1

أرض

لغز القطب الجنوبى القديم

لغز ثاني أكسيد الكربون في العصر الجليدي تم حله بواسطة الحياة البحرية الموجودة في جليد القطب الجنوبي القديم :
مع ارتفاع درجة حرارة العالم منذ العصر الجليدي الأخير ، توقف ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون لما يقرب من 2000 عام. هذا يحير العلماء دائمًا ، لكنهم يعتقدون الآن أنهم يعرفون ما حدث.

يساعد الدليل على الكميات الدقيقة للحياة البحرية في لوح جليدي قديم في أنتاركتيكا في تفسير لغز قديم عن سبب توقف مستويات ثاني أكسيد الكربون المتزايدة لمئات السنين مع ارتفاع درجة حرارة الأرض من العصر الجليدي الأخير.

تظهر دراستنا أنه حدث انفجار في إنتاجية الحياة البحرية على سطح المحيط الجنوبي منذ آلاف السنين.

والمثير للدهشة أن هذه الحياة البحرية لعبت يومًا دورًا في تنظيم المناخ. وبالتالي ، فإن هذه النتيجة لها آثار كبيرة على التوقعات المستقبلية لتغير المناخ.

المشي في الماضي
أخذنا بحثنا في رحلة استغرقت أربع ساعات من تشيلي إلى بحر ويديل ، في الطرف الجنوبي الأقصى من المحيط الأطلسي ، للهبوط على مدرج جليدي عند خط عرض شديد البرودة يبلغ 79 درجة جنوبًا.

غالبًا ما يتم اختناق بحر ويديل بالجليد البحري ، وقد كان خطرًا على السفن منذ أقدم مستكشفين جنوبًا.

في عام 1914 ، ظل المستكشف الأنجلو أيرلندي إرنست شاكلتون ورجاله عالقين هنا لمدة عامين ، على بعد 1000 كيلومتر من الحضارة. واجهوا العزلة ، المجاعة ، درجات الحرارة المتجمدة ، الغرغرينا ، الجبال الجليدية المتجولة ، وخطر أكل لحوم البشر.

البقاء هنا أمر صعب ، كما هو الحال مع العلم.

أمضينا ثلاثة أسابيع في باتريوت هيلز المجاورة ، ونحفر عبر الجليد لجمع العينات.

عادة عندما يقوم العلماء بجمع عينات من الجليد ، يقومون بحفر قلب عميق عموديًا لأسفل عبر الطبقات السنوية للثلج والجليد. لقد فعلنا شيئًا مختلفًا تمامًا: ذهبنا أفقيًا عن طريق حفر سلسلة من النوى القصيرة عبر icescape.

وذلك لأن تلال باتريوت هي منطقة برية شديدة تتخللها أعاصير بحر ويديل التي تتسبب في تساقط ثلوج كبيرة ، تليها رياح شديدة البرودة (تسمى الرياح القطبية) تتدفق من الهضبة القطبية.

عندما تهب الرياح على مدار العام ، تقوم بإزالة الجليد السطحي في عملية تسمى التسامي. يتم رسم الجليد الأقدم والأعمق على السطح. وهذا يعني أن المشي عبر الجليد الأزرق باتجاه باتريوت هيلز يشبه فعليًا السفر عبر الزمن.

يكشف الجليد المكشوف عما كان يحدث أثناء الانتقال من العصر الجليدي الأخير منذ حوالي 20000 عام إلى عالمنا الأكثر دفئًا الحالي ، والمعروف باسم الهولوسين.

الانتكاس البارد في القطب الجنوبي
مع ارتفاع درجة حرارة الأرض ، كانت مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ترتفع بسرعة من حوالي 190 إلى 280 جزءًا في المليون.

لكن اتجاه الاحترار لم يكن كل شيء في اتجاه واحد.

منذ حوالي 14600 سنة مضت ، كانت هناك فترة تبريد لمدة 2000 عام في نصف الكرة الجنوبي. تسمى هذه الفترة بالانقلاب البارد في أنتاركتيكا ، حيث توقفت مستويات ثاني أكسيد الكربون عند حوالي 240 جزءًا في المليون.

كان السبب في ذلك هو اللغز ، ولكن فهمه قد يكون حاسمًا لتحسين توقعات تغير المناخ اليوم.

إيجاد الحياة في الجليد
على مدى ثلاثة أسابيع ، حاربنا الرياح والثلوج لعمل مجموعة مفصلة من عينات الجليد الممتدة في نهاية العصر الجليدي الأخير.

ولدهشتنا ، كانت مخبأة في عينات الجليد لدينا جزيئات عضوية – بقايا الحياة البحرية منذ آلاف السنين. لقد أتوا من الأعاصير قبالة بحر ويديل ، والتي جرفت الجزيئات العضوية من سطح المحيط وألقت بها على الشاطئ للحفاظ عليها في الجليد.

عادة ما يخبر الجليد في القطب الجنوبي ، الذي يتكون من تساقط الثلوج ، العلماء فقط عن المناخ. الشيء المثير في العثور على دليل على الحياة في الجليد القديم في القطب الجنوبي هو أنه ، لأول مرة ، يمكننا إعادة بناء ما كان يحدث في الخارج في المحيط الجنوبي في نفس الوقت ، منذ آلاف السنين.

وجدنا فترة غير عادية ، تظهر تركيزات عالية ومجموعة متنوعة من العوالق البحرية الدقيقة. تزامنت هذه الزيادة في إنتاجية المحيطات مع عكس اتجاه القطب الجنوبي البارد.

ذوبان الجليد البحري في الصيف يحافظ على الحياة البحرية
تكشف النمذجة المناخية لدينا عن انعكاس القطب الجنوبي البارد كان وقت تغير هائل في كمية الجليد البحري عبر المحيط الجنوبي.

مع خروج العالم من العصر الجليدي الأخير ، دمر دفء الصيف كميات كبيرة من الجليد البحري الذي تشكل خلال فصل الشتاء. عندما يذوب الجليد البحري ، فإنه يطلق مغذيات قيّمة في المحيط الجنوبي ، ويغذي الانفجار في الإنتاجية البحرية التي وجدناها في الجليد في القارة.

تسببت هذه الحياة البحرية في سحب المزيد من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي أثناء عملية التمثيل الضوئي ، على غرار الطريقة التي تستخدم بها النباتات ثاني أكسيد الكربون. عندما تموت الحياة البحرية ، تغرق على الأرض ، وتحجز الكربون. كانت كمية ثاني أكسيد الكربون الممتصة في المحيط كبيرة بما يكفي للتسجيل في جميع أنحاء العالم.

ماذا يعني هذا لتغير المناخ اليوم
اليوم ، يمتص المحيط الجنوبي حوالي 40٪ من كل الكربون الموجود في الغلاف الجوي من خلال النشاط البشري ، لذلك نحن بحاجة ماسة إلى فهم أفضل لمحركات هذا الجزء المهم من دورة الكربون.

لا تزال الحياة البحرية في المحيط الجنوبي تلعب دورًا مهمًا في تنظيم كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

ولكن مع ارتفاع درجة حرارة العالم مع تغير المناخ ، سيتشكل القليل من الجليد البحري في المناطق القطبية. إن بالوعة الكربون الطبيعي للحياة البحرية ستضعف فقط ، مما يزيد من درجات الحرارة العالمية.

إنه تذكير في الوقت المناسب أنه على الرغم من أن القارة القطبية الجنوبية قد تبدو بعيدة ، إلا أن تأثيرها على مناخنا المستقبلي أقرب وأكثر ارتباطًا مما نعتقد.
كتبه كريس تورني ، أستاذ علوم الأرض وتغير المناخ ، مدير مركز أبحاث الأرض المتغيرة ومرفق دورة الكربون 14 في كرونوس في UNSW ، ومدير العقدة لمركز ARC للتميز للتنوع البيولوجي والتراث الأسترالي ، UNSW و Chris Fogwill ، أستاذ علم الجليدية وعلم المناخ القديم ، رئيس مدرسة الجغرافيا والجيولوجيا والبيئة ومدير معهد المستقبل المستدام ، جامعة كيلي.

السابق
كان الإنسان له شكل جسم ممتلئ
التالي
مولد البخار الشمسي الهرمي

اترك تعليقاً