محيطات الأرض.. أسرار النشأة وأساليب الحياة في الأعماق السحيقة

في فضاء حالِك ومع انعكاس أشعة الشمس على سطحه، ظهر كوكب الأرض من بعيد أزرقا برّاقا بفضل الغطاء المائي السحري الذي يُغطّي نحو ثلاثة أرباع سطحه، ولطالما كانت تلك إحدى السمات التي تختص بها الأرض دون غيرها من كواكب المجموعة الشمسية، حيث يوجد الماء بحالته السائلة بوفرة، ولا عجب أن تزدهر الحياة بمختلف أنماطها وأشكالها وصورها بسبب ذلك.

وتمثّل المحيطات حوالي 96% من إجمالي المياه الموجودة على الأرض، ولا تقتصر فائدتها في الصورة الظاهرية للكوكب، بل تعد مستودَعا وشاهدا تاريخيا على التطور الجيولوجي الذي أصاب الأرض على مدار ملايين السنوات، كما تحتضن المحيطات مجموعة كبيرة من التنوع الحيواني والنباتي، وتضم أنظمة بيئية دقيقة بالغة التعقيد، تعزز ازدهار الحياة على الكوكب.

كما يرى العلماء أنّ المحيطات كانت السبب الرئيس في تشكّل الغلاف الجوّي للأرض، وفي انبعاث الأوكسجين من أعماقه، بفضل عملية البناء الضوئي التي كانت تجري ضمن الغلاف المائي، مما يساهم في تعزيز نشوء واستمرارية الحياة على اليابسة كذلك.

المحيط العظيم.. أصل المحيطات التي تملأ سطح الكوكب

يفترض علماء الجيولوجيا أنه قبل 200-300 مليون سنة، كانت اليابسة عبارة عن قارة واحدة ضخمة يتصل جميع أقطارها وأمصارها ببعضها، وتدعى قارة “بانغيا”، وهي أم القارات الحديثة، ويحيط بها جسم مائي مهيب، لا يُعرف أوّله من آخره، ويُطلق عليه المحيط العظيم “بانثالاسا” (Panthalassa).

المحيط العظيم “بانثالاسا”

لقد طرح الفلكي الألماني “ألفريد فيغنر” نظريته الخاصة التي تصف تشكّل القارات الحديثة في كتابه “أصل القارات”، وأطلق عليها نظرية “الانجراف القاري” أو زحف القارات، مشيرا إلى أنّ جميع القارات كانت متصلة في جسد واحد متمركزة على خط الاستواء، وبسبب حركة الصفائح التكتونية للكرة الأرضية المستمرّة من تباعد وتقارب واحتكاك، نشأ انجراف قاري يدفع كتل اليابسة إلى التشكّل بمعزل عن بعضها.

وقد حدث تفكك قارة بانغيا تدريجيا على عدة مراحل بدلا من أن تكون دفعة واحدة، فكانت البداية بالانشطار الثلاثي بين أوروبا وأمريكا وأفريقيا، ثم تبعه انشطار أشد وأكبر قبل نحو 215-175 مليون سنة، أي عند نهاية العصر “الترياسي” (Triassic) المنتمي إلى بداية حقبة الحياة الوسطى، إذ انقسمت بانغيا إلى كتلتين أرضيتين ضخمتين، وهما قارة “لوراسيا” في الشمال، وقارة “غندوانا” في الجنوب.

قبل أكثر من 250 مليون سنة، كانت يابسة الأرض مجتمعة في قارة واحدة اسمها “بانغيا”

وفي خضم ذلك الانقسام في اليابسة، كانت المحيطات تشهد ولادة نفسها وتشكّلها شيئا فشيئا من رحم المحيط العظيم، فبسبب حركة القشرة الأرضية والغلاف الصخري باتجاهين متعاكسين، ظهرت بعض الصدوع مع تدفق صهارة البراكين، لتتشكّل الأخاديد الصدعية الموازية للحدود القارية. ثمّ مع مرور الوقت وعلى فترات زمنية طويلة، أخذت هذه الفجوة بين القارتين بالنمو أكثر وأكثر، مفسحة المجال لتشكّل حوض مائي جديد، فكان قبل نحو 180 مليون سنة أن تكوّن المحيط الهادئ، وهو أول المحيطات المألوفة.

ثمّ تبعه في الغرب ظهور المحيط الأطلسي، ثمّ المحيط الهندي في الجنوب قبل حوالي 140 مليون سنة، وذلك بعد انفصال الهند وأستراليا عن القارة القطبية الجنوبية، ولم تزل الهند تبتعد شمالا حتى اصطدمت بقارة أوراسيا، ونشأت من ذلك الاصطدام سلسلة جبال الهيمالايا العملاقة. وقبل نحو 80 مليون سنة كانت أمريكا الشمالية قد انفصلت عن قارة أوروبا، واستقرّت أسفل المحيط المتجمد الشمالي الذي كان قد تشكّل أخيرا.1

محيط الجنوب.. ضيف جديد خارج التصنيف الرسمي

مع ظهور عصر الاستكشافات في القرنين الخامس عشر والسادس عشر، أبحرت السفن الأوروبية تجول البحار والمحيطات قاطبة لأغراض سياسية واقتصادية ودينية. وبرز عدد من الجغرافيين ورسّامي الخرائط في تلك الحقبة الزمنية.

الجغرافي البلجيكي “أبراهام أورتيليوس” أول من وضع خريطة “ثيتروم أوربيس تيراروم” أو مسرح العالم

وكان من أشهرهم الجغرافي البلجيكي “أبراهام أورتيليوس”، فقد وضع أوّل أطلس شامل يحتوي على عدد من الخرائط التفصيلية ونصوص وشروحات داعمة، وأطلق عليه “ثيتروم أوربيس تيراروم” (Theatrum Orbis Terrarum)، أي مسرح العالم. وفيه تظهر خريطة للعالم بجميع قاراته ومحيطاته الأربع؛ المحيط الأطلسي، والمحيط الهادئ، والمحيط الهندي، والمحيط المتجمد الشمالي.2

خمسة محيطات تغطي أكثر من 96% من الماء على الأرض

لقد ظلّت رمزية التصنيف الرباعي للمحيطات قائمة لفترة طويلة حتى عام 2000، حينما أقرّ مجلس الولايات المتحدة للأسماء الجغرافية اعترافا رسميا بشأن وجود محيط خامس، وهو المحيط الجنوبي، ويمتد من ساحل القارة القطبية الجنوبية إلى خط العرض عند 60 درجة جنوبا.

وعليه، رُفِع الاقتراح إلى المنظمة الهيدروغرافية الدولية (International Hydrographic Organization) المعنية بتنسيق عمليات ونشاطات مسح البحار. لكنّ المقترح لم يحظ بقبول جميع الأعضاء فلم يُصدّق عليه، وما زال عددها أمرا مختلفا فيه حتى اليوم.3

الشعاب المرجانية.. تنوع بيولوجي يهدده العصر الحديث

تعد المحيطات موطنا ومصدرا أساسيا للتنوّع البيولوجي على الأرض، وتضم أحد أكثر الأنظمة البيئية الحيّة الموجودة على كوكب الأرض تعقيدا وقدما، وهي مستعمرات الشعاب المرجانية، التي تغطي مساحات شاسعة من قيعان المحيط الهندي والهادئ على نحو الخصوص، حيث تكون المياه الاستوائية والمدارية ذات درجات حرارة معتدلة ومناسبة لنشوء هذا النوع من الكائنات الحية.

المحيطات تضم أحد أكثر الأنظمة البيئية الحيّة الموجودة على كوكب الأرض تعقيدا وقدما

والشعاب المرجانية بتعدد أشكالها وألوانها التي لا حصر لها، وعلى ما تبدو عليه من جمال أخاذ، قد يُخيّل للناظر على أنها أحد الأصناف التابعة للمملكة النباتية، والأمر ليس كذلك، إذ أنها وفق تصنيف علماء الأحياء تُعد حيوانات لافقارية تتكون من بوليبات (سليلات) مرجانية أشبه بالخيوط الرفيعة التي تتصل ببعضها، لتشكل مستعمرات حيوانية قد تمتد لمئات الكيلومترات.

ويوجد أشهر هذه التجمعات في شرقي سواحل أستراليا، ويعرف باسم الحيّد المرجاني العظيم (Great Barrier Reef)، وهي تغطي مساحة 344 ألف كيلومتر مربع، أي ما يعادل تقريبا مساحة سلطنة عمان، وقد بدأت بالنشوء منذ 20 ألف سنة، وما زالت مستمرة بالنمو والتكاثر على نحو بطيء.4

الحيّد المرجاني العظيم شرقي سواحل أستراليا، مستعمرات حيوانية تمتد لمئات الكيلومترات

ولا يقتصر دور الشعاب المرجانية على منح صورة جمالية للمحيطات، بل إنها تعد موطنا ومركزا حيويا مهما لـ25% من الكائنات البحرية باختلاف أشكالها وأنماطها، مع أنها تغطي أقل من 2% من قيعان المسطحات المائية حول العالم، وذلك لما توفره الشعاب المرجانية من تنوع بيئي وبيولوجي يسمح للأسماك أن تضع بيضها في مكان آمن.

وقد نشأت هذه الكائنات الحية على الكوكب الأزرق منذ ملايين السنوات، وبالتحديد مع بداية العصر الباليوجيني (Paleogene)، وساهمت بتعزيز فرص الحياة لبقية المخلوقات الحية بصورة فعالة ومباشرة، لكنها اليوم تقف أمام شبح الموت الذي يحوم فوقها، ممتطيا صهوة التغيّر المناخي الذي بات يشكل تهديدا حقيقيا، لأول مرّة في التاريخ البشري.

مضخّات إنتاج الأكسجين.. أنفاس قادمة من أعماق المحيط

تكشف سجلات التاريخ، أن المحيطات كانت أول المساهمين في تشكيل الغلاف الجوّي، وفي إمداد الكوكب بغاز الأكسجين اللازم لضمان استمرارية حياة كثير من الكائنات الحيّة.

في بعض بقاع البحر، يوجد أكثر من 100 ألف خلية من بكتيريا البروكلوروكوكوس في كل ملم مكعب

فحينما بدأت أول أنماط المخلوقات الحية بالظهور والتكاثر، مثل البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة، ظهرت عملية البناء الضوئي في الكائنات الحيّة، التي تعتمد على الطاقة القادمة من الشمس وثاني أوكسيد الكربون في إنتاج الأكسجين، فكانت النتيجة أن ارتفعت نسبة الأكسجين في الغلاف الجوي على نحو ملحوظ، ووصل إلى المستوى الذي ندركه اليوم.

ويرى العلماء أن نصف إنتاج الأكسجين على وجه الأرض ينبعث من العمليات الحيوية في المحيطات، ويظهر ذلك جليا في حالة بكتيريا البروكلوروكوكوس (Prochlorococcus)، وهو أصغر كائن حي يقوم بعملية البناء الضوئي. وعلى صغر حجمها، فإنها تساهم في إنتاج ما يصل إلى 20% من الأكسجين الموجود في المحيطات، وهذه النسبة تفوق إنتاج الأكسجين في جميع الغابات الاستوائية على وجه الأرض.

المحيطات تساهم في إنتاج خُمس الأكسجين في هواء الأرض

وتلعب الدياتومات -وهي الطحالب وحيدة الخلية- دورا هاما في عملية إنتاج الأكسجين كذلك، ويقدّر العلماء بأنّ خُمس الأكسجين الذي نستهلكه قادم من تلك الطحالب التي تعيش بصورة فردية متنقلة من مكان لآخر في المحيط، ونطلق عليها العوالق النباتية.5

وتنحصر ميزة البناء الضوئي أو التمثيل الضوئي في منطقة محدودة ضمن المحيط، عند عمق لا يتجاوز 200 متر، ذلك لأنّ أشعة الشمس لا تصل إلى أبعد من ذلك الحد، فنجد أن جميع الكائنات الحيّة التي ينشط عملها في إنتاج الأوكسجين تقبع في حدود مجال المنطقة المضاءة “اليوفوتيك” (Euphotic Zone).

طبقات المحيط.. رحلة في أعماق العمالقة الزرقاء

للمحيطات طبقات ذات أبعاد معروفة، كما هو الأمر بالنسبة للغلاف الجوّي، وكلّ طبقة في المحيط تتميز بصفات خاصة تميّزها عن الأخرى، ويعد العمق (المسافة عن سطح المياه) الفيصل في تحديد حدود كلّ طبقة، ذلك بسبب تغيّر كمية الضوء والضغط.

“خندق ماريانا” أعمق نقطة في المحيط عند 11 كيلومترا تحت سطح البحر

وبطبيعة الحال فإنّ الأعماق في المحيط الواحد ليست ثابتة، فضلا عن أنّ المحيطات جميعها تختلف أعماقها فيما بينها. ويتأثر عمق كل بقعة في المحيط باختلاف تضاريس القيعان، فقد توجد الأخاديد المحيطية مثل خندق ماريانا (Mariana Trench) الواقع في غرب المحيط الهادئ، والسلاسل الجبلية وغير ذلك.

وبعد تطور تكنولوجيا التنقيب وابتكار تقنيات دراسة انتشار الصوت وارتداد الصدى مثل السونار (Sonar) والرادار وتكنولوجيا الأقمار الصناعية، بات العلماء قادرين على الوصول إلى أرقام مرضية فيما يتعلّق بمتوسط عمق المحيطات جميعها البالغ 3.8 كيلومترا، وهي مسافة أقصر بكثير من قاع “تشالنجر ديب”، وهي أعمق نقطة في الكرة الأرضية، وتقع في خندق ماريانا الآنف ذكره.6

طبقات النور.. موطن الكائنات البحرية التي نعرفها

تبدأ أولى طبقات المحيط مع سطح المياه، وهو الحد الفاصل بين مائع الهواء والماء، ويُطلق على هذه المنطقة “الطبقة الضوئية” (Epipelagic)، وتعزى التسمية إلى أنّ ضوء الشمس ينتشر في هذه المنقطة، ويتقلّص تدريجيا حتى يتوارى عن الأنظار عند عمق 200 متر. وبسبب وفرة الضوء فإنّ أغلب الكائنات الحيّة المائية التي نعرفها تعيش في هذا المجال، مثل الحيتان والدلافين وقناديل البحر وأسماك القرش والطحالب.

“الطبقة الضوئية” هي المنطقة التي يبدأ ضوء الشمس بعدها بالتلاشي تدريجيا تحت الماء

ومن عمق 200 متر إلى 1000 متر، تحلّ الطبقة الثانية منطقة المياه متوسطة العمق (Mesopelagic)، ويرى العلماء أنّ هذه المنطقة قد يصلها ضوء الشمس، لكن بكميات

ضئيلة للغاية، وعليه جرت تسمية هذه الطبقة بنطاق الشفق كذلك.

وفي هذه الحيّز المكاني تبدأ بعض الكائنات الحيّة النادرة والمثيرة بالظهور، وهي تعتمد على خاصية الإضاءة الحيوية التي تنتج عن تفاعلات كيميائية داخل الجسم الحي، وعند هذا العمق تنخفض درجة حرارة الماء بشكل كبير مقارنة بالمنقطة العليا.

طبقة المياه العميقة.. أساليب الحياة بمكان تنعدم فيه الرؤية

تليها طبقة المياه العميقة (Bathypelagic)، وتمتد حتى عمق 4 كيلومترات من سطح البحر. وعند هذه المسافة تنعدم الرؤية تماما، ولا يصل أيّ فوتون من الشمس، ويبقى الضوء الوحيد الموجود هو الناتج عن العمليات الحيوكيميائية في الكائنات الحيّة، وهي تعتمده لجذب الأسماك الأخرى وإيقاعها في الفخ.

صورة توضيحية لطبقات المحيط والكائنات الحية التي تعيش في كل منها

ومن أمثلة ذلك سمكة الصيّاد أو سمكة الشص الحدباء، إذ تبدو مريعة وذات شكل غريب، وتحتوي على نتوء طويل عند مقدمة الرأس، ينتهي بضوء حيوي يساعد على جذب الأسماك الصغيرة واصطيادها، كما يرتفع في هذه الطبقة محتوى المياه من الأوكسجين الذائب، نتيجةً لانخفاض درجات الحرارة.

منطقة الأغوار.. ضغط مرتفع وماء على حافة التجمد

الطبقة التالية هي المنطقة السحيقة (Abyssopelagic) أو منطقة الأغوار، وتمتد إلى عمق يصل إلى حوالي 6 كيلومترات، وتشكل هذه المنطقة حوالي ثلاثة أرباع قيعان المحيطات، وفي هذه البقعة يكون ضغط الماء مرتفعا للغاية، كما تكون درجة حراته قريبة من التجمد، مما يصعّب على الكائنات الحية العيش فيها.

فوهات حرمائية في قاع المحيط تنفث حرارة تستفيد منها بعض الكائنات الحية لتبقى دافئة

لكن من حسن الحظ أن بعض الكشافين عثروا على مجموعة نادرة من الحيوانات، مثل الديدان الأنبوبية والدينوفلاجيلات (Dinoflagellate) والحبار مصاص الدماء الذي عُثِر عليه لأول مرة عام 1903. ونظرا لانعدام أشعة الشمس مصدرا للطاقة، فإنّ البكتيريا الموجودة تعيش بالقرب من الفتحات الحرارية المائية أو الفوهات الحرمائية (Hydrothermal Vent)، وهي فتحات تشبه المداخن تنفث المياه المعدنية الحارة في قيعان المحيطات.

طبقة الهادوبلاجيك.. كائنات حية في عمق يسحق العظام

وأخيرا تحلّ طبقة الهادالبيلاجيك (Hadalpelagic)، وهي منطقة معنية بأعمق النقاط في الأخاديد المحيطية، إذ يصل الضغط إلى أعلى مستوياته فيسحق العظام، وقد رُصِدت كميات ضئيلة من الكائنات الحية القادرة على العيش في ظل هذه الظروف، على صعوبة الوصول وندرته.

وقد اكتشف الباحثون وجود المنخبرات أو المثقبات، وهي نوع من العوالق أحادية الخلية تعيش في خندق “تشالنجر ديب” العميق.7

 

المصادر:

[1] ليونديغ، بروس بيتر (التاريخ غير معروف). علم الميحطات القديم. الاسترداد من: https://www.britannica.com/science/paleoceanography#ref1102335

[2] محررو الموقع (التاريخ غير معروف). إبراهام أورتيليوس. الاسترداد من: https://www.britannica.com/biography/Abraham-Ortelius

[3] محررو الموقع (التاريخ غير معروف). كم عدد المحيطات؟. الاسترداد من: https://oceanservice.noaa.gov/facts/howmanyoceans.html#:~:text=Historically%2C%20there%20are%20four%20named,the%20’newest’%20named%20ocean

[4] محررو الموقع (2023). الحيّد المرجاني العظيم. الاسترداد من: https://www.britannica.com/place/Great-Barrier-Reef

[5] محررو الموقع (التاريخ غير معروف). ما هو مقدار الأكسجين الذي يأتي من المحيط؟. الاسترداد من: https://oceanservice.noaa.gov/facts/ocean-oxygen.html#:~:text=Scientists%20estimate%20that%20roughly%20half,smallest%20photosynthetic%20organism%20on%20Earth.

[6] مانشيني، مارك (التاريخ غير معروف). كم يبلغ عمق المحيط؟. الاسترداد من: https://science.howstuffworks.com/environmental/earth/oceanography/how-deep-is-ocean.htm

[7] كيرن، أشلي (2023). مناطق عمق المحيط | نظرة عامة وخصائص وطبقات. الاسترداد من: https://study.com/learn/lesson/ocean-depth-zones.html#:~:text=Aphotic%20light%20zone%3A%20This%20is,35%2C000%20feet%20below%20the%20surface.