- يعمل ENSO من خلال دوران ووكر؛ النينو يسوي الطبقة الحرارية للمحيط الهادئ، مما يرفع درجات حرارة سطح البحر عبر وسط وشرق المحيط الهادئ وإلى المحيط الهندي.
- تسببت ظاهرة النينو 2015-2016 في حدث الابيضاض المرجاني العالمي الثالث، مما أدى إلى هلاك ما يقرب من 50% من الشعاب المرجانية الضحلة في شمال الحاجز المرجاني العظيم.
- في ظل سيناريوهات الانبعاثات العالية، من المتوقع أن تتضاعف أحداث النينو المتطرفة، مما يقلص فترات تعافي الشعاب لتصبح فترات أقل من عشر سنوات.
في أواخر التسعينيات، لاحظ الصيادون على طول الساحل البيروفي اختفاء أسراب الأنشوفة وشعروا بدفء غير طبيعي في البحر. ما كانوا يختبرونه كان الفصل الافتتاحي لـ ظاهرة النينو 1997-98، والتي سرعان ما أُطلق عليها حدث المناخ في القرن العشرين — حدث أدى إلى موت ما يقدر بـ 16٪ من الشعاب المرجانية البانية للشعاب في العالم في عام واحد [4]. الظاهرة وراء تلك الكارثة، تذبذب النينو الجنوبي (ENSO)، هو وضع محيطي-جوي متصل يتذبذب عبر المحيط الهادئ الاستوائي في دورة تتراوح من 2 إلى 7 سنوات، بالتناوب بين مراحل دافئة (النينو) وباردة (لانينا). بالنسبة للغواصين، فهم ENSO ليس مجرد أمر أكاديمي: فهو يحدد ما إذا كانت الشعاب التي دفعوا تذاكر الطيران لزيارتها ستكون كاتدرائية حية من الألوان أم حطامًا مبيضًا تعلوه الطحالب. ثلاثة من أكثر أحداث ابيضاض المرجان الجماعية تدميراً في التاريخ المسجل — 1997–98، 2015–16، و 2023 — تزامنت مع ذروات النينو [1]. تتوقع نماذج المناخ الآن أن أحداث النينو المتطرفة ستتضاعف في وتيرتها في ظل سيناريوهات الانبعاثات العالية [2]، مما يعني أن الفاصل الزمني بين أحداث الإجهاد الحراري الكارثية في العديد من وجهات الغوص يتقلص أسرع مما تسمح به معدلات تعافي الشعاب. يتتبع هذا المقال آليات ENSO من الطبقة الحرارية في منطقة المحيط الهادئ الاستوائية إلى وجهات الغوص المحددة الأكثر تأثرًا، بالاعتماد على أحدث العلوم الخاضعة لمراجعة الأقران.
دوران ووكر: محرك ENSO
في الظروف العادية (ENSO-محايد)، يدفع دوران ووكر الرياح التجارية الشرقية عبر المحيط الهادئ الاستوائي، مما يجمع المياه السطحية الدافئة على ساحل القارة البحرية لإندونيسيا وغرب المحيط الهادئ. تقع هذه البركة الدافئة — التي تغطي مساحة أكبر من الولايات المتحدة القارية — فوق طبقة حرارية شديدة الميلان، وهي الطبقة الفاصلة بين المياه السطحية الدافئة والمياه العميقة الباردة. في شرق المحيط الهادئ الاستوائي، تقع الطبقة الحرارية على عمق يتراوح بين 20 و50 مترًا فقط تحت السطح، مما يسمح للمياه الباردة والغنية بالمغذيات بالارتفاع على طول ساحل أمريكا الجنوبية وحول أرخبيل غالاباغوس. يؤدي هذا الارتفاع إلى إنتاجية استثنائية تدعم الحيوانات البحرية الكبيرة الشهيرة في غالاباغوس.
النينو: عندما تهاجر البركة الدافئة شرقًا
يبدأ النينو عندما تضعف الرياح التجارية — غالبًا ما يحدث ذلك بسبب اضطراب جوي عشوائي — مما يطلق حلقة تغذية راجعة إيجابية قوية تُعرف باسم تغذية بييركنيز المرتدة. مع استرخاء الرياح التجارية، تتدفق المياه الدافئة شرقًا، مما يكبت الطبقة الحرارية في شرق المحيط الهادئ ويرفع درجات حرارة سطح البحر (SSTs) بمقدار 1-3 درجات مئوية عبر وسط وشرق المحيط الهادئ. ينتقل الحمل الحراري الجوي الذي يرسو عادةً فوق إندونيسيا نحو وسط المحيط الهادئ، مما يغير أنماط هطول الأمطار عبر ست قارات. في منطقة المحيط الهادئ الهندي، ترتفع درجات حرارة سطح البحر في المحيط الهندي غالبًا بمقدار 1-2 درجة مئوية فوق المعدل الطبيعي خلال سنوات النينو المكتملة، مما يعرض أنظمة الشعاب المرجانية التي تقع بعيدًا عن مركز النينو المباشر لإجهاد حراري مميت [4].
النينيا: التصحيح المفرط
تمثل ظاهرة النينيا المرحلة الباردة والمعاكسة لظاهرة تذبذب النينو الجنوبي (ENSO)، وتتميز بالرياح التجارية القوية بشكل غير طبيعي، وطبقة حرارية أعمق في غرب المحيط الهادئ، وزيادة في الارتفاع في الشرق. بالنسبة للغواصين، تجلب ظاهرة النينيا عمومًا مياهًا أكثر برودة ووضوحًا وطبقات حرارية أقوى في مناطق الارتفاع مثل غالاباغوس وبيرو. يقل خطر ابيضاض الشعاب المرجانية خلال مراحل النينيا، على الرغم من أنه لا يُلغى تمامًا — فارتفاع درجة حرارة المحيط الأساسي يعني أن حتى السنوات المحايدة أصبحت الآن تسجل شذوذات في درجة حرارة سطح البحر كانت ستعتبر ظروف نينو خفيفة قبل عقدين من الزمن [2].
ثلاثة أحداث بارزة أعادت كتابة علم الشعاب المرجانية
1997-98: حدث المناخ في القرن العشرين
تسببت ظاهرة النينو في عامي 1997 و1998 في أقوى شذوذات في درجات حرارة سطح البحر سُجلت حتى ذلك الحين. امتدت بصمات حرارية عابرة للمدارات من جزر المالديف والمحيط الهندي عبر المحيط الهادئ إلى منطقة الكاريبي. قام كلار وآخرون [4] بتجميع بيانات من 43 دراسة ووجدوا أن شدة ابيضاض المرجان ترتبط مباشرة بشدة ظاهرة النينو، حيث تحمل منطقة المحيطين الهندي والهادئ العبء الأكبر. قُدر أن 16% من إجمالي غطاء الشعاب المرجانية في العالم قد دُمر في هذا الحدث الواحد. فقدت مواقع الغوص التي كانت بكرًا لعقود - في جزر المالديف وسيشل وعبر المثلث المرجاني - عقودًا من البنية التحتية في غضون أشهر.
2015-16: حدث الابيضاض المرجاني العالمي الثالث
ظاهرة النينو في 2015-2016، بالإضافة إلى الاتجاه طويل الأجل لارتفاع درجة حرارة المحيطات، أطلقت ما اعتبره المجتمع العلمي الحدث العالمي الثالث لابيضاض المرجان، بعد عامي 1997-1998 و2010. أجرى هيوز وآخرون [1] مسوحات جوية وتحت الماء عبر 2300 كيلومتر من الحاجز المرجاني العظيم ووجدوا أن 93% من الشعاب الفردية تعرضت لدرجة معينة من الابيضاض، مع تدمير ما يقرب من نصف غطاء الشعاب المرجانية في المياه الضحلة في الثلث الشمالي من الحاجز بشكل كامل. أشار هيوز وآخرون [1] إلى أن الابيضاض كان يحدث عند درجات حرارة تقل بنحو درجة مئوية عن ما كان عليه في التسعينيات — ليس لأن المرجان أصبح أكثر حساسية، ولكن لأنه كان يتعرض مرة أخرى قبل أن يتعافى تمامًا من الأحداث السابقة. في المحيط الهندي، شهدت جزر المالديف وتشاغوس وسيشيل خسائر كارثية. وعلى النقيض، كانت الشعاب الشرقية في غالاباغوس محمية جزئيًا من خلال صعود المياه الباردة المحلية الذي خفف من الإجهاد الحراري.
2023: معيار جديد
تطورت ظاهرة النينو عام 2023 على خلفية أدفأ محيط مسجل في التاريخ. تجاوز متوسط درجات حرارة سطح البحر العالمية الأرقام القياسية السابقة بشكل مستمر تقريبًا من أبريل 2023 حتى منتصف عام 2024 [6]. أعلن مرصد الشعاب المرجانية التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA Coral Reef Watch) عن الحدث العالمي الرابع لابيضاض الشعاب المرجانية في عام 2024، مع توثيق الابيضاض في 77% من مناطق الشعاب المرجانية الاستوائية في العالم — وهي تغطية غير مسبوقة في عصر الملاحظات. أظهر الحدث أن حتى ظاهرة النينو المعتدلة، المتراكبة على محيط أساسي أكثر دفئًا بالفعل، يمكن أن تسبب ظروف ابيضاض كارثية كانت تتطلب في السابق ظاهرة نينو قياسية لتحقيقها [2].
بصمة ENSO على ثلاث وجهات غوص شهيرة
أرخبيل غالاباغوس
تقع جزر غالاباغوس عند نقطة التقاء ثلاثة تيارات محيطية رئيسية: تيار همبولت البارد من الجنوب، وتيار بنما من الشمال، وتيار كرومويل (التيار الاستوائي السفلي) البارد والعميق القادم من الغرب. خلال ظروف النينيا وENSO-المحايدة، يؤدي صعود مياه تيار كرومويل إلى دفع الإنتاجية التي تدعم إجوانا البحرية الشهيرة، البطاريق، أسود البحر، وقروش غالاباغوس في الأرخبيل. تعمل أحداث النينو على قمع هذا الصعود بتعميق الطبقة الحرارية. خلال أحداث 1982-1983 و1997-1998، شهدت جزر غالاباغوس ابيضاضًا كارثيًا للمرجان ووفيات جماعية، وانهار بقاء أشبال أسد البحر مع اختفاء الأسماك الفريسة. تم تخفيف حدث 2015-2016 جزئيًا في بعض المواقع الشمالية عن طريق صعود المياه المحلية الذي خفف من الإجهاد الحراري، مما يوضح أهمية الملاذات الأوقيانوغرافية متوسطة النطاق [5]. يجب على الغواصين الذين يزورون غالاباغوس خلال سنوات النينو أن يتوقعوا مياهًا أكثر دفئًا وأقل إنتاجية، وتجمعات أقل للحيوانات البحرية الكبيرة، وزيادة خطر الابيضاض على الهياكل المرجانية المحدودة بالفعل.
المثلث المرجاني في إندونيسيا
تقع إندونيسيا ضمن المثلث المرجاني، وهي منطقة تبلغ مساحتها 6 ملايين كيلومتر مربع تضم أعلى تنوع بيولوجي بحري على وجه الأرض. يعد غرب المحيط الهادئ الاستوائي منشأ البركة الدافئة لظاهرة النينو الجنوبية (ENSO)، مما يعني أن الظروف المحيطية في إندونيسيا مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بمرحلة ENSO. خلال ظاهرة النينو، تتحرك البركة الدافئة شرقًا، وقد تنخفض درجات حرارة سطح البحر (SSTs) قليلاً في بعض أجزاء الأرخبيل الإندونيسي مع هجرة البركة الدافئة. ومع ذلك، أنتج حدث 2015-2016 ارتفاعًا غير طبيعي في درجات الحرارة حتى داخل البركة الدافئة نفسها، مما تسبب في ابيضاض في بحر رؤوس الطيور، راجا أمبات، وكومودو — وهي مواقع كانت تُعتبر في السابق مرنة نسبيًا [4]. تأثير ENSO على المثلث المرجاني غير متجانس: قد تشهد مواقع صعود مياه بحر باندا أنماط إجهاد مختلفة عن شعاب بحر المرجان المحمية في شرق إندونيسيا.
الحاجز المرجاني العظيم
الحاجز المرجاني العظيم هو نظام الشعاب المرجانية الأكثر دراسة في أستراليا وأصبح موقع المؤشر العالمي لأبحاث ابيضاض الشعاب المرجانية الناتج عن ظاهرة النينو الجنوبية (ENSO). أظهر ماكغوان وآخرون [3] أن أنماط الطقس في مرحلة ENSO — من خلال تأثيراتها على الغطاء السحابي، وخلط الرياح، والإشعاع الشمسي — تعدل بشكل كبير درجات حرارة سطح البحر ومخاطر الابيضاض عبر الحاجز المرجاني العظيم، خاصة في الأقسام الشمالية حيث يكون تباين الرياح التجارية أكبر. كان ابيضاض عام 2016 الذي وثقه هيوز وآخرون [1] هو الأشد خطورة في التاريخ المسجل للحاجز المرجاني العظيم، مدفوعًا بمزيج من شذوذ درجات حرارة سطح البحر الناتج عن ظاهرة النينو والاتجاه طويل الأجل لارتفاع درجة الحرارة. وقد أكد حدث ابيضاض لاحق في عام 2020 — خلال عام النينيا — أن الاحتباس الحراري الأساسي وحده أصبح الآن كافيًا لإحداث أحداث شديدة حتى بدون تضخيم ظاهرة النينو [7].
تجربة الغواص عبر دورة ENSO
- النينو: طبقات حرارية أكثر ضحالة في بعض المواقع، مياه سطحية أكثر دفئًا، مرجان مُبيض أو مُجهد، تجمعات أقل للأسماك واللافقاريات في المناطق التي تعتمد على الصعود.
- النينيا: طبقات حرارية أقوى، مياه صاعدة أكثر برودة في غالاباغوس وسوكورو، إنتاجية أعلى، رؤية أفضل في بعض المناطق، خطر ابيضاض أقل.
- ENSO-محايد: ظروف مستقرة بشكل عام؛ خطط الغطس في هذه المرحلة للحصول على أفضل اللقاءات مع الحياة البحرية في وجهات الصعود.
- جميع المراحل: يعني الاحترار المستمر للمحيطات أن درجات الحرارة الأساسية أصبحت الآن أعلى بـ 0.5-1.0 درجة مئوية عن متوسطات القرن العشرين في معظم مواقع الغوص الاستوائية — وتضاف شذوذات النينو فوق هذا المستوى المرتفع بالفعل.
تغير المناخ ومستقبل ENSO
استخدم كاي وآخرون [2] مجموعة مكونة من 21 نموذجًا CMIP5 للتنبؤ بأن أحداث النينو المتطرفة — المحددة من خلال تمدد واضح نحو الشرق للبركة الدافئة وتحول في هطول الأمطار إلى وسط المحيط الهادئ — ستتضاعف تقريبًا في تواترها في ظل مسار الانبعاثات العالية RCP8.5، لتحدث مرة كل 10 سنوات تقريبًا بدلاً من مرة كل 20 عامًا. تحمل هذه التوقعات آثارًا عميقة على تعافي الشعاب المرجانية. حسب هيوغ-جولدبرغ وآخرون [5] أن الشعاب تتطلب ما لا يقل عن 10-15 عامًا من الظروف الخالية من الابيضاض لاستعادة التعقيد الهيكلي بعد حدث شديد؛ بزيادة تواتر أحداث النينو إلى الضعف، سيكون التعافي غير مكتمل بشكل مزمن. وتوقع كوياتكوفسكي وآخرون [7] كذلك أنه في ظل SSP5-8.5، ستنخفض درجة الحموضة في المحيطات الاستوائية ويزداد التطبق، مما يزيد من الإجهاد الحراري مع ضغط التحمض على نفس أنظمة الشعاب المرجانية.
لم يعد السؤال هو ما إذا كان تغير المناخ سيؤثر على الشعاب المرجانية، بل كم سيبقى من المرجان خلال العقود القادمة من أحداث الإجهاد الحراري المتكررة.— هيوج-جولدبرغ وآخرون، ساينس، 2007 [5]
تخطيط الغطس حول ENSO
يُصدر مركز التنبؤ بالمناخ التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) توقعات ENSO بفترات زمنية تسبق الحدث بـ 3 و 6 و 9 أشهر. تُقدم منتجات مرصد الشعاب المرجانية التابع لـ NOAA Coral Reef Watch الخاصة بدرجة أسابيع التسخين (DHW) معلومات حول شذوذات درجات حرارة سطح البحر بمرور الوقت لتقديم تقييمات فورية لخطر الابيضاض في أكثر من 200 محطة افتراضية حول العالم. يجب على الغواصين الذين يخططون لرحلات قيمة إلى وجهات حساسة لـ ENSO — مثل غالاباغوس، وجزيرة كوكوس، والحاجز المرجاني العظيم، وجزر المالديف — استشارة كل من توقعات مرحلة ENSO وقيم DHW الحالية قبل الحجز. توفر فترات النينيا أو ENSO-المحايدة عادةً الظروف الأكثر استقرارًا وإنتاجية في مواقع الصعود.
المراجع
- [1] Hughes, T.P., Kerry, J.T., Álvarez-Noriega, M. et al. (2017). Global warming and recurrent mass bleaching of corals. Nature. doi:10.1038/nature21707
- [2] Cai, W., Borlace, S., Lengaigne, M. et al. (2014). Increasing frequency of extreme El Niño events due to greenhouse warming. Nature Climate Change. doi:10.1038/nclimate2100
- [3] McGowan, H.A. et al. (2017). ENSO weather and coral bleaching on the Great Barrier Reef, Australia. Geophysical Research Letters. doi:10.1002/2017GL074877
- [4] Claar, D.C., Szostek, L., McDevitt-Irwin, J.M., Schanze, J.J., Baum, J.K. (2018). Global patterns and impacts of El Niño events on coral reefs: A meta-analysis. PLOS ONE. doi:10.1371/journal.pone.0190957
- [5] Hoegh-Guldberg, O., Mumby, P.J., Hooten, A.J. et al. (2007). Coral reefs under rapid climate change and ocean acidification. Science. doi:10.1126/science.1152509
- [6] Frölicher, T.L., Fischer, E.M., Gruber, N. (2018). Marine heatwaves under global warming. Nature. doi:10.1038/s41586-018-0383-9
- [7] Kwiatkowski, L., Torres, O., Bopp, L. et al. (2020). Twenty-first century ocean warming, acidification, deoxygenation, and upper-ocean nutrient and primary production decline from CMIP6 model projections. Biogeosciences. doi:10.5194/bg-17-3439-2020
- [8] Oliver, E.C.J. et al. (2021). Marine heatwaves. Annual Review of Marine Science. doi:10.1146/annurev-marine-032720-095144