“كل جزء من البيانات ثمين”: حياتي على متن قارب أتتبع كيف يتنفس المحيط | المحيطات

دالسفينة تتساقط وأنا في أعلى سفينة الأبحاث ماريا س ميريان، على الجسر. هذا هو مركز التحكم الخاص بها، مع نوافذ كبيرة توفر رؤية متواصلة للبحر العاصف في جميع الاتجاهات، ومجموعات طويلة من الشاشات والخرائط التي تعرض البيانات المنقولة من داخل السفينة وحولها وفوقها وتحتها. هنا في المحيط المفتوح، من الضروري مراقبة ما تفعله الطبيعة عن كثب. تم إطفاء الأنوار حتى تتمكن العيون المتكيفة مع الظلام من فحص الأمواج، ويستخدم الضابط الأول مكبرات الصوت لملء المساحة بموسيقى الجاز الهادئة والهدوء.

كنت متمسكًا بالسياج أسفل النافذة بكلتا يدي، وإحدى ساقي مستندة على المكتب خلفي، بينما كانت السفينة تصعد موجة يبلغ ارتفاعها حوالي 8 أمتار (26 قدمًا)، ثم تهبط إلى الجانب الآخر. إنها مثل أفعوانية كبيرة. تشعر أنك تطفو بعد ذروة الموجة مباشرة، وبعد ذلك، عندما تضرب السفينة الحوض الصغير، تشعر بالتوتر لتحمل القوة الإضافية من الأرض.

على الرغم من أن المناظر مثيرة، إلا أننا هنا في بحر لابرادور بسبب شيء لا يستطيع أي إنسان رؤيته مباشرة. في هذه الزاوية الشمالية الغربية من المحيط الأطلسي، بين الطرف الجنوبي لجرينلاند ونيوفاوندلاند، في الشتاء – في الطقس البارد والعاصف المستمر – يمكننا أن نعيش داخل ظاهرة علمية معينة لعدة أسابيع. نحن هنا للتعرف على عملية أساسية للطريقة التي يعمل بها محركنا الكوكبي. في كل مكان حولنا، المحيط يلتقط نفسًا عميقًا – بالمعنى الحرفي للكلمة. ويؤدي التبريد بين أواخر نوفمبر وفبراير إلى اختلاط عميق بين المياه السطحية والمياه العميقة، مما يسهل النقل الحيوي للغازات. أنا جزء من فرقة المملكة المتحدة لفريق دولي من العلماء هنا لدراسة كيفية حدوث ذلك.

يميل مجتمعنا إلى النظر إلى المساحات الزرقاء الكبيرة على الخرائط على أنها مجرد حشو سائل يحتوي على الأسماك. لا شيء يمكن أن يكون أبعد عن الحقيقة. إن المحيط العالمي المتصل هو محرك، ونظام ديناميكي ثلاثي الأبعاد مع تشريح داخلي يتجدد باستمرار عمل الأشياء التي تشكل العالم الذي نعتبره أمرا مفروغا منه. إنه خزان ضخم للحرارة والغازات: ثاني أكسيد الكربون (CO₂) والأكسجين والنيتروجين وأكثر من ذلك. وحيثما يلامس سطح البحر الشاسع الغلاف الجوي، يمكن أن تنتقل هذه الغازات في الاتجاهين، مما يؤدي إلى تغيير تركيزاتها في الماء والهواء.

بالقرب من خط الاستواء، على سبيل المثال، CO₂ يخرج من الماء لينضم مرة أخرى إلى الغلاف الجوي، بينما هنا في خطوط العرض العليا، فإنه يسير في الاتجاه الآخر. هذه العمليات ليست متوازنة حاليًا، فالمحيطات تستقبل كميات إضافية من ثاني أكسيد الكربون₂ لأننا قمنا بزيادة تركيز الغلاف الجوي عن طريق حرق الوقود الأحفوري وتغيير سطح الأرض. تقدم لنا بحارنا معروفًا كبيرًا بإزالة الكربون الإضافي من الغلاف الجوي، لكننا لا نفهم كل تفاصيل هذه العملية على السطح، أو كيف يمكن أن يتغير ذلك في المستقبل.

إن التنفس المحيطي الذي يحدث هنا في بحر لابرادور له أهمية خاصة لأن هذه إحدى المناطق القليلة التي يرتبط سطحها أحيانًا بشكل مباشر بأعماقه. فوق معظم المحيطات العالمية، تطفو الطبقة العليا من الماء (عادةً ما يبلغ سمكها بضع عشرات من الأمتار) على مياه أكثر برودة وأكثر كثافة تحتها، وتبقى منفصلة تمامًا. لكن في هذه الزاوية من شمال المحيط الأطلسي في الشتاء، تبرد المياه السطحية كثيرًا بحيث يمكن للعواصف المستمرة أن تخلط الطبقة العليا على مسافة طويلة إلى الأسفل. إنه مثل فتحة مفتوحة في أعماق المحيط – أي شيء يدخل البحر هنا يمكن أن يستمر في النزول – وهذا يشكل جزءًا مهمًا مما يسمى “الدوران الانقلابي”، وهو التحويل العالمي البطيء لمياه البحر بين السطح والأعماق. إحدى العواقب هي أن الحيوانات التي تعيش على عمق حوالي ثلثي ميل تحت السطح ولا ترى ضوء الشمس أبدًا، من سمكة الفانوس الصغيرة إلى الحبار العملاق، لا تزال قادرة على تنفس الأكسجين.

تضيف العواصف الشتوية الكبيرة في هذا الموقع الأكسجين إلى المياه السطحية، التي تغوص للأسفل، ثم جانبية ثم واصلة إلى بقية المحيط الأطلسي، مما يؤدي إلى أكسجين الطبقة الوسطى بأكملها من المحيط. لكن أفضل نماذجنا الحاسوبية لقياس كمية الأكسجين المتدفقة بهذه الطريقة لا تتطابق مع ما نقيسه بالفعل. وهذا أمر مهم، لأن المحيط العالمي بأكمله يفقد الأكسجين ببطء، حيث يقل الأكسجين الآن بنسبة 2% تقريبًا عما كان عليه في الستينيات. للتنبؤ بما سيحدث في المستقبل وتداعياته، نحتاج إلى فهم الحزام الناقل الذي يوصله إلى هناك.

ال ماريا س ميريان هي سفينة أبحاث ألمانية، وعلى متنها 22 عالما و24 من أفراد الطاقم. يدرس كل فريق ضمن هذا التعاون من الباحثين من ألمانيا وكندا والولايات المتحدة والمملكة المتحدة جانبًا مختلفًا من عملية التنفس المعقدة. الطريقة الوحيدة للتقدم هي متابعة فيزياء المحيطات وكيمياءها، وما يفعله السطح والغلاف الجوي، ثم تجميع البيانات معًا – تجميع الصور المقطوعة بمجرد عودتنا إلى اليابسة. كان هناك عدد قليل نسبيًا من التجارب التي يمكنها قياس الغازات التي تتحرك بين الغلاف الجوي والمياه المفتوحة العاصفة بشكل مباشر، وآخر تجربة (والتي شاركت فيها أيضًا) كانت قبل 10 سنوات.

وبعد مرور عقد من الزمن، أصبح لدينا أدوات قياس جديدة وأكثر دقة ونعلم أننا بحاجة إلى دراسة نطاق أوسع من العمليات المترابطة. إنها فرصة كبيرة، ونحن جميعا ندرك أنها (لأسباب لوجستية ومتعلقة بالموارد) لن تأتي مرة أخرى لفترة طويلة. لا شيء من هذا سهل: فهذه تجارب جديدة في بيئة عنيفة؛ ليس هناك ما يضمن أن أي شيء تضعه على جانب السفينة سيعود سليمًا، أو أن الرياح والأمواج ستسمح لنا بتنفيذ خططنا. كل جزء من البيانات التي نحصل عليها ثمينة.

تفيما يلي طريقتان لقياس التنفس في المحيط، إحداهما من سارية طويلة مثبتة على مقدمة السفينة والتي تتتبع أدق التفاصيل حول اتجاه الرياح وثاني أكسيد الكربون₂ التركيز، والذي يعتمد على قياس غازات التتبع الخاملة التي حقنناها في الماء منذ 10 أيام (أكتب في أواخر ديسمبر)، والآن بتركيزات تبلغ حوالي واحد في المليون مليار. يقوم البعض على متن السفينة بأخذ عينات من المياه باستمرار، سواء من السطح أثناء تحرك السفينة بشكل متعرج، أو من مجموعة من الأعماق، لرسم خرائط ثلاثية الأبعاد للهياكل (الكتل المائية التي تتميز بدرجة الحرارة أو الملوحة) الموجودة أسفلنا. ويمتلك آخرون مركبات صغيرة تحت الماء أو سطحية، يتم جرها خلف السفينة أو “تطير” في مهمات قصيرة في الماء.

أقوم بقياس الفقاعات الناتجة عن الأمواج المتكسرة على السطح – وكيف تتغير أحجامها بمرور الوقت – لأنه يُعتقد أن هذه تسرع من نقل بعض الغازات إلى الماء. تكمن الصعوبة في أن جميع عمليات الفقاعات المثيرة للاهتمام تحدث في أعلى 2 إلى 3 أمتار، لكن السطح نفسه يتحرك بشكل متكرر لأعلى ولأسفل بما يتراوح بين 5 و10 أمتار. ومن أجل الوصول إلى تلك الطبقة العليا الغريبة، صنعت لي ورشة الهندسة الميكانيكية في جامعة كوليدج لندن، حيث أقيم، عوامة عبارة عن عصا صفراء مجوفة كبيرة ذات قاعدة ثقيلة تطفو في وضع مستقيم ومغمورة في الغالب.

وهذا يوفر منصة لعيني وأذني أسفل خط الماء مباشرةً: مع كاميرات فقاعية متخصصة وأجهزة صوتية وأجهزة استشعار للغاز المذاب. يمكنها أن تطفو بحرية لعدة أيام في البحار الهائجة، متتبعة كل ما حولها. لدينا سبع ساعات فقط من ضوء النهار، لذلك يتم نشر العوامة دائمًا في الليل. يتطلب الأمر رافعة كبيرة وسبعة أشخاص لإيصالها بأمان إلى جانب البحر، وبعد ذلك كل ما يمكنك رؤيته فوق الأمواج هو أعلى مترين وضوءها الأبيض الوامض.

يوجد دائمًا غطاء سحابي كامل تقريبًا، لذا فإن السماء سوداء والبحر أسود ولا يمكنك رؤية أين يلمسان. ينطفئ الضوء الوامض الصغير في الظلام، مع مرور سنوات من العمل والتحضير وكل ما تبقى هو الثقة في الهندسة. ترسل لي المنارة الموجودة في الأعلى بريدًا إلكترونيًا كل نصف ساعة لتخبرني بمكانها، وتتحدث بعيدًا في خلفية يومي بينما أحاول ألا أفكر في ما يمكن أن تفعله سرعة الرياح التي تبلغ 50 ميلاً في الساعة وارتفاع الأمواج الذي يصل إلى 10 أمتار إلى العوامة. إن الارتياح الذي نشعر به عندما نستعيده بعد بضعة أيام يكون هائلاً.

بينما نعيش في عصر الدهشة التكنولوجية والمعلومات المستمرة، تبدو البيانات رخيصة الثمن. لكن محيطنا العالمي ضخم ولا توجد طريقة سهلة لتوسيع نطاق التحقيق في أحشائه. ولا تزال العلوم البحرية تعاني من نقص البيانات إلى حد لا يصدق ــ وخاصة أن البحر يشكل قلب كل نموذج مناخي. إن النماذج الحاسوبية قوية للغاية، لكن وظيفتها هي مطابقة القياسات التي نجريها في العالم الحقيقي، ولذا فإننا لا نعرف مدى جودة عمل النماذج إلا إذا كانت لدينا هذه الأرقام المهمة. ولهذا السبب من المهم أن نكون هنا، في العالم الحقيقي الفوضوي، لإجراء قياسات صعبة ومحاولة تحدي فهمنا لما يحدث حولنا. الطبيعة غنية وجميلة، ولكنها نادرًا ما تكون مرتبة أو مريحة، وعلينا أن نواجه ذلك.

آمل أن تكون نتيجة هذا المشروع فهمًا أفضل بكثير للآليات التي تتسبب في تحرك الغازات عبر السطح في البحار العاصفة، وأن هذا سيعني أنه يمكننا حساب ميزانيات أكثر قوة للكربون والأكسجين للمحيطات. وهذا لن يضيف أي شيء إلى الحجج القوية ضد حرق الوقود الأحفوري – فلدينا بالفعل ما يكفي من العلوم لمعرفة ما يتعين علينا القيام به لتجنب أسوأ النتائج المناخية، وما يكفي من التكنولوجيا لقطع معظم الطريق إلى هناك.

ولكن ما سيفعله هذا هو مساعدتنا على فهم المحيط المتغير والتنبؤ به واتخاذ قرارات أفضل حول كيفية إدارة عواقب أفعالنا الماضية. نحن نعيش على كوكب مائي، وأي تقييم صادق لهويتنا يجب أن يعكس ذلك. إن تجاهل البحر ليس خيارًا، وبالتالي فإن زيادة فهمنا له يعد خطوة أساسية على الطريق نحو مستقبل أفضل.

• الآلة الزرقاء: كيف يشكل المحيط عالمنا بقلم هيلين تشيرسكي تم نشره بواسطة Transworld (20 جنيهًا إسترلينيًا). لدعم وصي و مراقب اطلب نسختك على موقع Guardianbookshop.com. قد يتم تطبيق رسوم التسليم