تتسبب الأشعة فوق البنفسجية ، الموجودة في ضوء الشمس ، في تحلل كيميائي في الملوثات المركزة. بدونها ، تظل المركبات خاملة نسبيًا ، مثل الطعام في الفريزر الخاص بك. ولكن في ظل الإضاءة فوق البنفسجية ، “بشكل عام ، نرى معدلات تحلل في الجليد أسرع مما نشهده في الماء” ، كما يقول هالسول. قد تظهر معدلات الانحلال هذه بشكل أكثر وضوحًا في الجليد في القطبين ، حيث “يمكن أن تحصل على 24 ساعة من ضوء الشمس المتسارع في أجزاء معينة من العام ،” كما يقول جراناس. “هذا يقود الكثير من الكيمياء.”
اللدائن الدقيقة ، شظايا من البلاستيك يقل طولها عن 5 ملليمترات ، تتحلل أيضًا في الجليد أسرع منها في الماء. وجد الكيميائيون في جامعة سنترال ساوث في الصين أنه على مدار 48 يومًا ، تدهورت حبات البلاستيك الدقيقة التي يقل قطرها عن جزء من ألف من المليمتر في الجليد إلى الحد الذي وصل إليه أكثر من 33 عامًا في نهر اليانغتسي. قال تشين تيان من جامعة سنترال ساوث في الصين لـ WIRED باللغة الصينية: “تستغرق اللدائن الدقيقة مئات السنين ، إن لم يكن الآلاف ، حتى تتحلل”. “لم يكن لدينا هذا الوقت الطويل ، لذلك درسنا الخطوة الأولى فقط من التدهور. لكننا نعتقد أن عملية التحلل بأكملها يجب أن تكون أسرع في الجليد.
النفايات البلاستيكية هي الشكل الأكثر شيوعًا للحطام البحري – حوالي 10 ملايين طن من البلاستيك ينتهي بها المطاف في المحيط كل عام ، يتحلل الكثير منها إلى جزيئات بلاستيكية دقيقة – لذلك قد يكون الجليد في القطبين يخرج من خلال المادة. قد تكون هذه أخبارًا جيدة ، لأنها قد تساعد العلماء على اكتشاف طرق لكسر الجسيمات البلاستيكية بشكل أسرع ، كما أشارت تيان وزملاؤها في ورقتهم البحثية. ولكن من خلال تحطيم البلاستيك الدقيق إلى قطع أصغر ، قد يجعل الجليد أيضًا ملوثًا أكثر انتشارًا. كلما أصبحت شظايا البلاستيك أصغر ، كلما تخترق الكائنات الحية بشكل أعمق. تم العثور على جزيئات بلاستيكية مجهرية في أدمغة الأسماك ، مما تسبب في تلف الدماغ.
بالنسبة إلى هالسول ، الذي يهدف بحثه إلى تتبع النشاط البشري في جليد أنتاركتيكا ، فإن تدهور الملوثات يجعل الحياة أكثر صعوبة. إنه مهتم بشكل خاص بمواد البيرفلوروالكيل والبولي فلورو ألكيل ، أو PFAS. هذه “المواد الكيميائية إلى الأبد” تستمر في البيئة وتوجد في الأواني غير اللاصقة وزيوت المحركات وجميع أنواع المنتجات الاستهلاكية. في عام 2017 ، قطع متعاونو هالسول القطب الجنوبي لاستخراج أسطوانة بطول 10 أمتار من الثلج المكدس الذي تراكم منذ عام 1958. تكشف عينات مثل هذه المناخ والنشاط البشري ، تمامًا كما تفعل حلقات الأشجار في مناطق خطوط العرض الأكثر اعتدالًا. كلما كانت عينة الثلج أعمق ، تعود بالزمن بعيدًا.
ابتعدت العديد من الشركات الكيميائية عن استخدام PFAS “الأطول سلسلة” في حوالي عام 2000. في الثلج المترسب في ذلك العام وبعد ذلك ، وجد فريق Halsall أقل من هذا الملوث والمزيد من المركبات البديلة ، PFAS “الأقصر سلسلة”. يقول هالسول: “يمكننا أن نلاحظ في قلب الثلج هذا عندما تغيرت الصناعة”. ولكن لفهم ما تم استخدامه بدقة ومتى ، يحتاج هالسول أيضًا إلى النظر في مقدار الملوثات التي تدهورت ، حيث قد يساعد ذلك في تفسير الاختلافات في المواد الكيميائية الموجودة في أعماق مختلفة.
هذه التفاعلات التي يحملها الجليد لها تأثيرات على بقيتنا أيضًا. عندما تذوب الأنهار الجليدية في القطبين ، يتم إطلاق الملوثات المعالجة بأشعة الشمس في البيئة. “قد تعتقد ،” نحن نحط من الملوثات. هذا شيء جيد ، “يقول Grannas. في بعض الحالات يكون كذلك. لكننا وجدنا ، بالنسبة لبعض الملوثات ، المنتجات التي تتحول إليها يمكن أن تكون في الواقع أكثر سمية من الأصلي.” على سبيل المثال ، وجدت جراناس وزملاؤها أن مادة الألدرين الكيميائية ، المستخدمة تاريخيًا في مبيدات الآفات ، يمكن أن تتحول بسهولة أكبر إلى مادة الديلدرين الكيميائية الأكثر سمية في الجليد. المواد الكيميائية محظورة في معظم البلدان.)
في ملاحظة أكثر تفاؤلاً ، يقول Grannas إن دراسة كيفية تحلل الجليد للملوثات ستساعد الباحثين على تقييم مواد جديدة. يقول Grannas: “نحن ندخل مواد كيميائية جديدة في أنظمتنا الزراعية ، والمنتجات الصيدلانية ، والاستخدام اليومي – منظفات الغسيل ، والعطور ، والمنتجات الشخصية”. “نريد أن نفهم مقدمًا ما سيحدث إذا استخدمنا هذا على نطاق واسع وأرسلناه إلى البيئة.” سينتهي المطاف ببعض هذه الملوثات مجمدة في الأنهار الجليدية أو عند القطبين ، وتعقب تطور المواد الكيميائية في الجليد يمنح الباحثين إحساسًا أكثر دقة بتأثيرها المحتمل على البيئة. في قطبي الأرض ، يكون الجزء الداخلي من مكعب الثلج مكانًا مضطربًا.
