إزالة الغابات على مستوى العالم تؤدي إلى المزيد من التلوث بالزئبق

حوالي 10% من انبعاثات الزئبق التي يصنعها الإنسان في الغلاف الجوي كل عام هي نتيجة لإزالة الغابات على مستوى العالم، وفقًا لدراسة جديدة أجراها معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

الغطاء النباتي في العالم، من غابات الأمازون المطيرة إلى السافانا في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، يعمل بمثابة حوض يزيل الملوثات السامة من الهواء، ومع ذلك، إذا ظل المعدل الحالي لإزالة الغابات دون تغيير أو تسارع، فإن الباحثين يقدرون أن صافي انبعاثات الزئبق سوف تستمر في الزيادة.

يقول آري فاينبرج، باحث ما بعد الدكتوراه السابق في معهد البيانات والأنظمة والمجتمع (IDSS) والمؤلف الرئيسي للدراسة: “لقد تجاهلنا مصدرًا مهمًا للزئبق، خاصة في المناطق الاستوائية “.

ويظهر نموذج الباحثين أن غابات الأمازون المطيرة تلعب دورًا مهمًا بشكل خاص كمخزن للزئبق، حيث تساهم بحوالي 30٪ من مصارف الأراضي العالمية. وبالتالي فإن الحد من إزالة غابات الأمازون يمكن أن يكون له تأثير كبير على الحد من التلوث بالزئبق.

ويقدر الفريق أيضًا أن جهود إعادة التشجير العالمية يمكن أن تزيد من امتصاص الزئبق السنوي بنحو 5٪. وعلى الرغم من أهمية ذلك، يؤكد الباحثون أن إعادة التشجير وحدها لا ينبغي أن تكون بديلاً عن جهود مكافحة التلوث في جميع أنحاء العالم.

احتمال أن تكون الانبعاثات أكبر في المستقبل

يقول المؤلف الرئيسي نويل سيلين، الأستاذ في IDSS وقسم علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا:  “لقد بذلت البلدان الكثير من الجهد للحد من انبعاثات الزئبق، وخاصة البلدان الصناعية الشمالية، وذلك لسبب وجيه للغاية، ولكن 10٪ من المصدر العالمي للزئبق البشري هو مصدر كبير، وهناك احتمال أن يكون ذلك أكبر في المستقبل، “إن معالجة هذه الانبعاثات المرتبطة بإزالة الغابات يجب أن تكون جزءًا من الحل”.

انضم إلى فاينبرج وسيلين في الورقة المؤلفان المشاركان مارتن جيسكرا، وهو زميل سابق في مؤسسة العلوم الوطنية السويسرية أمبيزيوني في جامعة بازل؛ وباسكوال بوريللي، أستاذ بجامعة روما تري في إيطاليا؛ وجاغاناث بيسواكارما، باحث ما بعد الدكتوراه في المعهد الفيدرالي السويسري لعلوم وتكنولوجيا الأحياء المائية. تظهر الورقة في العلوم البيئية والتكنولوجيا.

نمذجة الزئبق

على مدى العقود القليلة الماضية، ركز العلماء بشكل عام على دراسة إزالة الغابات كمصدر لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية. ولم يحظ الزئبق، وهو أحد العناصر النزرة، بنفس الاهتمام، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن دور المحيط الحيوي الأرضي في دورة الزئبق العالمية لم يتم تحديده كميًا بشكل أفضل إلا مؤخرًا.

تمتص أوراق النباتات الزئبق من الغلاف الجوي، بنفس الطريقة التي تمتص بها ثاني أكسيد الكربون. ولكن على عكس ثاني أكسيد الكربون، لا يلعب الزئبق وظيفة بيولوجية أساسية للنباتات. ويبقى الزئبق إلى حد كبير داخل ورقة الشجر حتى يسقط على أرض الغابة ، حيث تمتص التربة الزئبق.

يصبح الزئبق مصدر قلق كبير للبشر إذا انتهى به الأمر في المسطحات المائية، حيث يمكن أن تتم ميثليته بواسطة الكائنات الحية الدقيقة. ويمكن أن تمتص الأسماك ميثيل الزئبق، وهو سم عصبي قوي، ويتراكم بيولوجيا عبر السلسلة الغذائية. وهذا يمكن أن يؤدي إلى مستويات خطيرة من ميثيل الزئبق في الأسماك التي يأكلها البشر.

يقول فاينبرغ، الذي أصبح الآن عالمًا: “في التربة، يكون الزئبق مرتبطًا بشكل أكثر إحكامًا مما سيكون عليه لو تم ترسيبه في المحيط. وتقوم الغابات بنوع من خدمة النظام البيئي، حيث تقوم باحتجاز الزئبق لفترات زمنية أطول”. ما بعد الدكتوراه في معهد بلاس كابريرا للكيمياء الفيزيائية في إسبانيا.

وبهذه الطريقة، تقلل الغابات من كمية ميثيل الزئبق السام في المحيطات.

تركز العديد من الدراسات حول الزئبق على المصادر الصناعية، مثل حرق الوقود الأحفوري، وتعدين الذهب على نطاق صغير، وصهر المعادن. وتدعو معاهدة عالمية، وهي اتفاقية ميناماتا لعام 2013، الدول إلى تقليل الانبعاثات التي يتسبب فيها الإنسان. ومع ذلك، فهي لا تأخذ بعين الاعتبار آثار إزالة الغابات بشكل مباشر.

أطلق الباحثون دراستهم لملء تلك القطعة المفقودة، وفي عملهم السابق، قاموا ببناء نموذج لاستكشاف الدور الذي تلعبه النباتات في امتصاص الزئبق. وباستخدام سلسلة من سيناريوهات تغير استخدام الأراضي، قاموا بتعديل النموذج لتحديد دور إزالة الغابات.

تقييم الانبعاثات

يتتبع نموذج النقل الكيميائي هذا الزئبق من مصادر انبعاثاته إلى حيث يتحول كيميائيًا في الغلاف الجوي ثم في النهاية إلى حيث يتم ترسبه، وذلك بشكل رئيسي من خلال هطول الأمطار أو امتصاصه في النظم الإيكولوجية للغابات.

قاموا بتقسيم الأرض إلى ثماني مناطق وأجروا عمليات محاكاة لحساب عوامل انبعاثات إزالة الغابات لكل منها، مع الأخذ في الاعتبار عناصر مثل نوع وكثافة الغطاء النباتي، ومحتوى الزئبق في التربة، والاستخدام التاريخي للأراضي.

ومع ذلك، كان من الصعب الحصول على بيانات جيدة لبعض المناطق.

لقد افتقروا إلى قياسات من أفريقيا الاستوائية أو جنوب شرق آسيا، وهما منطقتان تعانيان من إزالة الغابات بشكل كبير. للتغلب على هذه الفجوة، استخدموا نماذج أبسط وغير متصلة بالإنترنت لمحاكاة مئات السيناريوهات، مما ساعدهم على تحسين تقديراتهم لأوجه عدم اليقين المحتملة.

كما قاموا بتطوير صيغة جديدة لانبعاثات الزئبق من التربة، توضح هذه الصيغة حقيقة أن إزالة الغابات تقلل من مساحة الأوراق، مما يزيد من كمية ضوء الشمس الذي يضرب الأرض ويسرع إطلاق غازات الزئبق من التربة.

يقسم النموذج العالم إلى مربعات شبكية، تبلغ مساحة كل منها بضع مئات من الكيلومترات المربعة. ومن خلال تغيير معلمات سطح الأرض والغطاء النباتي في مربعات معينة لتمثيل سيناريوهات إزالة الغابات وإعادة التحريج، يمكن للباحثين التقاط التأثيرات على دورة الزئبق.

وبشكل عام، وجدوا أن حوالي 200 طن من الزئبق ينبعث إلى الغلاف الجوي نتيجة إزالة الغابات، أو حوالي 10% من إجمالي الانبعاثات التي من صنع الإنسان. ولكن في البلدان الاستوائية وشبه الاستوائية، تمثل انبعاثات إزالة الغابات نسبة أعلى من إجمالي الانبعاثات. على سبيل المثال، في البرازيل تمثل انبعاثات إزالة الغابات 40% من إجمالي الانبعاثات الناجمة عن النشاط البشري.

إزالة الغابات ثاني أعلى دولة من حيث الانبعاثات

بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يقوم الناس بإشعال النيران لإعداد مناطق الغابات الاستوائية للأنشطة الزراعية ، مما يسبب المزيد من الانبعاثات عن طريق إطلاق الزئبق المخزن بواسطة النباتات.

ويضيف فاينبرج: “إذا كانت إزالة الغابات دولة، فإنها ستكون ثاني أعلى دولة من حيث الانبعاثات، بعد الصين، التي تنبعث منها حوالي 500 طن من الزئبق سنويًا”.

وبما أن اتفاقية ميناماتا تعالج الآن انبعاثات الزئبق الأولية، فيمكن للعلماء أن يتوقعوا أن تصبح إزالة الغابات جزءًا أكبر من الانبعاثات التي يتسبب فيها الإنسان في المستقبل.

تقول سيلين. “إن سياسات حماية الغابات أو قطعها لها آثار غير مقصودة تتجاوز هدفها. ومن المهم أن نأخذ في الاعتبار حقيقة أن هذه أنظمة، وأنها تنطوي على أنشطة بشرية، ونحن بحاجة إلى فهمها بشكل أفضل من أجل حل المشاكل التي نواجهها فعليًا “أعرف أن هناك”.

دمج نماذج أكثر ديناميكية لنظام الأرض

ومن خلال تقديم هذا التقدير الأول، يأمل الفريق في إلهام المزيد من الأبحاث في هذا المجال.

في المستقبل، يريدون دمج نماذج أكثر ديناميكية لنظام الأرض في تحليلاتهم، مما سيمكنهم من تتبع امتصاص الزئبق بشكل تفاعلي ووضع نموذج أفضل للجدول الزمني لإعادة نمو الغطاء النباتي.

يقول جاكي جيرسون، الأستاذ المساعد في قسم علوم الأرض والبيئة بجامعة ولاية ميشيحان، والذي لم يشارك في هذا البحث، “تمثل هذه الورقة تقدمًا مهمًا في فهمنا لدورة الزئبق العالمية من خلال قياس المسار الذي تم اقتراحه منذ فترة طويلة ولكن لم يتم تحديده كميًا بعد. وقد ركز الكثير من أبحاثنا حتى الآن على الانبعاثات الأولية البشرية المنشأ – تلك الناتجة مباشرة عن النشاط البشري عن طريق احتراق الفحم.

: “أو حرق ملغم الذهب والزئبق في تعدين الذهب الحرفي والضيق النطاق”.

“يبين هذا البحث أن إزالة الغابات يمكن أن تؤدي أيضًا إلى انبعاثات كبيرة من الزئبق ويجب أخذها في الاعتبار من حيث نماذج الزئبق العالمية وسياسات إدارة الأراضي، وبالتالي، فإن لديها القدرة على تطوير مجالنا علميًا وكذلك تعزيز السياسات التي تقلل من انبعاثات الزئبق عبر إزالة الغابات “.