“نشانه‌های ذوب سریع: تپش نگران‌کننده قطب جنوب”

یافته‌های جدید درباره ذوب ناگهانی یخ‌های قطب جنوب

محققان زمین‌شناسی به رهبری دانشگاه لستر و دانشگاه ساوت‌همپتون، دوره‌های ذوب ناگهانی در یخچال‌های قطب جنوب را در یک رکورد اقلیمی جدید که بیش از ۲۰ میلیون سال قدمت دارد، کشف کرده‌اند. این مطالعه که در نشریه Nature Communications منتشر شده است، نشان می‌دهد که یخچال‌های اولیه زمین چقدر به تأثیر مدار بیضوی زمین حول خورشید حساس بوده‌اند و این موضوع حاکی از آن است که یخچال‌های قطب جنوب کمتر از آنچه تصور می‌شد، پایدار هستند.

این تحقیق همچنین نگاهی به رفتار احتمالی قطب جنوب در جهانی بدون یخچال گرینلند می‌اندازد، که در صورت ادامه انتشار گازهای گلخانه‌ای، ذوب خواهد شد. سوابق نشان می‌دهند که یخچال‌های قطب جنوب در طول تاریخ خود تغییراتی در اندازه داشته‌اند. این تغییرات اندازه به طور منظم اتفاق می‌افتند، درست مانند ضربان قلب. سوابق موجود از نقاط مختلف اقیانوس، «ریتم» های متفاوتی را در ضربان قلب یخچال‌های اولیه قطب جنوب نشان می‌دهند. این موضوع نباید ممکن باشد، زیرا اثر نوسان یخچال‌های قطب جنوب بر رکورد اقلیمی باید در تمام نقاط اقیانوس یکسان باشد، درست مانند اینکه نباید ممکن باشد که نبض پای شما با نبض دستتان متفاوت باشد.

این ریتم‌های ضربان قلب ناشی از شکل مدار زمین حول خورشید در طول صدها هزار تا میلیون‌ها سال هستند. در مدار بیضوی‌تر، فاصله زمین از خورشید در طول سال بیشتر تغییر می‌کند، که در نتیجه در زمان نزدیک شدن به خورشید، زمین گرمای بیشتری را دریافت می‌کند و در زمان دور شدن، گرمای کمتری. افزایش گرما سیستم اقلیمی زمین را تغییر می‌دهد و باعث ذوب یخچال‌ها می‌شود، گاهی به سرعت. زمانی که مدار زمین دایره‌ای‌تر است، یخچال‌ها پایدارتر هستند و ذوب کمتری رخ می‌دهد.

این مطالعه جدید که با حمایت UK Research and Innovation/Natural Environment Research Council و German Science Foundation (DFG) انجام شده، دوره‌ای بین ۲۸ تا ۲۰ میلیون سال پیش را بررسی می‌کند، زمانی که زمین گرم‌تر از امروز بود و تنها یخچال‌های قطب جنوب وجود داشتند. با استفاده از داده‌های به‌دست‌آمده از هسته‌های زمین‌شناسی که توسط یک سفر اکتشافی از برنامه حفاری اقیانوسی یکپارچه (IODP) بازیابی شده‌اند، این تحقیق یک رکورد اقلیمی جدید را ارائه می‌دهد تا سوابق موجود را مقایسه کند و به دانشمندان کمک کند تا دقت مدل‌های اقلیمی خود را در بازسازی تغییرات اقلیمی گذشته بهبود بخشند. این بینش‌ها به آنها کمک می‌کند تا تأثیر ذوب یخچال‌های قطب جنوب را در آینده درک کنند.

تحقیقات جدید درباره ناپایداری یخچال‌های قطب جنوب

دکتر تیم ون پیر، نویسنده اصلی این تحقیق از دانشگاه لستر در دانشکده جغرافیا، زمین‌شناسی و محیط زیست، گفت: “از تحقیقات ما مشخص می‌شود که یخچال‌های قطب جنوب ناپایدارتر از آنچه قبلاً تصور می‌شد، هستند. ما نشان می‌دهیم که یخچال‌های اولیه قطب جنوب چقدر نسبت به تغییرات در مدار و محور زمین حساس بودند.” او افزود: “تغییرات آب و هوایی گذشته به سرعت برخی از دوره‌های یخ‌زدگی اولیه قطب جنوب را به پایان رساند و باعث ذوب شدن مقادیر زیادی یخ شد. ‘سرعت’ در مقیاس‌های زمانی زمین‌شناسی است و نه به سرعتی که می‌توانیم در تغییرات آب و هوایی مدرن انتظار داشته باشیم.”

دکتر ون پیر ادامه داد: “ما نمی‌توانیم فرض کنیم که یخچال‌های قطب جنوب در حال حاضر پایدار هستند. اگر انتشار گازهای گلخانه‌ای بدون کنترل ادامه یابد، ما در مسیر ذوب شدن مقادیر زیادی از یخچال‌های قطب جنوب قرار داریم. ما باید با کاهش انتشار گازها، تغییرات آب و هوایی را کاهش دهیم. این تنها راهی است که می‌توانیم از عبور از نقاط بحرانی در ثبات یخچال‌های قطب جنوب جلوگیری کنیم.”

تحلیل نمونه‌های زمین‌شناسی

این تحقیق به تحلیل نمونه‌هایی از هسته‌های زمین‌شناسی پرداخته که از اقیانوس اطلس شمال غربی به عنوان بخشی از سفر اکتشافی IODP در سال 2012 به دست آمده‌اند. میکروارگانیسم‌های موجود در این هسته‌ها، شیمی اقیانوس را به صورت ایزوتوپ‌های اکسیژن در پوسته‌های خود ثبت می‌کنند. با اندازه‌گیری نسبت ایزوتوپ‌های اکسیژن، دانشمندان می‌توانند تعیین کنند که آیا یخچال‌ها بزرگ‌تر یا کوچک‌تر شده‌اند و زمان‌بندی را از عمق آن نمونه در هسته‌ها مشخص کنند.

پروفسور پل ویلسون، محقق اصلی این پروژه در دانشگاه ساوت‌همپتون، گفت: “شاید جالب باشد که بدانید ما با انجام برخی آزمایش‌های شیمیایی ساده بر روی پوسته‌های فسیلی به اندازه سر سوزن از کف اقیانوس در طرف دیگر جهان، نبض یخچال‌های قطب جنوب را می‌سنجیم. اما نکته زیبا این است که می‌توانیم این کار را در طول میلیون‌ها سال از ثبت زمین‌شناسی انجام دهیم. علم زمین‌شناسی درباره سفر در زمان به گذشته است و ما همیشه در حال یادگیری درس‌هایی هستیم که به ما کمک می‌کند آینده‌مان را بهتر درک کنیم.”

برنامه تحقیقاتی IODP

IODP یک برنامه تحقیقاتی دریایی بین‌المللی است که با حمایت 21 کشور به صورت عمومی تأمین مالی می‌شود و به بررسی تاریخ و پویایی‌های زمین که در رسوبات و سنگ‌های کف دریا ثبت شده‌اند، می‌پردازد و محیط‌های زیرسطحی را رصد می‌کند. از طریق چندین پلتفرم — ویژگی‌ای که مختص IODP است — دانشمندان به نمونه‌برداری از بیوسفر عمیق و اقیانوس زیرسطحی، تغییرات محیطی، فرآیندها و اثرات، و چرخه‌ها و پویایی‌های زمین جامد می‌پردازند. این تحقیق خاص از نمونه‌های جمع‌آوری‌شده در سفر اکتشافی 342 استفاده می‌کند که شامل سال‌ها تلاش از همکاری یک مشارکت چندملیتی (عمدتاً از بریتانیا و آلمان) است.