أقل بنسبة 40٪ من المعتاد. يعكس هذا السيناريو الملاحظات التي استمرت لعقد من الزمان والتي تشير إلى أن أسماك المحيطات الكبيرة الأخرى – مثل سمك المارلين وسمكة أبو شراع – تحافظ أيضًا على قرب السطح في المناطق التي يتم فيها استنفاد الأكسجين في المياه العميقة.
لم تكن أسماك القرش هي الحيوانات المفترسة الوحيدة في تلك المياه. تقوم أساطيل الصيد بتجميع الخيوط الطويلة – خطوط عائمة طولها كيلومترات مزينة بخطافات – لا تدخل في نفس هذه الأماكن بحثًا عن أسماك القرش الزرقاء. في جميع أنحاء العالم ، يتم صيد ما يصل إلى 20 مليون سمكة قرش زرقاء كل عام بسبب زعانفها ولحومها (د) يصنف الاتحاد الدولي لحماية الطبيعة (IUCN) الآن الأنواع على أنها “قريبة من التهديد”. على الرغم من تقييد التجارة في أسماك الماكو قصيرة الزعانف ، إلا أن أسماك القرش المهددة بالانقراض تموت أيضًا عندما يتم ربطها بالخطاف.
