استخدم العلماء غباراً كونياً لإعادة بناء تاريخ جليد البحر الآركتي لمدة 30,000 عام، مما يظهر تحولات دراماتيكية مرتبطة بتغييرات المناخ. الدراسة، المنشورة في مجلة Science، تربط تغطية الجليد بدورات المغذيات وتأثيرات بيئية مستقبلية. النتائج تبرز كيف يمكن أن يعزز انخفاض الجليد نشاط الفيتوプランكتون ويغير شبكات الغذاء.
انخفض جليد البحر الآركتي بنسبة تزيد عن 42% منذ عام 1979، عندما بدأت الأقمار الصناعية في إجراء قياسات متسقة. مع ترقق الجليد وتراجعه، يمتص المحيط المكشوف المزيد من ضوء الشمس، مما يسرع الاحترار وقد يؤدي إلى صيف بدون جليد في العقود القادمة.
نشرت دراسة في 6 نوفمبر في مجلة Science استخدمت الغبار الكوني —جزيئات دقيقة من النجوم المنفجرة أو المذنبات المتفككة التي تحمل الهيليوم-3— لتتبع تغطية الجليد القديمة. قاس الباحثون الهيليوم-3 في نوى الرواسب من ثلاثة مواقع آركتية تغطي تدرجات الجليد الحديثة: واحدة قرب القطب الشمالي مع تغطية طوال العام، وأخرى على الحافة الموسمية في سبتمبر، وثالثة كانت مغطاة بالجليد في عام 1980 لكنها الآن تشهد مياه مفتوحة دورية.
"إنه مثل البحث عن إبرة في كومة قش", قال فرانكي بافيا، أستاذ مساعد في علم المحيطات في جامعة واشنطن الذي قاد البحث. "لديك هذه الكمية الصغيرة من الغبار الكوني تمطر في كل مكان، لكن لديك أيضاً رواسب أرضية تتراكم بسرعة كبيرة."
كشف التحليل عن غبار كوني ضئيل أثناء العصر الجليدي الأخير منذ حوالي 20,000 عام، مما يشير إلى جليد مستمر حجب الغبار عن الوصول إلى قاع البحر. مع تسخين الكوكب بعد العصر الجليدي، عاد الغبار إلى الرواسب، مشيراً إلى انخفاض الجليد.
رابطاً الجليد بالبيولوجيا، وجد الفريق أن استهلاك المغذيات بواسطة الفورامينيفيرا —المقاس عبر السمات الكيميائية في قشورها— كان الأعلى خلال فترات الجليد المنخفض. "مع انخفاض الجليد في المستقبل، نتوقع رؤية زيادة في استهلاك المغذيات بواسطة الفيتوプランكتون في الآركتيك، مما له عواقب على شبكة الغذاء", قال بافيا.
تشمل الدوافع المحتملة تعزيز التمثيل الضوئي السطحي بسبب انخفاض الجليد أو تخفيف المغذيات بمياه الذوبان، على الرغم من الحاجة إلى مزيد من البحث لتمييز مكاسب الإنتاجية. "إذا استطعنا توقع توقيت وأنماط مكانية لانخفاض تغطية الجليد في المستقبل، سيساعد ذلك في فهم الاحترار، وتوقع التغييرات في شبكات الغذاء والصيد، والاستعداد للتحولات الجيوسياسية", أضاف بافيا.
يشمل المؤلفون المشاركون جيسي آر. فارمر من جامعة ماساتشوستس بوسطن، لورا جيميري وتوماس إم. كرونين من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، وجوناثان تريفكورن وكينيث إيه. فارلي من Caltech. دعم العمل الجمعية الوطنية للعلوم وZمنحة ما بعد الدكتوراه Foster وCoco Stanback.