تشير الأبحاث الحديثة إلى أن المعدل الحالي لزيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي غير مسبوق، فهو أسرع بعشر مرات من أي وقت مضى خلال الخمسين ألف سنة الماضية، مما يسلط الضوء على آثار كبيرة على ديناميكيات المناخ العالمي وقدرات المحيط الجنوبي على امتصاص ثاني أكسيد الكربون في المستقبل.
وجد الباحثون الذين أجروا تحليلًا كيميائيًا مفصلاً للجليد القديم في القطب الجنوبي أن المعدل الحالي للزيادة في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أسرع بعشر مرات من أي وقت مضى خلال الخمسين ألف عام الماضية.
النتائج، نشرت للتو وقائع الأكاديمية الوطنية للعلومبالإضافة إلى توفير فهم جديد مهم لفترات تغير المناخ المفاجئ في ماضي الأرض، فإنه يوفر رؤية جديدة للتأثيرات المحتملة لتغير المناخ اليوم.
“إن دراسة الماضي تعلمنا مدى اختلاف اليوم. نسبة ثاني أكسيد الكربون2 وقالت كاثلين ويندت، الأستاذة المساعدة في كلية علوم الأرض والمحيطات والغلاف الجوي بجامعة ولاية أوريغون والمؤلفة الرئيسية للدراسة: “إن التغيير اليوم غير مسبوق حقًا”.
“وجد بحثنا معدلات أسرع لارتفاع ثاني أكسيد الكربون الطبيعي في الماضي، والمعدل الذي يحدث اليوم، مدفوعًا إلى حد كبير بالانبعاثات البشرية، أعلى بعشر مرات.”
ثاني أكسيد الكربون، أو CO2، هو أحد الغازات الدفيئة التي تحدث بشكل طبيعي في الغلاف الجوي. عندما يدخل ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي، فإنه يساهم في ارتفاع درجة حرارة المناخ بسبب ظاهرة الاحتباس الحراري. في الماضي، تقلبت المستويات بسبب دورات العصر الجليدي وأسباب طبيعية أخرى، لكنها اليوم ترتفع بسبب الانبعاثات البشرية.
تحليل قلب الجليد في القارة القطبية الجنوبية
يحتوي الجليد الذي تراكم في القطب الجنوبي على مدى مئات الآلاف من السنين على غازات جوية قديمة محاصرة في فقاعات الهواء. يقوم العلماء بحفر عينات من هذا الجليد يصل عمقها إلى ميلين (3.2 كيلومتر) لتحليل المواد الكيميائية التي تم جمعها وإنشاء سجلات للمناخات الماضية. ودعمت مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية عملية حفر قلب الجليد والتحليل الكيميائي المستخدم في الدراسة.
وأظهرت الأبحاث السابقة أنه خلال العصر الجليدي الأخير، الذي انتهى قبل حوالي 10 آلاف سنة، كانت هناك عدة فترات ظهرت فيها مستويات ثاني أكسيد الكربون أعلى من المتوسط. وقال ويندت إن هذه القياسات ليست مفصلة بما يكفي للكشف عن الطبيعة الكاملة للتغيرات السريعة، مما يحد من قدرة العلماء على فهم ما يحدث.
قطعة من الغطاء الجليدي في القطب الجنوبي. يدرس الباحثون المواد الكيميائية المحاصرة في الجليد القديم للتعرف على المناخات الماضية. مصدر الصورة: كاثرين ستيلنج، جامعة ولاية أوريغون
وقال: “ربما لا تتوقع رؤيته في نهاية العصر الجليدي الأخير”. “لكن اهتمامنا أثار ذلك، وأردنا العودة إلى تلك الفترات وإجراء قياسات بمزيد من التفصيل لمعرفة ما كان يحدث”.
باستخدام عينات من الصفائح الجليدية في غرب القطب الجنوبي، قام ويندت وزملاؤه بالتحقيق في ما يحدث خلال تلك الفترات. وحددوا نمطًا يوضح أن هذه القفزات في ثاني أكسيد الكربون حدثت مع فترات البرد في شمال الأطلسي المعروفة باسم أحداث هاينريش، المرتبطة بالتغيرات المناخية المفاجئة حول العالم.
وقال كريستو بيوسيرت، الأستاذ المشارك في كلية علوم الأرض والمحيطات والغلاف الجوي والمؤلف المشارك للدراسة: “إن أحداث هاينريش هذه رائعة حقًا”. “نعتقد أنها كانت ناجمة عن الانهيار الدراماتيكي للغطاء الجليدي في أمريكا الشمالية. أدى ذلك إلى سلسلة من ردود الفعل التي تضمنت تغيرات في الرياح الموسمية الاستوائية، والرياح الغربية في نصف الكرة الجنوبي، وثاني أكسيد الكربون في هذه الضواحي الكبيرة.2 يخرج من البحار.”
مقارنة الزيادات الطبيعية والحالية لثاني أكسيد الكربون
خلال الاضطرابات الطبيعية الكبرى، زاد ثاني أكسيد الكربون بنسبة 14 جزءًا في المليون على مدار 55 عامًا. وكانت القفزات تحدث مرة كل 7000 سنة. وبمعدلات اليوم، فإن هذا القدر من النمو سوف يستغرق من 5 إلى 6 سنوات فقط.
وتشير الأدلة إلى أنه خلال الفترات الماضية التي شهدت زيادة ثاني أكسيد الكربون الطبيعي، اشتدت قوة الرياح الغربية، التي تلعب دورا هاما في الدورة الدموية في أعماق المحيطات، مما أدى إلى إطلاق سريع لثاني أكسيد الكربون من المحيط الجنوبي.
تشير أبحاث أخرى إلى أن هذه الرياح الغربية ستصبح أقوى خلال القرن القادم بسبب تغير المناخ. وأشار الباحثون إلى أن النتائج الجديدة تشير إلى أنه إذا حدث ذلك، فقد يقلل من قدرة المحيط الجنوبي على امتصاص ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الإنسان.
وقال ويندت: “نحن نعتمد على المحيط الجنوبي لامتصاص جزء من ثاني أكسيد الكربون الذي نطلقه، لكن الرياح الجنوبية المتزايدة بسرعة تضعف قدرته”.
ملاحظة: “يحرك المحيط الجنوبي ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لعدة عقود2 الانتفاضة خلال هاينريش ستاديالس” كاثلين أ. ويندت، كريستوف نيرباس أهلز، كايل نيزغودا، ديفيد نون، مايكل كالك، لوري مينفيل، جوليا جوتشالك، جيمس دبليو بي راي، يوخن شميت، هوبرتوس فيشر، توماس إف ستوكر، خوان موغوليا فيريرا، شون أ. مارجوت، إدوارد بروك وكريستو بوزيرت، 13 مايو 2024، وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
دوى: 10.1073/pnas.2319652121
ومن بين المؤلفين المشاركين الإضافيين إد بروك، وكايل نيسكودا، ومايكل كالك من ولاية أوريغون؛ كريستوف نيرباس-أهليس جامعة برن والمختبر الفيزيائي الوطني في سويسرا والمملكة المتحدة؛ توماس ستوكر، ويوخن شميدت، وهوبرتوس فيشر من جامعة برن؛ لوري مينفيل من جامعة نيو ساوث ويلز، أستراليا؛ وجيمس راي من جامعة سانت أندروز في المملكة المتحدة؛ الأرجنتيني خوان موغليا؛ ديفيد فيريرا من جامعة ريدينغ في المملكة المتحدة وشون ماركوت من جامعة ويسكونسن ماديسون.
تم تمويل الدراسة من قبل مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية.
