«إنه أمر محير للعقل». اكتشاف أكثر من 19 ألف بركان تحت سطح البحر

مؤخراً، لم يعد العدو الأكبر لأسطول الغواصات الأمريكية هو الغواصة رد أكتوبر Red October. ففي عام 2005، اصطدمت الغواصة يو إس إس سان فرانسيسكو USS San Francisco التي تعمل بالطاقة النووية ببركان تحت الماء، أو جبل بحري، بسرعة قصوى، مما أسفر عن مقتل أحد أفراد الطاقم وإصابة معظم من كانوا على متنها. حدث ذلك، مرة أخرى، في عام 2021 عندما ضربت الغواصة يو إس إس كونيتيكت USS Connecticut جبلاً بحرياً في بحر الصين الجنوبي، مما أدى إلى إتلاف منظومة السونار فيها.

من المستحيل معرفة عدد الجبال البحرية الموجودة، فخرائط السونار لم ترسم بعدُ إلا ربع مساحة قاع البحر. ولكن الأقمار الاصطناعية الرادارية التي تقيس ارتفاع المحيط يمكنها أيضاً العثور عليها، من خلال البحث عن علامات خفية لمياه البحر تتكدس فوق جبل بحري مخفي مدفوعة بالجاذبية. وقد وجد إحصاء أجري في عام 2011، باستخدام هذه الطريقة، أكثر من 24 ألف جبل بحري. فقد أضافت بيانات الرادار عالية الدقة الآن أكثر من 19 ألف جبل جديد. فالغالبية العظمى، المتوقع أكثر من 27 ألفاً، لم ترسم خرائطها باستخدام السونار بعدُ. ويقول ديفيد ساندويل David Sandwell، عالِم الجيوفيزياء البحرية في معهد سكريبس لعلوم المحيطات Scripps Institution of Oceanography، والذي ساعد على تنسيق العمل: «إنه أمر محير للعقل».

نُشر كتالوغ الجبال البحرية الجديد في أبريل 2023 بمجلة علوم الأرض والفضاء Earth and Space Science، وهو «خطوة رائعة إلى الأمام»، كما قال لاري ماير Larry Mayer، مدير مركز رسم الخرائط الساحلية والمحيطات Center for Coastal and Ocean Mapping بجامعة نيو هامبشاير University of New Hampshire. فعلى الرغم من أنها تشكل مخاطر ملاحية، إلا أن هذه الجبال تحتوي على المعادن الأرضية النادرة Rare-earth minerals، مما يجعلها أهدافاً تجارية لأعمال تنقيب أعماق البحار. كما يقدم حجمها وتوزيعها أدلة على الصفائح التكتونية وحركة الصهارة (الماغما) Magmatism. إنها واحات مهمة للحياة البحرية. وهي أدوات تحريك وعاء تساعد على التحكم في تدفقات المحيطات واسعة النطاق المسؤولة عن امتصاص كميات هائلة من الحرارة وثاني أكسيد الكربون، كما يقول جون لويل John Lowell، كبير خبراء الهيدروغرافيا في وكالة الاستخبارات الجغرافية المكانية الوطنية National Geospatial-Intelligence Agency (اختصاراً: الوكالة NGA)، والتي تشرف على جهود رسم خرائط الأقمار الاصطناعية للجيش الأمريكي. ويتابع قائلا: «كلما فهمنا شكل قاع البحر بشكل أفضل، كان بإمكاننا الاستعداد جيداً للتغير المناخي».

بعد حادث الغواصة يو إس إس سان فرانسيسكو، حصل ساندويل وزملاؤه على تمويل من البحرية والوكالة NGA للبحث عن الجبال البحرية بالأقمار الاصطناعية. فقد حددوا الآلاف، بما في ذلك 700 ضحلة بشكل خاص شكّلت خطرا على الغواصات. ولكن الفريق كان يعلم أن كتالوغه الأول غير كامل بعد. الآن، مسلحاً ببيانات من أقمار اصطناعية رادارية عالية الدقة، بما في ذلك من القمر CryoSat-2 التابع لوكالة الفضاء الأوروبية European Space Agency والقمر SARAL التابع لوكالتي الفضاء الهندية والفرنسية، يمكن للفريق اكتشاف الجبال البحرية التي يبلغ ارتفاعها 1,100 متر فقط – بالقرب من الحد الأدنى لما يعرَّف كجبل بحري، كما يقول ساندويل.

غالباً ما تكون الجبال البحرية سلاسل تتشكل عندما تتحرك الصفائح التكتونية فوق أعمدة الوشاح Mantle plumes الساخنة التي ترتفع من الوشاح. ونتيجة لذلك، سيحقق الكتالوغ فوائد فورية لدراسات باطن الأرض، كما تقول كارمن غاينا Carmen Gaina، عالمة الجيوفيزياء من جامعة كوينزلاند للتكنولوجيا Queensland University of Technology. فقد حدد الكتالوغ بالفعل جبالاً بحرية جديدة في شمال شرق المحيط الأطلسي يمكن أن تساعد على دراسة تطور عمود الوشاح الذي يغذي براكين آيسلندا. كما رصد المسح الجبال البحرية بالقرب من سلسلة من التلال في المحيط الهندي حيث تتكون القشرة Crust الطازجة عندما تتباعد الصفائح التكتونية. ويقول غاينا إن هذه النتائج تشير إلى قدرٍ مفاجئٍ من النشاط البركاني في المنطقة التي كان يُعتقد في يوم من الأيام أنها تفتقر إلى الصهارة.

بالنسبة إلى البيولوجيين، تشبه المنحدرات شديدة الانحدار للجبال البحرية ناطحات السحاب المزدحمة والصاخبة بالشعاب المرجانية والحياة البحرية الأخرى. وتقول إيمي باكو تيلور Amy Baco-Taylor، المتخصصة ببيولوجيا أعماق البحار من جامعة ولاية فلوريدا Florida State University: «إنها مساحات للتنوع البيولوجي Biodiversity والكتلة الحيوية Biomass». تستخدمها الحيتان كمواقع استرشادية Waypoints للملاحة. ولكن البيولوجيين يناقشون الدور الذي تؤديه الجبال البحرية في التنوع البيولوجي البحري: هل هي موطن لأنواع متميزة وراثياً، مثل الجزر النائية؟ أم أنها بمثابة نقطة انطلاق للحياة عبر المحيطات؟ يقول باكو تيلور إنه نظرا للأعداد الكبيرة للجبال البحرية المكتشفة، يمكن للخرائط الجديدة أن تعزز حجة النظرية الأخيرة.

كما ستعزز أعدادُ هذه الجبال الجهودَ المبذولة لحماية التنوع البيولوجي في المياه الدولية بموجب معاهدة جديدة لحماية البحار. ويقول كريس ييسون Chris Yesson، عالم البيولوجيا البحرية من جمعية علم الحيوان Zoological Society بمعهد علم الحيوان Institute of Zoology في لندن: «لا يمكننا حماية الأشياء إذا لم نكن نعرف أنها موجودة». وستوفر الخرائط ميزة عملية، ويضيف ييسون: «فلن نضيع وقتنا كثيراً مثل السابق». فكما يقول سافر بعض الزملاء ذات مرة إلى المحيط الهندي لدراسة جبل بحري تبين أنه شبح نتج بفعل خطأ في سجلات العمق.

لن تكون الخرائط الجديدة لأي موقع جديد بنفس أهمية فهم الحزام الناقل Conveyor belt للتيارات في المحيط. وتنقل التيارات الحرارة من خط الاستواء إلى القطبين، حيث يبرد الماء ويكتسب كثافة فيغوص إلى أسفل، حاملاً الحرارة وثاني أكسيد الكربون إلى الأعماق السحيقة. ولكن الجانب الآخر لآلية الحركة الدائمة، مياه المحيطات العميقة التي تتحدى الجاذبية وترتفع إلى أعلى، لطالما كان لغزا. فقد كان يُعتقد في السابق أن «الموجة الصاعدة» Upwelling تحدث بالتساوي عبر المحيط، مدفوعة بموجات مضطربة عند الحدود بين طبقات المحيط العميقة ذات الكثافة المختلفة. الآن، يعتقد الباحثون أنها تتركز حول الجبال البحرية والتلال. ويقول بريان آربيك Brian Arbic، عالم فيزياء المحيطات من جامعة ميتشيغان University of Michigan في آن آربور: «هناك مجموعة مدهشة من النتائج المثيرة للاهتمام التي تتولد عندما تكون لديك تضاريس».

ويقول جوناثان جولا Jonathan Gula، عالم فيزياء المحيط بجامعة ويسترن بريتاني University of Western Brittany، عندما تلتف التيارات المحيطية حول الجبال البحرية، فإنها تخلق «دوامات دافعة» Wake vortices مضطربة يمكن أن توفر الطاقة لدفع المياه الباردة إلى الأعلى. في بحث غير منشور، وجد جولا والمؤلفون المشاركون أن الدوامات الدافعة هذه تجعل الجبال البحرية المساهم الرئيسي في امتزاج مياه المحيط الصاعدة، ولاعباً مركزياً في المناخ. ويضيف جولا أنه نظراً لأن الفريق اعتمد على كتالوغ سكريبس القديم Scripps catalog، وليس الكتالوغ الجديد، فمن المحتمل أن يكون تأثير الجبال البحرية أكبر بكثير.

من المؤكد أن كتالوغ الجبال البحرية سيتوسع أكثر مع مشروع قاع البحر لعام 2030 ((Seabed 2030، وهو مشروع دولي لتسريع رسم خرائط السونار عالية الدقة الذي يساعد ماير على تنسيق أعماله. ولكن استطلاعات الفضاء ستتحسن أيضاً. ويمكن للقمر الاصطناعي للمياه السطحية والمحيطات Surface Water and Ocean Topography -التابع لوكالة ناسا، والذي تم إطلاقه في ديسمبر 2022- قياسُ ارتفاع سطح الماء بدقة تصل إلى بضعة سنتيمترات. ويقول ماير إن تحسين الاستشعار عن بُعد سيكون موضع ترحيب، نظراً لتكلفة رحلات رسم خرائط السونار. ويضيف: «أود حقا أن أرها تهدد ما أفعله».

بقلم: بول فووسن

ترجمة: Google Translate

تنقيح: فريق تحرير مجلة العلوم

المصادر العلمية:

doi: 10.1126/science.adi3418

نبذة عن الكاتب:

بول فوسن Paul Voosen

كاتب في فريق العمل يغطي علوم الأرض والكواكب.

حقوق المقالة:

©2023, American Association for the Advancement of Science. All rights reserved