وعلى عكس المحيطات، تعد البحيرات مصدرًا رئيسيًا لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون. لماذا يحدث هذا، وما هي الآليات الموجودة في العمل؟ نجح العلماء في جامعة لوزان في تفسير دورة الكربون الكاملة في بحيرة جنيف لأول مرة، مما أدى إلى توليد نموذج يمكن تطبيقه على العديد من البحيرات الكبرى في العالم.
مثل معظم البحيرات في العالم، تعد بحيرة جنيف مصدرًا لانبعاث الغازات الدفيئة، وخاصة ثاني أكسيد الكربون (CO2). وتنتج سنويًا قدرًا كبيرًا من ثاني أكسيد الكربون2 كوسيلة نقل السيارات في مدينة لوزان (حوالي 150.000 نسمة). هذه الظاهرة – إنتاج ثاني أكسيد الكربون2 بالبحيرات – معروف منذ سنوات. ومع ذلك، هناك جدل كبير حول آليات العمل.
أساسيات لغز الكربون
تعزو النظريات العلمية التقليدية بحيرة ثاني أكسيد الكربون2 الانبعاثات إلى التدفق الهائل للمواد العضوية من التربة المحيطة إلى البحيرة. وهذه المادة الناتجة عن تحلل المخلفات النباتية والحيوانية، يتم تصريفها إلى الماء عن طريق هطول الأمطار، ثم تتحلل مرة واحدة في البحيرة بواسطة الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش هناك، مما يؤدي إلى توليد ثاني أكسيد الكربون.2. وهذا ما يعرف بعملية التنفس. وعلى الرغم من أن هذه النظرية يمكن أن تفسر نشاط بعض البحيرات، إلا أنها لا تعمل في حالة بحيرة جنيف: فهي تستقبل القليل جدًا من المواد العضوية من شواطئها. وينبغي أن يكون توازنه على مدى سنة واحدة محايدا، مع ثاني أكسيد الكربون2 الإنتاج في الشتاء (تحلل المواد العضوية، خلط الماء)، يقابله ثاني أكسيد الكربون2 الامتصاص في الصيف (التمثيل الضوئي للطحالب). فكيف يمكننا إذن تفسير حقيقة أنه يتجاوز ثاني أكسيد الكربون المحايد
تم تحديد آلية أخيرا
وفي جامعة لوزان، قام فريق من العلماء للتو بفك رموز الآليات المعنية. تأتي معظم الانبعاثات في الواقع من التآكل الطبيعي للصخور في حوض البحيرة عند المنبع. عندما تضرب مياه الأمطار الصخور، فإنها تطلق أيونات البيكربونات والكالسيوم، والتي تجد طريقها بعد ذلك إلى البحيرة. في الصيف، تحت تأثير الحرارة ونمو الطحالب – التي تغير درجة حموضة الماء وتعمل كمحفز – تشكل الأيونات جزيئات دقيقة من الحجر الجيري. ويعرف هذا باسم هطول الكالسيت. يؤدي هذا التفاعل الكيميائي إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون2مما يمنح البحيرة مظهرها الأزرق والأخضر اللبني في الموسم الدافئ. تستمر الطحالب في امتصاص ثاني أكسيد الكربون2 لأنها تتواجد بأعداد كبيرة، لكن هذا لا يكفي لتعويض الإنتاج الضخم الناتج عن تآكل الصخور. وبالتالي فإن الانبعاثات الإضافية هي نتيجة لعملية جيولوجية، وليست مجرد عملية بيولوجية، كما كان يعتقد سابقا.
تم نشر الاكتشاف في تقدم العلوم. “نتائجنا لا تفسر دورة الكربون في بحيرة جنيف فحسب، بل تكشف أيضًا عن عملية عالمية تنطبق على العديد من البحيرات الكبرى في العالم”، تشرح ماري إيلودي بيرغا، أستاذة علم الليمون في كلية علوم الأرض والبيئة بجامعة لوزان، و “لقد شاركت في تأليف الدراسة، وكانت هذه مشكلة تزعجني منذ أطروحتي”. وباستخدام بنية تحتية علمية فريدة من نوعها في العالم – منصة LéXPLORE – تمكنا من مراقبة هذه العمليات ووضع نماذج لها ومعادلتها على نطاق دقيق للغاية، مما يوفر القطعة المفقودة لنمذجة دورة الكربون التقليدية. يتيح لنا المختبر العائم، الواقع على بحيرة جنيف، مراقبة العديد من العوامل المرتبطة بدورة الكربون، بشكل مستمر وبتردد عالٍ.
مساهمة كبيرة في مكافحة ظاهرة الاحتباس الحراري
وبالإضافة إلى الفائدة العلمية البحتة لهذا الاكتشاف، فإن هذه البيانات الجديدة مهمة في المساعدة على مكافحة ظاهرة الاحتباس الحراري بشكل صحيح، على وجه الخصوص. “في كل عام، يتم إجراء تقييمات لتحديد بواعث (مصادر) ومخازن (مصارف) الكربون على كوكبنا”، توضح ماري إيلودي بيرغا. من المهم جدًا أن تكون لديك معرفة متعمقة حول كيفية استخدام ثاني أكسيد الكربون2 يتم نقلها وتخزينها وتحويلها بشكل طبيعي بين القارات والمياه والغلاف الجوي. إن الرؤية العالمية وحدها هي التي ستمكننا من اتخاذ إجراءات فعالة لمكافحة ظاهرة الاحتباس الحراري. '
