مقدّمةٌ-מבוא

تأثير درجة الحموضة على الشِعَاب المَرجانية

مُعاد صياغته من مادة: مَؤور لانداو ق. ، ﭘـاردا، ف.، ﭼـوفردو س.، دوﭬـنسكي تس. وليﭭـي أ. (2014) "تأثير ارتفاع حموضة المحيطات وارتفاع درجة الحرارة العالميّة على الشعاب المرجانية في البحر الأبيض المتوسط". علم البيئة وعلم البيئة المحيطة، (1) 5، ص. 53-57.

الصورة رقم 1: شِعاب مَرجان البحر الأبيض المتوسط Balanophyllia Europaea

يُغيِّر ارتفاعَ تركيز ثاني أكسيد الكربون CO₂ في الغلاف الجوّي التركيب الكيميائيّ لمياه المحيطات، هذه الظاهرة تُعرف بِاسمِ "ارتفاع حموضة المحيطات". إضافة إلى ما سبق، يتسبب ارتفاع تركيز ثاني أكسيد الكربون في ارتفاع درجة حرارة الكرة الأرضية وارتفاع في درجة حرارة الماء قرب سطح البحر.

رُصد، خلال العقود الأخيرة، ارتفاع بحوالي 0.3-0.4 درجات مئوية في المعدل السَّنوِيّ لدرجات الحرارة في الطبقات العليا للبحار، ويتوقّع العلماء ارتفاعًا آخرَ بحوالي 4 درجات مئوية إضافية حتى نهاية القرن الحاليّ. أمّا بالنسبة إلى درجة الحموضة (pH) في مياه البحار والمحيطات فإنّها تساوي 8.1 حسَب القياسات الأخيرة، وتُعتبر هذه القيمة أقلّ بـ 0.1 من درجة الحموضة في مياه المحيطات قبل الثورة الصناعية. هذا يعني أنّ مياه البحار – في الوقت الحاضر – أكثر حامضيّة ممّا كانت عليه سابقًا. وبحسَب التوقّعات فإنّ درجة الحموضة مياه البحار والمحيطات، وحتى العام 2100 ستنخفض بـ 0.3-0.4 درجات إضافية.

يمكن لهذه التغييرات، في المناطق المعتدلة، كالبحر الأبيض المتوسط، أن تتسبب في أضرار أكثر حدّة، فالبحر المتوسط يُعتبر "محيطاً مُصغّراً". هذا، وتُشير الأبحاث إلى أنّ وتيرة ارتفاع درجة حرارة مياه البحر الأبيض المتوسط بلغت ثلاثة أضعاف تلك التي في المحيطات. وتشير إلى أنّ مميّزات البحر الأبيض المتوسط قد ساهمت في ارتفاع حموضة مياهِهِ منذ الثورة الصناعية بحوالي 0.14 درجة pH، وهي تُعتبر نسبةً عاليةً مقارنةً بالمعدّل العالميّ.

تثير هذه التغيُّرات القلق بخصوص إمكانية بقاء كائنات حيّة مائيّة لها هيكل خارجيّ على قيد الحياة، وخصوصًا المَرجان، وذلك بسبب قدرته المحدودة على ملاءمة نفسه للتغيرات الحاصلة في ظروف درجة الحرارة وحموضة المياه. وقد أثّر الارتفاع العالمي لدرجة الحرارة بشكل شديد، خلال العقود الماضية، على ال شِعاب المرجانية في العديد من المحيطات، وقد تسبب الأمر في حوادث تبيض جماعية تتصاعد وتيرتها، ومداها الجغرافي وقوتها، وهي في أحيان كثيرة تنتهي بموت المرجان. إضافة إلى ما سبق، فقد سُجِّلَت معدلات بناء هياكل منخفضة لبناء الهياكل في المرجان الحجري في ظل ارتفاع منسوب الحموضة. لا تزال الأبحاث المتعلّقة بفحص تأثير ارتفاع درجة حرارة مياه البحار وارتفاع حموضة المحيطات على ال شِعاب المَرجانية في البحر الأبيض المتوسط جاريةً حتى اليوم، وهنالك العديد من الأسئلة بانتظار إجابات. ففي إطار بحث مُموّل من قبل صندوق أوروبّيّ بِاسمِ Coral Warm – تمّ فحص كيفيّة تأثير التغيُّرات في درجة حموضة مياه البحر على المَرجان Balanophyllia europaea. حيث يتميّز هذا المَرجان بوجود ﭘـوليـﭗ وحيد على شكل أسطوانة، إذ يصل قطره حتى 20 ملليمترًا (الصورة رقم 1). يتميّز هذا المَرجان بكونه يعيش حياةً تكافليّةً مع طحالبَ وحيدةِ الخليّةِ يُطلق عليها إسم زيئوكسنتال، تعيش داخله (الصورة رقم 2). هذا، ويتميّز المَرجان B. europaea أيضًا بأنّه لا يبني شُعابًا وهو منتشر في بيوت تنمية صخرية في البحر الأبيض المتوسط، ويمكن أن نجده بكثافة عالية تُقدّر بحوالي 100 فرد لكلّ متر مربّع. يُعتَبَرُ هذا المَرجان ذي أهمية كبيرة في الشبكة البيئية الخاصّة بالبحر الأبيض المتوسط.

بهدف فحص تأثير حموضة مياه البحر وارتفاع درجة حرارة المياه على المَرجان، قام الباحثون بمراقبة نسب موت الـﭙـوليـﭙـات لمرجان (B. europaea) على مدار فصول السنة، وقد قاس الباحثون، أيضًا، نجاعةَ عملية التركيب الضوئيّ للطحالب التي تعيش معه بحياة تكافلية، كمقياس لوجود إجهاد حراري في المَرجان.

الصورة رقم 2: صورة مقرّبة لزوج الـﭙـوليـﭙـات الخاصّة بالمَرجان. يظهر في الصورة، أيضًا، التجمعات البنّيّة هي الطحالب التكافلية .

يجب تنفيذ الفعّاليّة التالية بشكل فردي. أنشئوا ملفَّ WORD أو "ﭼـوﭼـل" وأجيبوا عن الأسئلة الظاهرة هنا وفي الفعاليات الآتية:

اِقرأ أوّلاً ثمّ أجِبْ

1. اُذْكُرْ عاملَيْنِ لا إحيائِيَّيْنِ في المحيطات يمكن أن يتغيّرا في القرن الحاليّ؟

2. يُعتبر البحر الأبيض المتوسط بحرًا مغلقًا تقريبًا، ومصادر مياهه قليلة نسبيًّا. إنَّ مصادرَ تجدُّد مياه البحر الأبيض المتوسّط هي: مياه المحيط الأطلسيّ التي تنهمر إليه عبر قناة ضيّقة، كذلك مياه البحر الأسود، والقليل من مياه البحر الأحمر (بحسَب التقديرات، تتجدَّد مياه البحر الأبيض المتوسط مرَّةً كلّ 80-100 سنة). كما أنّ هناك مصادر أخرى لتجدُّد مياه البحر الأبيض المتوسط، وهي مياه الأنهار الكبيرة: نهر أفرو (إسبانيا)، نهر رون (فرنسا)، نهر فو (إيطاليا)، ونهر النيل (مصر). وهذه الأنهار تُغذّي البحر الأبيض المتوسط بمياه عذبة غير مالحة.

أ. أَمْعِنوا النظرَ في خارطة المحيطات في العالم وفَسِّروا لماذا سُمِّيَ البحرُ الأبيضُ المتوسط "محيطًا مصغّرًا".

.ب. اِقْتَرِحوا سبَبَيْنِ مُمْكِنَيْنِ لوتيرة ارتفاع درجات الحرارة (ثلاثة أضعاف أكثر) لمياه البحر الأبيض المتوسط، مقارنةً بمياه المحيطات

خارطة المحيطات في العالم

3 .أمامَكم تخطيطٌ يصف سلّم الـ pH أجِيبُوا عنِ الأسئلة بحسَب ما قرأتم في القطعة السابقة:

أ. ما هي درجة الـ pH الحاليّة في مياه المحيطات، هل هي حامضيّة أم قاعديّة؟

ب. ما هي درجة الـ pH المتوقّعة في مياه المحيطات في نهاية القرن الحاليّ؟ هل هي حامضيّة أم قاعديّة؟

ت. فسِّروا – بناءً على إجابتكم – لماذا تُسمَّى ظاهرةُ تغيُّرِ الـ pH بـ "ارتفاع حموضة المحيطاتِ"؟

4. شاهِدوا مقطع الـﭭـيديو القصير ووضحوا العلاقةَ بينَ الارتفاع في تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء وبين الانخفاض في درجة الـ pH في مياه المحيطات.

5. ما هي الثورة الصناعية، وما علاقتها بظاهرة "ارتفاع حموضة المحيطات"؟

6. يوجد ثاني أكسيد الكربون في الهواء والماء. ويتأثر تركيزَه بعمليَّتَيْنِ حَيَوِيَّتَيْنِ، يُستغّلّ، في إحداهما، ثاني أكسيد الكربون كمادَّةٍ خام، وفي الثانية يُستغَلُّ كمادَّةٍ ناتجة.

أ. ما هي العملية التي يُستَغَلُّ بها ثاني أكسيد الكربون كمادّة خام؟ وفي أيِّ كائنات حيّة تحدث هذه العملية؟

ب. ما هي العملية التي ينبعث منها ثاني أكسيد الكربون؟ وفي أيّة كائنات حيّة تحدث هذه العملية؟

7. أمامَكم رسمٌ بيانيٌّ يصِفُ التغيُّراتِ في درجةِ الـ pH في مياه المحيطات خلال السنوات 1990-2010:

. أ. ما هي الاتجاهات السائدة الظّاهرةُ في الرَّسمِ البيانيِّ؟

ب. ما الذي يمكن أن يتسبب في التقلّبات الدّوريّة في درجة الـ pH الظاهرة في الرسم البيانيّ؟

ت. أيٌّ مِنْ بين توجُّهاتِ التَّغَيُّرِ في درجة الـ pH الَّتي تظهر في الرَّسمِ البيانيِّ يتأثّر بالفعّاليّات البشريّة؟ فسّر العلاقة بين الفعّاليّات البشريّة وبين تغيُّر درجة الـ pH .

8. إنّ أحدَ العواملِ المؤثّرةِ على درجة ذوبان الموادِّ في المياهِ هو درجةُ حرارةِ المياهِ. فكلّما ارتفعَتْ درجةُ حرارةِ المياهِ قلَت درجة ذوبان ثاني أكسيدِ الكربونِ فيها:

أ. فَسِّروا العلاقةَ بينَ ارتفاعِ درجةِ الحرارةِ في مياهِ المحيطاتِ وبينَ ظاهرةِ "ارتفاع حموضة مياه المحيطاتِ".

ب. في أيِّ فَصْلٍ مِنْ فصولِ السَّنَةِ تتوَقَّعونَ انخفاضَ درجةِ الـ pH أكثر في مياه المحيطات؟

9. يصف مقطع الـﭭـيديو القصير التالي تأثير إضافة ثاني أكسيد الكربون على درجة الـ pH في المياه. شاهِدوا المقطعَ وأَجِيبوا عَنِ الأسئلة التالية:

أ. ما هو الغازُ النَّاتِجُ أثناءَ النّفخِ؟

ب. اُذْكُرُوا مصدرًا إضافيًّا ينتج هذا الغاز أثناء نشاطه

ت. فسِّروا التّغيُّرَ الّذي طَرَأَ على درجةِ الـ pH في أعقاب عمليّةِ النّفخِ.

10. يُبَيِّنُ مقطع الـﭭـيديو القصير التّالي تأثيرَ المحلولِ الحامضيِّ على الهيكلِ الخارجيِّ للرّخويّاتِ (أصداف) المبنيِّ مِنْ كربونات الكالسيوم.

أ. صِفُوا تأثيرَ الحامضِ على الأصداف.

ب. ما هو تأثيرُ التغيُّرِ في درجة الـ pH في مياه المحيطات على الكائنات الحيّة المائيّة المتميّزة بوجود هيكلٍ جيريٍّ خارجيٍّ مثل السّرطانات والمَرجان؟

11. إنّ البحثَ الموصوفَ في هذه المقالة تمّ تمويله مِنْ قِبَلِ صندوقٍ أوروبيٍّ هو Coral Warm. لماذا مِنَ المُهِمِّ لناشري المقالة تِبيانُ الجهاتِ المُمَوِّلَةِ لعملَهم؟

بعدَ أنْ تعرَّفْتُم على ظاهرةَ ارتفاع حموضة المحيطاتِ هنا، ستتعرفون، في الفعّاليّة القادمة، بشكل أعمق على الشِعَاب المَرجانيَّةِ.