ما هي فوهة الباتاجيكا؟
أحد مفاتيح فهم فوهة باتاجيكا هو فهم أنها ليست فوهة بركان. هذا مصطلح مخصص للثقوب على شكل وعاء في الأرض والتي تنتج عن تأثير النيازك (مثل فوهة تشيككسولوب) ، أو الانفجارات البركانية ، أو انفجار طبيعي أو من صنع الإنسان من نوع ما.
بدلاً من ذلك ، فإن الباتاجيكا "هي ركود ذوبان تراجعي ، وهو الأكبر في العالم في الواقع" ، كما يوضح روجر ميكايليدس ، الأستاذ المساعد في علوم الأرض والكواكب في جامعة واشنطن في سانت لويس. تشمل مجالات خبرته التربة الصقيعية ، وهو مصطلح يشير إلى التربة أو الصخور والجليد الذي يبقى متجمدًا لفترات طويلة من الزمن ، والذي يوجد غالبًا في مناطق القطب الشمالي مثل ألاسكا وجرينلاند وسيبيريا.
يقول ميكايليدس في رسالة بالبريد الإلكتروني: "تنتمي فترات الذوبان التراجعية إلى فئة من أنواع التضاريس تسمى الكارست الحراري والتي تحدث في المناطق التي تحتها التربة الصقيعية".
بينما قد يفترض غير العلماء أن "بيرما" في التربة الصقيعية تعني أنها تظل مجمدة بشكل دائم ، يقول ميكايليدس إن هذا ليس هو الحال بالضرورة.
يقول: "مع ارتفاع درجات حرارة الهواء عبر القطب الشمالي ، يمكن أن تذوب التربة الصقيعية ، وعندما يذوب يمكن أن يؤدي إلى تغييرات جذرية في المناظر الطبيعية". "في مناطق التربة الصقيعية الغنية بالجليد ، يؤدي ذوبان الجليد السرمدي إلى ذوبان الجليد الأرضي ، مما يؤدي إلى تهدئة الأرض وتشكيل انخفاضات غير منتظمة في سطح الأرض. ويمكن أن تمتلئ بعض هذه المنخفضات بالمياه المتجمعة وتشكل بحيرات حرارية كارستية ، وفي بعض الأحيان تبدأ من الكارثة الحرارية يمكن أن يؤدي إلى جروح كبيرة وانهيارات أرضية حيث تستمر التربة الصقيعية في الذوبان وتصبح غير مستقرة. وهذا ما حدث تقريبًا مع فوهة باتاجيكا ".
كيف تشكلت فوهة الباتاجيكا؟
أدى قطع الغابات حول فوهة باتاجيكا خلال الحقبة السوفيتية إلى تغيير التوازن الحراري للمناظر الطبيعية المحيطة بالتربة الصقيعية ، مما أدى إلى الكساد الذي ظهر في صور الأقمار الصناعية التي تعود إلى نصف قرن.
يقول ميكايليدس: "بدون مظلة نباتية ، كانت المزيد من الطاقة الحرارية من الشمس قادرة على إذابة الجليد السرمدي ، مما أدى إلى تكوين أخدود منحدر". "يمكن أن يؤدي تكوين هذا الوادي إلى مزيد من ذوبان الجليد السرمدي خلال مواسم الصيف اللاحقة ، مما يؤدي إلى توسع الأخاديد وزيادة حجمها. نظرًا لأن المساحات الكبيرة من التربة الصقيعية المكشوفة معرضة للذوبان ، تتسارع هذه العملية ويمكن أن تتشكل كتلة ضخمة. "
يقول إن هذا النوع من تشكيل الكارست الحراري غالبًا ما يكون حلقة ردود فعل إيجابية. وذلك عندما تذوب التربة الصقيعية وتكسر البكتيريا المادة العضوية المحبوسة بالداخل. نظرًا لأنه يطلق مادة الكربون في الغلاف الجوي كغازات دفيئة ، فإن هذه الغازات تدفئ الكوكب ، مما يخلق حلقة ردود فعل إيجابية تؤدي بعد ذلك إلى إذابة المزيد من التربة الصقيعية.
"والنتيجة هي ميزة انهيار ضخمة تتوسع ببطء" ، يتابع ميكايليدس. "عندما تذوب التربة الصقيعية ، تنتقل قوتها الهيكلية من شيء مثل الخرسانة إلى الطين الرطب ، وعلى سطح منحدر مثل هنا ، يتسبب هذا في هبوط الأرض."
مع ارتفاع درجة حرارة سيبيريا بمعدل غير مسبوق بسبب تغير المناخ ، استمرت فوهة باتاجيكا في النمو أيضًا ، ومن المرجح أن تستمر في الاتساع. يقول ميكايليدس: "في بعض المناطق ، تتوسع الحفرة بمعدل عشرات الأمتار سنويًا".
علم فوهة الباتاجيكا
بطريقة ما ، فإن نمو فوهة البركان باتاجيكا هو هدية للعلم. يوضح ميكايليدس: "عندما تذوب هذه التربة الصقيعية ، فإنها تكشف أيضًا عن كنز دفين من معلومات الحفريات في شكل أحافير من العصر الجليدي الأخير وربما أقدم".
في عام 2018 ، على سبيل المثال ، عثر العلماء على بقايا حصان صغير منقرض ، بجلد وشعر وذيل وحوافر بحالة جيدة وقد مات منذ 42000 عام. أسفرت هذه العينة عن أقدم عينة من الدم السائل تم العثور عليها على الإطلاق ، وفقًا لـ Live Science.
لكن الركود الهائل هو أيضاً نذير بيئي مثير للقلق.
يوضح ميكايليدس أنه "مع ذوبان الجليد الدائم ، يمكن إطلاق غاز الميثان وثاني أكسيد الكربون وغازات الاحتباس الحراري الأخرى التي كانت مرتبطة سابقًا داخل التربة الصقيعية المتجمدة في الغلاف الجوي". "هذا بدوره يمكن أن يطلق حلقة ردود فعل إيجابية خاصة به. من الصعب تحديد معدلات إطلاق الميثان من التربة الصقيعية المتدهورة ، ولا سيما في مناطق واسعة ، ولكن التقدم في الاستشعار عن بعد بواسطة السواتل قد يتيح يومًا ما هذا النوع من التحليل على المستوى الإقليمي والقطب الشمالي مقاييس."
ذوبان الجليد وإطلاق الكربون
إن إذابة التربة الصقيعية على مثل هذه المقاييس الكبيرة لا يمكن أن ينتج عنها حفريات وبقايا محفوظة ، مثل المهر الصغير فحسب ، بل يمكن أيضًا أن تكشف البكتيريا والكربون والمواد الأخرى المغطاة بالجليد لعدة قرون. وهذا ليس بالشيء الجيد.
يقول كديو: "مع نمو الحفرة ، تتعرض المواد التي تم تجميدها والتي يتعذر الوصول إليها لمدة 650 ألف عام. وهذا يشمل المواد العضوية والكربون". "تشير التقديرات إلى أن التربة الصقيعية تحتوي على الأقل على ضعف كمية الكربون الموجودة في الغلاف الجوي."
لماذا من المحتمل أن يكون ذلك سيئًا للغاية لأن الكائنات الحية الدقيقة تحلل هذه المادة العضوية المكشوفة حديثًا وتطلق غاز الميثان وثاني أكسيد الكربون. إذا حدث ذلك ببطء وثبات ، فيمكن إطلاق 220 مليار طن (200 مليار طن متري) من الكربون في حوالي 300 عام. ولكن إذا ذابت التربة الصقيعية فجأة ، فقد تزيد توقعات الكربون السرمدي الحالي بنسبة 50 في المائة ، كما يوضح كديو.
لقد ارتفعت درجة حرارة القطب الشمالي بالفعل بنحو 5.5 درجة فهرنهايت (أكثر من 3 درجات مئوية). هذا أسرع بثلاث مرات من بقية العالم. عندما يسخن الهواء ، يسخن الأرض ويذوب المزيد من التربة الصقيعية. تشير بعض الدراسات إلى أن الانهيار المفاجئ لذوبان الجليد الدائم في القطب الشمالي قد يضاعف احترار الكوكب من غازات الاحتباس الحراري.
يقول ميكايليدس إن هناك أيضًا احتمال أن يتسبب نمو فوهة باتاجيكا في حدوث مشكلات بيئية محلية أيضًا ، مثل فقدان المزيد من الغابات ، وزيادة الضغط على الحياة البرية والتغيرات في علم المياه ، بينما حذر من أن هذا ليس مجال خبرته.
ما هو الحجم الذي يمكن أن تصل إليه فوهة الباتاجيكا؟
من الصعب القول. يقول ميكايليدس: "الآليات الأساسية المسؤولة عن نموها - تشكيل الكارست الحراري الجامح المتراكب على منحدر مواجه للأسفل - لن تتبدد". "طالما أن المنطقة المحيطة تخضع لدرجة حرارة هواء أعلى من الصفر لفترة ممتدة من العام وهناك المزيد من التربة الصقيعية المنحدرة التي يمكن أن تنتشر فيها كتلة باتاجيكا الضخمة ، يمكننا أن نتوقع أن تستمر في النمو في الحجم."
لحسن الحظ ، كما يقول ، لدينا أكثر صور الأرض تقدمًا عبر الأقمار الصناعية المتاحة لمراقبة التغييرات. "علماء التربة الصقيعية مثلي الذين يستخدمون صور الأقمار الصناعية لدراسة عمليات التربة الصقيعية سيكونون قادرين على الاستفادة من مجموعة من الأبراج الساتلية لمراقبة نمو فوهة باتاجيكا في السنوات القادمة."