کشفی شگفت‌انگیز از دل فضا؛ فصل‌های زمین به‌شکل عجیبی با هم هماهنگ نیستند

دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، با رصد فصل‌های زمین از فضا به کشفی غیرمنتظره رسیده‌اند: بهار، تابستان، پاییز و زمستان آن‌طور که تصور می‌کردیم هم‌زمان و هماهنگ پیش نمی‌روند.

به گزارش انتخاب و به نقل از  sciencealert ؛ این‌که دو منطقه در یک نیم‌کره قرار داشته باشند، ارتفاع مشابهی داشته باشند یا حتی روی یک عرض جغرافیایی باشند، لزوماً به این معنا نیست که تغییرات فصلی را در یک زمان تجربه می‌کنند.
حتی مناطق مجاور هم می‌توانند الگوهای آب‌وهوایی و بوم‌شناختی کاملاً متفاوتی داشته باشند؛ تفاوت‌هایی که زیستگاه‌های همسایه را به‌طرزی چشمگیر از یکدیگر متمایز می‌کند.

این وضعیت شبیه تفاوت ساعت‌های رسمی میان دو نقطه‌ی نزدیک به هم است؛ با این تفاوت که در این‌جا، مرزها را خودِ طبیعت ترسیم می‌کند.

درو تِراساکی هارت، جغرافی‌دان زیستی و نویسنده‌ی اصلی این مطالعه، در ماه اوت و هم‌زمان با انتشار نقشه‌ی جدید گفت:
«فصل‌مندی معمولاً به‌عنوان یک ریتم ساده در نظر گرفته می‌شود – زمستان، بهار، تابستان، پاییز – اما یافته‌های ما نشان می‌دهد که تقویم طبیعت بسیار پیچیده‌تر از این‌هاست.»

او افزود:
«این موضوع به‌ویژه در مناطقی صادق است که شکل و زمان‌بندی چرخه‌های فصلی محلی به‌شدت در سراسر چشم‌انداز تغییر می‌کند. چنین تفاوت‌هایی می‌توانند پیامدهای عمیقی برای بوم‌شناسی و تکامل زیستی این مناطق داشته باشند.»

میانگین چرخه‌های رشد فصلی اکوسیستم‌های خشکی زمین، برآوردشده بر اساس ۲۰ سال داده‌ی ماهواره‌ای (Terasaki Hart و همکاران، Nature، ۲۰۲۵)

تِراساکی هارت و تیمش با استفاده از ۲۰ سال داده‌ی ماهواره‌ای، آنچه را که به گفته‌ی خودشان جامع‌ترین نقشه‌ی موجود از زمان‌بندی فصلی اکوسیستم‌های خشکی زمین است، تهیه کرده‌اند.

این نقشه‌ی جدید مناطقی از جهان را مشخص می‌کند که الگوهای فصلی در آن‌ها به‌طور خاصی با یکدیگر ناهماهنگ هستند؛ و جالب آن‌که بسیاری از این ناهماهنگی‌ها در کانون‌های تنوع زیستی رخ می‌دهد.

احتمالاً این هم‌زمانی تصادفی نیست. تنوع بیشتر در الگوهای آب‌وهوایی می‌تواند اثرات زنجیره‌ای به‌دنبال داشته باشد و در نهایت به افزایش تنوع زیستی در زیستگاه‌ها منجر شود.

برای مثال، اگر منابع طبیعی در دو زیستگاه همسایه در زمان‌های متفاوتی از سال در دسترس قرار گیرند، این مسئله می‌تواند مسیر بوم‌شناسی و تکامل گیاهان و جانوران هر منطقه را شکل دهد.
حتی ممکن است گونه‌ای در یک زیستگاه، فصل تولیدمثل خود را زودتر یا دیرتر از همان گونه در زیستگاه مجاور آغاز کند؛ امری که مانع آمیزش میان آن‌ها می‌شود.

در مقیاس نسل‌های متعدد، چنین جدایی‌هایی می‌تواند به شکل‌گیری دو گونه‌ی کاملاً متفاوت بینجامد.

دو شهر فینیکس و توسان در ایالت آریزونا نمونه‌ی دیگری از این پدیده‌اند. این دو مرکز شهری تنها ۱۶۰ کیلومتر (۹۹ مایل) از هم فاصله دارند، اما ریتم‌های اقلیمی سالانه‌ی آن‌ها کاملاً روی «طول موج‌های» متفاوتی قرار دارد.

توسان بیشترین میزان بارندگی خود را در فصل موسمی تابستان تجربه می‌کند، در حالی که فینیکس عمده‌ی بارش‌هایش را در ماه ژانویه دریافت می‌کند؛ تفاوتی که پیامدهای گسترده‌ای برای اکوسیستم‌های هر دو منطقه دارد.

یکی از الگوهای جالبی که نقشه‌ی جدید آشکار کرد این بود که پنج منطقه‌ی دارای اقلیم مدیترانه‌ای در زمین – با زمستان‌های معتدل و مرطوب و تابستان‌های گرم و خشک – چرخه‌ی رشد جنگلی‌شان حدود دو ماه دیرتر از سایر اکوسیستم‌ها به اوج می‌رسد.

این ناهماهنگی در مکان‌هایی مانند کالیفرنیا، شیلی، آفریقای جنوبی، جنوب استرالیا و البته منطقه‌ی مدیترانه مشاهده شد.

این نقشه همچنین تفاوت‌ها در زمان گل‌دهی گیاهان و آماده‌شدن محصولات کشاورزی برای برداشت را نشان می‌دهد.

تِراساکی هارت می‌گوید:
«این نقشه حتی جغرافیای پیچیده‌ی فصل‌های برداشت قهوه در کلمبیا را توضیح می‌دهد؛ کشوری که در آن، مزارع قهوه‌ای که تنها یک روز رانندگی از میان کوه‌ها با هم فاصله دارند، می‌توانند چرخه‌های تولیدمثلی‌ای به‌شدت ناهماهنگ داشته باشند؛ گویی در دو نیم‌کره‌ی متفاوت قرار گرفته‌اند.»

امروزه بسیاری از پیش‌بینی‌های بوم‌شناختی بر پایه‌ی مدل‌های ساده‌ای از فصل‌های زمین بنا شده‌اند. اما اگر واقعاً می‌خواهیم بدانیم بحران اقلیمی چگونه بر سیاره‌ی ما و سلامت ما اثر خواهد گذاشت، باید تفاوت‌های مکانی را در نظر بگیریم؛ حتی میان مناطقی که بسیار به هم نزدیک‌اند.

در ماه اکتبر، نمونه‌هایی که از زیر یخ‌های دریایی در اقیانوس منجمد شمالی مرکزی و بخش اوراسیایی قطب شمال جمع‌آوری شد، جامعه‌ای فعال از میکروب‌ها را آشکار کرد که «دیازوتروف‌های غیرسیانوباکتریایی» (NCDs) نام دارند؛ باکتری‌های تثبیت‌کننده‌ی نیتروژن که فتوسنتز نمی‌کنند.

پژوهشگران هنوز به‌طور قطعی نشان نداده‌اند که این NCDها در قطب شمال واقعاً در حال تثبیت نیتروژن هستند یا نه. اما اگر چنین باشد، این اشکال میکروسکوپی حیات می‌توانند پیامدهایی در مقیاس جهانی داشته باشند.

یافته‌ها نشان می‌دهد حاشیه‌های یخ دریایی قطب شمال معمولاً میزبان تعداد بیشتری از باکتری‌های تثبیت‌کننده‌ی نیتروژن و فعالیت بالاتر تثبیت نیتروژن هستند. این امر حاکی از آن است که با ذوب سریع یخ‌های قطبی در اثر تغییرات اقلیمی، شمار بیشتری از این NCDها – که منبع تغذیه‌ی جلبک‌ها هستند – می‌توانند گسترش یابند، شبکه‌ی غذایی دریایی را دگرگون کنند و حتی بر جو زمین اثر بگذارند.

لاسه ریمن، بوم‌شناس میکروبی دریایی از دانشگاه کپنهاگ، می‌گوید:
«اگر تولید جلبک‌ها افزایش یابد، اقیانوس منجمد شمالی CO₂ بیشتری جذب خواهد کرد، زیرا مقدار بیشتری از دی‌اکسیدکربن در زیست‌توده‌ی جلبکی به دام می‌افتد.»

ریمن تأکید می‌کند که تثبیت‌کننده‌های نیتروژن در قطب شمال باید در مدل‌های اقلیمی آینده گنجانده شوند.

همان‌طور که تِراساکی هارت توضیح می‌دهد، مدل‌های اقلیمی یا حفاظتی‌ای که فرض‌های کلی و یکسانی درباره‌ی فصل‌ها دارند، قادر به بازتاب کامل تنوع شگفت‌انگیز سیاره‌ی ما نیستند.

او در پایان می‌گوید:
«ما مسیرهای هیجان‌انگیزی را برای زیست‌شناسی تکاملی، بوم‌شناسی تغییر اقلیم و پژوهش‌های تنوع زیستی پیشنهاد می‌کنیم، اما این شیوه‌ی نگاه به جهان، پیامدهای جالبی حتی فراتر از این حوزه‌ها دارد؛ از جمله در علوم کشاورزی یا همه‌گیرشناسی.»