مع ارتفاع مستويات غاز ثاني أكسيد الكربون من غازات الدفيئة وتدفئة الكرة الأرضية ، سيصبح جليد القارة القطبية الجنوبية أكثر عرضة للدورات على نطاق فلكي ، وخاصة ميل كوكبنا كما يدور حول محوره.
وجد بحث جديد أنه على مدار 30 مليون سنة من التاريخ ، استجابت الصفائح الجليدية في أنتاركتيكا بقوة أكبر لزاوية ميل الأرض على محورها عندما يمتد الجليد إلى المحيطات ، ويتفاعل مع التيارات التي يمكن أن تجلب الماء الدافئ لللف على هوامشها وتؤدي إلى زيادة ذوبان. بلغ تأثير الميل ذروته عندما كانت مستويات ثاني أكسيد الكربون مماثلة لما يتوقعه العلماء في القرن المقبل ، إذا لم يتحكم البشر في الانبعاثات.
أفاد باحثون في دورية Nature Geoscience في 14 كانون الثاني / يناير ، أنه مع تجاوز مستويات ثاني أكسيد الكربون لأكثر من 400 جزء في المليون ، فإن المناخ سيصبح أكثر حساسية لميل الأرض أو الميل.
قال المؤلف المشارك في الدراسة ستيفن مايرز ، عالم المناخ القديم بجامعة ويسكونسن ، ماديسون: "إن كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بالغة الأهمية".
يمكن لسيناريو ارتفاع ثاني أكسيد الكربون وزاوية الإمالة العالية أن يكون مدمرًا بشكل خاص للجليد الذي يبلغ سمكه الأميال الذي يغطي القارة القطبية الجنوبية.
إعادة بناء الماضي
وقال مايرز إنه على مدار حوالي 40 ألف عام ، يميل محور الأرض ذهابًا وإيابًا "مثل كرسي هزاز". يبلغ هذا الميل في الوقت الحالي حوالي 23.4 درجة ، ولكن يمكن أن يصل إلى 22.1 درجة أو ما يصل إلى 24.5 درجة.
يميل الميل إلى متى وأين يضرب ضوء الشمس الكرة الأرضية ، وبالتالي يمكن أن يؤثر على المناخ.
لإعادة بناء تاريخ كيفية استجابة جليد أنتاركتيكا لهذا الميل ، استخدم مايرز ومؤلفوه المشاركون بعض مصادر المعلومات حول ماضي مناخ الأرض. أحد المصادر كان كربونات الكالسيوم من قاع المحيط ، خلفها كائنات وحيدة الخلية تسمى فورامانيفيرا القاعية. تفرز هذه الكائنات الحية غلاف كربونات الكالسيوم حولها ، وتثبت في سجل عالمي مستمر لكيمياء المحيطات والغلاف الجوي.
قدمت سجلات الرواسب من جميع أنحاء القارة القطبية الجنوبية مصدرًا آخر لتاريخ المناخ - تخصص المؤلف المشارك للدراسة وعالم المناخ القديم ريتشارد ليفي من GNS Science وجامعة فيكتوريا في ويلينغتون في نيوزيلندا. هذه الرواسب ، المحفورة من قاع المحيط في نوى عمودية طويلة ، تحمل أيضًا سجلًا من الماضي. على سبيل المثال ، يغرق النهر الجليدي مزيجًا مميزًا من الطين والرمل والحصى حيث يجلس. قال مايرز إن هذه النوى تقدم صورة مفصلة للغاية عن مكان وجود الألواح الجليدية ذات مرة ، ولكن هناك فجوات في السجل.
دورات الجليد
مع بيانات من كلا المصدرين ، جمع الباحثون تاريخ القارة القطبية الجنوبية من 34 مليون إلى 5 ملايين سنة مضت. قال ليفي إن أول صفائح جليدية كبيرة في أنتاركتيكا تشكلت قبل 34 مليون سنة ، وأصبح الجليد البحري على مدار العام هو المعيار قبل 3 ملايين سنة فقط ، عندما انخفضت مستويات ثاني أكسيد الكربون إلى أقل من 400 جزء في المليون.
منذ حوالي 34 مليون سنة إلى حوالي 25 مليون سنة ، كان ثاني أكسيد الكربون مرتفعاً للغاية (600 إلى 800 جزء في المليون) وكان معظم الجليد في أنتاركتيكا قائماً على اليابسة ، وليس على اتصال مع البحر. ووجد الباحثون أن تقدم الجليد في القارة وتراجعها كانا غير حساسين نسبياً لإمالة الكوكب في هذا الوقت. بين حوالي 24.5 مليون إلى حوالي 14 مليون سنة مضت ، انخفض ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى ما بين 400 و 600 جزء في المليون. تقدمت الأغطية الجليدية أكثر في البحر ، ولكن لم يكن هناك الكثير من الجليد البحري العائم. في هذا الوقت ، أصبح الكوكب حساسًا تمامًا لإمالة محور الأرض.
بين 13 مليون و 5 ملايين سنة مضت ، انخفضت مستويات ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى ، لتصل إلى 200 جزء في المليون. أصبح الجليد البحري العائم أكثر بروزًا ، مشكلاً قشرة فوق المحيط المفتوح في فصل الشتاء وترقق في الصيف فقط. انخفضت حساسية ميل الأرض.
قال ليفي لـ Live Science إنه ليس من الواضح تمامًا سبب حدوث هذا التغيير في الحساسية للانحراف ، ولكن يبدو أن السبب ينطوي على الاتصال بين الجليد والمحيط. في أوقات الإمالة العالية ، تصبح المناطق القطبية دافئة وتصبح الفروق في درجة الحرارة بين خط الاستواء والأقطاب أقل تطرفًا. وهذا ، بدوره ، يغير أنماط الرياح والتيار - التي تحركها إلى حد كبير فرق درجة الحرارة هذا - مما يؤدي في النهاية إلى زيادة تدفق مياه المحيط الدافئة إلى حافة القارة القطبية الجنوبية.
عندما يكون الجليد في الغالب أرضًا ، فإن هذا التدفق لا يلمس الجليد. ولكن عندما يتم تثبيت الصفائح الجليدية على قاع المحيط ، في اتصال مع التيارات ، فإن تدفق المياه الدافئة مهم للغاية. يبدو أن الجليد البحري العائم يمنع بعض التدفق ، مما يقلل من ميل الصفيحة الجليدية إلى الذوبان. ولكن عندما تكون مستويات ثاني أكسيد الكربون عالية بما يكفي ليذوب الجليد البحري العائم ، فلا يوجد شيء يمنع تلك التيارات الدافئة. هذا هو الوقت الذي يبدو فيه ميل الأرض أكثر أهمية ، كما حدث بين 24.5 مليون و 14 مليون سنة مضت.
يثير هذا التاريخ مشاكل لمستقبل القارة القطبية الجنوبية. في عام 2016 ، قفز مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض إلى ما يزيد عن 400 جزء في المليون بشكل دائم. وقال ليفي إن آخر مرة في التاريخ الجيولوجي للأرض تشير إلى ارتفاع ثاني أكسيد الكربون إلى هذا الحد ، ولم يكن هناك جليد بحري على مدار العام في القارة القطبية الجنوبية. وقال ليفي أنه إذا استمرت الانبعاثات كما هي ، فإن الجليد البحري سوف يتعثر ، "وسنعود إلى عالم لم يكن موجودًا منذ ملايين السنين".
وقال: "ستشعر الصفائح الجليدية البحرية الضعيفة في القارة القطبية الجنوبية بتأثير الميل الحالي المرتفع نسبيًا ، وستتضخم احترار المحيطات على هوامش القارة القطبية الجنوبية".
أفادت مجموعة أخرى من الباحثين يوم الاثنين (14 يناير) أن معدل ذوبان القطب الجنوبي هو بالفعل ست مرات أسرع مما كان عليه قبل بضعة عقود فقط. وجد الباحثون أن القارة فقدت حوالي 40 جيجا طن من الجليد سنويًا بين عامي 1979 و 1990. وبين عامي 2009 و 2017 ، فقدت 252 جيجا طن من الجليد سنويًا ، في المتوسط.
وقال ليفي إن الباحثين يبحثون الآن في الاختلافات الصغيرة في الحساسية لإمالة الأرض التي تحدث عبر الأنماط العريضة الثلاثة التي وجدوا ، لكن الرسالة الرئيسية واضحة بالفعل.
وقال "الجليد البحري في القطب الجنوبي مهم بشكل واضح". "نحن بحاجة إلى المضي قدما ومعرفة السبل لتحقيق أهداف الانبعاثات."
