كشفت أبحاث جديدة من جامعة روتجرز أن مياه الذوبان من رفوف الجليد القطبية الجنوبية تساهم بكمية أقل بكثير من الحديد في المياه المحيطية المحيطة مما افترضه العلماء. وبدلاً من ذلك، يأتي معظم الحديد من المياه المحيطية العميقة والرواسب القارية. تتحدى النتائج التوقعات بشأن تسميد الحديد ودوره في امتصاص الكربون.
لسنوات، اعتبر العلماء الحديد المنبعث من الجليد القطبي الجنوبي الذائب آلية طبيعية محتملة لمكافحة تغير المناخ. اقترح مفهوم تسميد الحديد أن هذا الحديد سيحفز ازدهار الطحالب في المحيط الجنوبي، الذي بدوره يمتص ثاني أكسيد الكربون عبر التمثيل الضوئي. ومع ذلك، ينازع دراسة حديثة نُشرت في Communications Earth and Environment هذه الفكرة بناءً على قياسات ميدانية مباشرة. في عام 2022، قام باحثون بقيادة روب شيريل، أستاذ في قسم العلوم البحرية والساحلية في جامعة روتجرز-نيو برونزويك، ببعثات على متن كاسحة الجليد الأمريكية ناثانيال ب. بالمر إلى رف Dotson Ice Shelf في بحر أموندسن في غرب القطب الجنوبي. هذه المنطقة مهمة لأنها تدفع gran parte من ارتفاع مستوى سطح البحر من ذوبان الجليد القطبي الجنوبي. أخذ الفريق عينات من المياه في نقاط الدخول والخروج من التجاويف تحت رف الجليد، حيث تختلط المياه المحيطية العميقة الدافئة مع مياه الذوبان الجليدي. حللت المؤلفة الرئيسية فينكاتيش شيني، باحث ما بعد الدكتوراه في روتجرز، تركيزات الحديد، بما في ذلك الأشكال الذائبة والجزيئية. فحص المتعاونون جيسيكا فيتزسيمونز وجانيل ستيفن من جامعة تكساس أيه أند إم، إلى جانب تيم كونواي من جامعة جنوب فلوريدا، نسب النظائر لتتبع أصول الحديد. أظهرت النتائج أن مياه الذوبان تشكل فقط حوالي 10% من الحديد الذائب الخارج من التجويف. بالمقابل، يأتي 62% من المياه المحيطية العميقة، و28% من الرواسب على الرف القاري. «يقريبًا 90% من الحديد الذائب الخارج من تجويف رف الجليد يأتي من المياه العميقة والرواسب خارج التجويف، لا من مياه الذوبان»، قال شيني. لاحظ شيريل أن التقديرات السابقة للحديد من مياه الذوبان كانت أعلى عدة مرات. كما أشارت بيانات النظائر إلى طبقة سائلة تحت الجليد منخفضة في الأكسجين الذائب، والتي قد تحل الحديد من الصخور الأساسية بشكل أكثر فعالية من ذوبان الجليد نفسه. «ادعاؤنا في هذه الورقة هو أن مياه الذوبان نفسها تحمل حديدًا قليلاً جدًا، وأن معظم الحديد الذي تحمله يأتي من طحن وإذابة الصخور الأساسية في الطبقة السائلة بين الصخور الأساسية وطبقة الجليد، لا من الجليد الذي يدفع ارتفاع مستوى سطح البحر»، شرح شيريل. تشير هذه الرؤى إلى الحاجة إلى مراجعة نماذج المناخ بشأن مصادر الحديد في المحيط الجنوبي، الذي يلعب دورًا حاسمًا كأكبر حوض محيطي لثاني أكسيد الكربون في العالم. يدعو الباحثون إلى دراسات إضافية حول العمليات تحت الجليد لفهم تأثيرها بشكل أفضل على كيمياء المحيط والديناميكيات المناخية العالمية.