لرزه در قطب جنوب: کشف تکان‌دهنده‌ای که یخ‌ها را بی‌ثبات نشان می‌دهد!

یافته‌های حیرت‌انگیز درباره‌ی آب‌شدگی ناگهانی یخ‌های قطب جنوب

گروهی از زمین‌شناسان، که دانشگاه‌های لستر و ساوت‌همپتون نقشِ رهبری در اونها داشتن، توی یه بررسی جدیدِ اقلیمی که به بیش از بیست میلیون سال پیش برمی‌گرده، متوجه دوره‌هایی از آب‌شدنِ یهویی و گسترده تو یخسارهای قطب جنوب شدن. این پژوهش که توی نشریه‌ی Nature Communications چاپ شده، نشون می‌ده که چطور یخسارهای اولیه‌ی کره‌ی زمین، نسبت به اثراتِ مدار غیرِ دایره‌ای زمین به دور خورشید، خیلی حساس بودن. این موضوع باعث می‌شه که بفهمیم یخ‌های قطب جنوب، برخلاف تصوراتِ قبلی، چندان هم ثابت و پایدار نیستن. به‌علاوه، این تحقیق یه نگاهی هم به وضعِ احتمالی قطب جنوب، تو یه دنیایِ بدون یخچال‌های گرینلند می‌اندازه، که اگه انتشار گازهای گلخانه‌ای همین‌طور ادامه پیدا کنه، مطمئناً آب می‌شن.

شواهد نشون می‌ده که یخسارهای قطب جنوب، تو طولِ تاریخ خودشون، اندازه‌شون تغییرات زیادی داشته. این تغییرات هم، منظم و شبیه به یه ضربانِ قلب اتفاق می‌افتادن. بررسی رکوردهای موجود از نقاط مختلف اقیانوس‌ها، “ریتم”های متفاوتی از ضربان قلبِ یخسارهای اولیه‌ی قطب جنوب رو نشون می‌داد. این موضوع از نظر منطقی نباید ممکن باشه، چون تأثیراتِ کم و زیاد شدنِ یخسارهای قطب جنوب، باید روی تمامِ داده‌های اقلیمی، توی همه‌ی اقیانوس‌ها، یه جور باشه، درست مثل این که نباید نبضِ پای شما با نبضِ دستتون فرق داشته باشه.

این ریتم‌های ضربان قلب، به‌خاطر شکل مدار زمین به دور خورشیده که تو طول صدها هزار تا میلیون‌ها سال تغییر می‌کنه. تو مدارِ غیرِ دایره‌ای، فاصله‌ی زمین تا خورشید تو طول سال، خیلی بیشتر تغییر می‌کنه. یعنی وقتی به خورشید نزدیک می‌شیم، زمین گرمای بیشتری می‌گیره و وقتی دور می‌شیم، گرمای کمتری. افزایش گرما هم، سیستم آب و هوای زمین رو تغییر می‌ده و باعث می‌شه یخ‌ها آب بشن که بعضی وقتا، این آب‌شدن با سرعت زیادی اتفاق می‌افته. وقتی مدار زمین دایره‌ای‌تر باشه، یخ‌ها پایدارتر هستن و آب‌شدگیِ کمتری اتفاق می‌افته.

این تحقیقِ جدید که با حمایتِ UK Research and Innovation/Natural Environment Research Council و German Science Foundation (DFG) انجام شده، دوره‌ی زمانی بین ۲۸ تا ۲۰ میلیون سال پیش رو بررسی می‌کنه. اون موقع، زمین گرم‌تر از امروز بود و فقط یخسارهای قطب جنوب وجود داشتن. با استفاده از داده‌هایی که از هسته‌های زمین‌شناسی به‌دست اومده (و طی یه کاوش تو برنامه‌ی Integrated Ocean Drilling Program (IODP) جمع‌آوری شدن)، این تحقیق یه رکورد اقلیمی جدید ارائه می‌ده که می‌تونیم با رکوردهای قبلی مقایسه‌ش کنیم و به دانشمندا کمک می‌کنه تا دقت مدل‌های آب و هواییشون رو، برای بازسازی تغییراتِ اقلیمیِ گذشته، بهتر کنن. این اطلاعات بهشون کمک می‌کنه تا تأثیرِ آب‌شدنِ یخسارهای قطب جنوب، تو آینده رو بهتر درک کنن.

تحقیقاتِ جدید درباره‌ی ناپایداریِ یخسارهای قطب جنوب

دکتر تیم ون پیر، که نویسنده‌ی اصلی این تحقیقات از دانشگاه لستر و مدرسه‌ی جغرافیا، زمین‌شناسی و محیط‌زیست هست، گفت: «از تحقیقات ما معلوم شده که یخسارهای قطب جنوب، از اون چیزی که فکر می‌کردیم، ناپایدارترن. ما نشون دادیم که یخسارهای اولیه‌ی قطب جنوب، نسبت به تغییراتِ مدار و محورِ زمین، خیلی حساس بودن». اون اضافه کرد: «تغییرات آب و هواییِ گذشته، باعث شد بعضی از دوره‌های یخزدگیِ اولیه‌ی قطب جنوب، خیلی سریع تموم بشن و حجم زیادی از یخ‌ها آب بشن. منظور از «خیلی سریع»، توی مقیاس‌های زمانیِ زمین‌شناسیه، نه اون سرعتی که ما تو تغییراتِ آب و هواییِ امروزی انتظار داریم».

دکتر ون پیر ادامه داد: «ما نمی‌تونیم فرض کنیم که یخسارهای قطب جنوب، الان پایدار هستن. اگه انتشار گازهای گلخانه‌ای بدون توقف ادامه پیدا کنه، به سمت آب شدنِ حجمِ زیادی از یخ‌های قطب جنوب می‌ریم. ما باید با کم کردنِ انتشار گازها، تغییرات آب و هوا رو کم کنیم. این تنها راهیه که می‌تونیم از رد شدن از نقاط بحرانی تو پایداری یخ‌های قطب جنوب جلوگیری کنیم».

روش‌شناسیِ تحقیق

تو این تحقیق، نمونه‌هایی از هسته‌های زمین‌شناسی که از اقیانوس اطلسِ شمال‌غربی به‌دست اومده بودن، موردِ بررسی قرار گرفتن. این نمونه‌ها، تو سال ۲۰۱۲ و طی یه سفر اکتشافی از IODP جمع‌آوری شده بودن. میکروارگانیسم‌ها، از این هسته‌ها، ترکیب شیمیاییِ اقیانوس رو، به شکل ایزوتوپ‌های اکسیژن تو پوسته‌هاشون ثبت می‌کنن. با اندازه‌گیریِ نسبت ایزوتوپ‌های اکسیژن، دانشمندا می‌تونن تشخیص بدن که یخ‌ها بزرگ‌تر شدن یا کوچیک‌تر و زمان رو، از روی عمقِ اون نمونه تو هسته‌ها، مشخص کنن.

پروفسور پل ویلسون، که محققِ اصلی این پروژه از دانشگاه ساوت‌همپتون هست، گفت: «شاید براتون جالب باشه که بدونید ما با انجامِ چند آزمایشِ شیمیایی ساده، روی پوسته‌های فسیلی به اندازه‌ی سرِ سوزن که از کفِ اقیانوس، اون‌ورِ دنیا به‌دست آوردیم، داریم نبضِ یخسارهای قطب جنوب رو می‌سنجیم. اما نکته‌ی جالبِش اینه که ما می‌تونیم این کار رو، تو طولِ میلیون‌ها سال، تو سوابقِ زمین‌شناسی انجام بدیم. علوم زمین درباره‌ی سفر در زمان به گذشتس و ما همیشه در حال یادگیری درس‌هایی هستیم که به ما کمک می‌کنه آینده‌مون رو بهتر درک کنیم».

برنامه‌ی تحقیقاتیِ IODP

IODP یه برنامه‌ی تحقیقاتیِ بین‌المللیِ‌ دریایی هست که با حمایتِ مالیِ ۲۱ کشور انجام می‌شه و تاریخ و دینامیکِ زمین، که تو رسوبات و سنگ‌های کفِ دریا ثبت شده، رو بررسی می‌کنه و محیط‌های زیرِ کفِ دریا رو هم زیر نظر داره. از طریقِ چند تا سکو — که ویژگیِ منحصر به فرد IODP هست — دانشمندا می‌تونن از بیوسفرِ‌ عمیق و اقیانوس زیرکف نمونه‌برداری کنن، تغییرات محیطی رو بررسی کنن و فرآیندها و تأثیرات و چرخه‌ها و دینامیکِ زمینِ سفت‌وسخت رو هم مطالعه کنن. این تحقیقِ خاص، از نمونه‌های جمع‌آوری‌شده تو سفرِ اکتشافیِ ۳۴۲ استفاده می‌کنه و سال‌ها کار و تلاشِ مشترکِ همکاریِ چندملیتی (که بیشتر از بریتانیا و آلمان هستن) رو در پی داشته.