شلالات الهلام

تُعدّ ظاهرة سقوط قناديل البحر من أحداث دورة الكربون البحرية ، حيث تغوص العوالق الحيوانية الهلامية ، وخاصة اللاسعات ، إلى قاع البحر، مما يُعزز تدفقات الكربون والنيتروجين عبر المواد العضوية الجزيئية سريعة الغوص . ^{[ 1 ]} تُوفر هذه الظاهرة الغذاء للحيوانات الضخمة القاعية والبكتيريا . ^{[ 2 ] [ 3 ]} وقد أشير إلى سقوط قناديل البحر باعتباره "مسارًا هلاميًا" رئيسيًا لعزل الكربون الحيوي غير المستقر عبر المضخة البيولوجية . ^{[ 4 ]} ونظرًا لوفرة العوالق الحيوانية الهلامية وانتشارها الجغرافي الواسع، تُشكل ظاهرة سقوط قناديل البحر عنصرًا هامًا في المضخة البيولوجية العالمية. وتُضاهي مساهمتها في تصدير الكربون العضوي غير المستقر إلى قاع البحر مساهمة نبضات الفتات الأخرى، مثل ازدهار العوالق النباتية وتجمعات الثلج البحري. وتنتشر هذه الظاهرة في المناطق المحمية ذات المستويات العالية من الإنتاج الأولي وجودة المياه الملائمة لدعم أنواع اللاسعات. وتشمل هذه المناطق مصبات الأنهار ، وقد أجريت العديد من الدراسات في المضايق البحرية في النرويج . ^{[ 3 ]}

في حالات نادرة حيث لا توجد كائنات تتغذى على الجيف أو عندما يكون الماء ساكناً بشكل خاص، يمكن أن تتراكم آلاف قناديل البحر في المنخفضات الموجودة في قاع البحر لتشكل "بحيرات من قناديل البحر". ^{[ 5 ]}

تتكون تساقطات قناديل البحر بشكل أساسي من أجسام متحللة من اللاسعات والطحالب ( Pyrosomida و Doliolida و Salpida ). ^{[ 1 ]} هناك عدة عوامل قد تؤدي إلى موت الكائنات الهلامية وغرقها. تشمل هذه العوامل ارتفاع مستويات الإنتاج الأولي الذي قد يسد أجهزة التغذية لدى هذه الكائنات، والتغير المفاجئ في درجة الحرارة، ونفاد الغذاء عند ازدهار الطحالب القديم، وتلف أجسام قناديل البحر بفعل المفترسات، والتطفل . [ ^{6 ] ومع} ذلك، ترتبط تساقطات قناديل البحر عمومًا بازدهار الطحالب والإنتاج الأولي، حيث تحدث أكثر من 75% من تساقطات قناديل البحر في المناطق شبه القطبية والمعتدلة بعد ازدهار الطحالب الربيعي، وأكثر من 25% منها في المناطق الاستوائية بعد ظاهرة الصعود . ^{[ 1 ]}

مع تحول المناخ العالمي نحو محيطات أكثر دفئًا وحموضة، وهي ظروف لا تُناسب الأنواع غير القادرة على التكيف، يُرجح أن يزداد عدد قناديل البحر. وقد تتحول المناطق الغنية بالمغذيات والمناطق الميتة إلى بؤر ساخنة لقناديل البحر مع ازدهار كبير لها. ^{[ 7 ]} ومع تغير المناخ وارتفاع درجة حرارة مياه المحيطات، يزداد ازدهار قناديل البحر، ويزداد نقل الكربون الموجود فيها إلى أعماق المحيط. ^{[ 8 ]} ومع احتمال تباطؤ المضخة البيولوجية التقليدية، قد يصبح نقل الكربون والمغذيات إلى أعماق البحار عبر تساقط قناديل البحر أكثر أهمية بالنسبة لأعماق المحيط. ^{[ 9 ]}

نتيجةً للنشاط البشري، ازداد تواتر وشدة ازدهار قناديل البحر. ويُعتقد أن هذا بدوره يُعزز حدوث تساقط قناديل البحر. كما أن الصيد الجائر للأسماك السطحية الصغيرة وغيرها من الكائنات التي تتغذى على العوالق الحيوانية يُقلل من التنافس على موارد العوالق، ويزيل المفترسات الرئيسية التي تتغذى على العوالق الحيوانية الهلامية، مما يسمح بتكاثر قناديل البحر. ^{[ 10 ]} ويُؤدي التخثث الساحلي الناتج عن جريان المياه الزراعية والحضرية إلى خلق مناطق منخفضة الأكسجين تتجنبها معظم أنواع الأسماك والقشريات، إلا أن العديد من اللاسعات والثالياسيات تستطيع تحملها، مما يُفيد أعداد قناديل البحر. ^{[ 11 ]} ومن المتوقع أن يزداد الكربون المُستمد من قناديل البحر في قاع البحر بشكل كبير لهذه الأسباب، بالإضافة إلى ارتفاع درجات حرارة سطح البحر، وخاصة في المناطق الساحلية والجرف القاري.

تبدأ عملية التحلل بعد الموت ، وقد تستمر في عمود الماء أثناء غرق الكائنات الهلامية. ^{[ 6 ]} يحدث التحلل بشكل أسرع في المناطق الاستوائية مقارنةً بالمياه المعتدلة وشبه القطبية نتيجةً لارتفاع درجات الحرارة. ^{[ 6 ]} في المناطق الاستوائية، قد يستغرق تحلل الهلام المتساقط أقل من يومين في المياه السطحية الدافئة، ولكنه قد يستغرق ما يصل إلى 25 يومًا عندما يكون على عمق أقل من 1000 متر. ^{[ 6 ]} يتبع انخفاض المادة العضوية الناتجة عن الهلام المتساقط مع العمق انخفاضًا أُسّيًا. في المياه الاستوائية وشبه الاستوائية، يصل أقل من 10% من كربون الهلام المشتق من السطح إلى أعماق تزيد عن 1000 متر. مع ذلك، في المناطق شبه القطبية، يصل 30-40% من كربون الهلام إلى أعماق تزيد عن 1000 متر. ويعود ذلك إلى انخفاض درجات حرارة المياه، مما يبطئ التحلل الميكروبي أثناء الغرق. ^{[ 12 ]} قد تقضي الكائنات الهلامية المنفردة وقتاً أقل في قاع البحر، حيث وجدت إحدى الدراسات أن قناديل البحر يمكن أن تتحلل بواسطة الكائنات الكانسة في أعماق البحار النرويجية في أقل من ساعتين ونصف. ^{[ 13 ]}

تُسهم هذه الأنواع من الكائنات الكانسة بشكل كبير في تحلل جثث قناديل البحر . وبشكل عام، برزت شوكيات الجلد ، مثل نجم البحر ، كمستهلك رئيسي لجثث قناديل البحر، تليها القشريات والأسماك. ^{[ 1 ]} ومع ذلك، فإن نوع الكائنات الكانسة التي تصل إلى جثث قناديل البحر يعتمد بشكل كبير على كل نظام بيئي. على سبيل المثال، في تجربة أُجريت في أعماق البحار النرويجية، كانت أسماك الهاجفيش أول الكائنات الكانسة التي عثرت على مصائد قناديل البحر المتحللة، تلتها جراد البحر القرفصاء ، وأخيرًا روبيان عشري الأرجل. ^{[ 13 ]} كما كشفت صور التُقطت قبالة سواحل النرويج على جثث قناديل البحر الطبيعية عن روبيان الكاريديان الذي يتغذى على جثث قناديل البحر. ^{[ 3 ]} يمكن أن تُشكل جثث قناديل البحر مسارًا فعالًا للطاقة لأنواع المياه العميقة ذات الأهمية التجارية. وقد أظهرت الملاحظات المباشرة في المياه النرويجية العميقة أن روبيان المياه العميقة Pandalus borealis يتغذى بشكل مكثف على جثث قناديل البحر. ينقل هذا الكربون من التكاثرات السطحية العرضية إلى الكائنات القاعية. ^{[ 14 ]} تختلف ديناميكيات التغذية على الجيف اختلافًا كبيرًا عبر المضائق النرويجية. تستهلك الأسماك القاعية وأنواع القشريات الكبيرة جيف الهلام الضحل، بينما تهيمن على الجيف الأعمق كائنات أصغر حجمًا وأبطأ حركة مثل نجم البحر الهش والرخويات، مما يؤدي إلى بقاء الجيف لفترة أطول. ^{[ 15 ]}

مع ازدياد أعداد قناديل البحر وتزايد تكاثرها، ومع توفر الظروف الملائمة وقلة الكائنات الحية الأخرى التي تتغذى بالترشيح في المنطقة لاستهلاك العوالق ، ستعتمد مضخات الكربون في البيئات التي تتواجد فيها قناديل البحر بشكل أساسي على تساقطها. قد يؤدي هذا إلى اختلال التوازن في الموائل التي تتمتع بمضخات بيولوجية راسخة، حيث أن وجود قناديل البحر سيغير الشبكة الغذائية، بالإضافة إلى تغييرات في كمية الكربون المترسب في الرواسب. ^{[ 16 ]} أخيرًا، يُساعد المجتمع الميكروبي في عملية التحلل. في دراسة حالة أُجريت على البحر الأسود ، ازداد عدد البكتيريا في وجود تساقط قناديل البحر، وتبين أن البكتيريا تستخدم النيتروجين المنطلق من جثث قناديل البحر المتحللة بشكل تفضيلي، بينما تترك في الغالب الكربون. ^{[ 17 ]} في دراسة أجراها أندرو سويتمان عام 2016، تم اكتشاف، باستخدام عينات لبية من الرواسب في المضايق النرويجية ، أن وجود تساقط قناديل البحر يؤثر بشكل كبير على العمليات البيوكيميائية لهذه المجتمعات القاعية. تستهلك البكتيريا جثث قناديل البحر بسرعة، مما يُقلل من فرص حصول الكائنات الحية القاعية الكبيرة على الغذاء ، وهو ما يؤثر على المستويات الغذائية الأعلى. ^{[ 18 ]} إضافةً إلى ذلك، ومع غياب الكائنات الكانسة، تتكون طبقة بيضاء من البكتيريا فوق جثث قناديل البحر المتحللة، وتُطلق رواسب سوداء في المنطقة المحيطة، ناتجة عن الكبريتيد. ^{[ 19 ]} يتطلب هذا المستوى العالي من النشاط الميكروبي كمية كبيرة من الأكسجين، مما قد يؤدي إلى نقص الأكسجين في المناطق المحيطة بجثث قناديل البحر، ما يجعلها غير ملائمة للكائنات الكانسة الكبيرة. ^{[ 19 ]} كما تُعدّ جثث قناديل البحر، بتوفيرها مغذيات وأسطح وفيرة لاستعمار البكتيريا وتفاعلاتها، بؤرًا لانتقال جينات مقاومة المضادات الحيوية بين المجتمعات البكتيرية البحرية. ^{[ 20 ]}

يمتلك العوالق الحيوانية الهلامية كتلة حيوية عالمية كبيرة. وتشير التقديرات المستمدة من عمليات السحب بالشباك والمسوحات البصرية إلى أن قناديل البحر والسالبيات وغيرها من الكائنات الهلامية تساهم بشكل كبير في إجمالي كربون العوالق الحيوانية في جميع أحواض المحيطات. ويخضع التباين الجغرافي للكتلة الحيوية بشكل أساسي لدرجة الحرارة واستقرار عمود الماء. وتُلاحظ أعلى تركيزات الكتلة الحيوية في مناطق التيارات الصاعدة الساحلية والمناطق القطبية والمناطق ذات الإنتاجية الموسمية العالية. ^{[ 21 ]} ويمكن أن تُنتج التقلبات الطفيفة في العوالق الحيوانية الهلامية على أساس يومي تدفقًا من الكربون العضوي الجزيئي يُضاهي تدفق الفتات غير الهلامي مثل ازدهار العوالق النباتية. ^{[ 22 ]}

يعتمد البحث في ظاهرة سقوط قناديل البحر على بيانات رصد مباشرة، مثل الفيديو والصور الفوتوغرافية وعمليات الجرّ القاعية . ^{[ 1 ]} ومن بين الصعوبات التي تواجه عمليات الجرّ بحثًا عن هذه الظاهرة، سهولة تفتت جثثها الهلامية، ولذا، أصبحت الصور الفوتوغرافية والفيديوهات والتحليلات الكيميائية من الوسائل الأساسية لرصدها. ^{[ 3 ] [ 13 ]} وهذا يعني أن ظاهرة سقوط قناديل البحر لا تُرصد دائمًا في الفترة الزمنية التي تتواجد فيها. ونظرًا لإمكانية تحلل هذه القناديل بالكامل خلال ساعات قليلة بواسطة الكائنات الكانسة ^{[ 13 ]} ، ولأن بعضها لا يغرق إلى ما دون 500 متر في المياه الاستوائية وشبه الاستوائية، ^{[ 6 ]} فقد يُستهان بأهمية وانتشار هذه الظاهرة.

• مضخة بيولوجية
• قنديل البحر
• بيروسوما أتلانتيكوم
• سقوط الحوت
• مجتمع أعماق البحار
• منطقة ميتة