بخشی از ورق یخی قطب جنوب حدود ۹٬۰۰۰ سال پیش، تحت شرایط آبوهوایی شبیه امروز، فرو ریخت
نوشته آدریان ویلیلاس
حدود ۹٬۰۰۰ سال پیش، بخشی از ورق یخی شرقی قطب جنوب به طرز شگفتانگیزی فرو ریخت، که این اتفاق ناشی از آب گرم اقیانوسی بود. این مطالعه بر ورق یخی شرق قطب جنوب، یک جرم عظیم یخبندان زمینی در شرق قطب جنوب، متمرکز است.
در مجموع، یخهای قطب جنوب به اندازهای آب دارند که اگر ذوب شوند سطح دریا را حدود ۱۹۰ فوت (تقریباً ۵۸ متر) افزایش میدهند. شواهد تازهای از رسوبات بستر دریا در نزدیکی ایستگاه سیوا ژاپن، اکنون این فروپاشی باستانی را به جریانهای گرم عمیق اقیانوسی مرتبط میکند.
فروپاشی تاریخی قطب جنوب
این کار توسط پروفسور یوسوکه سگاناما در مؤسسه ملی تحقیقات قطبی (NiPR) در توکیو، ژاپن رهبری شد. پژوهش او بر بررسی واکنش ورقهای یخی قطب جنوب به گرمایشهای آبوهوایی گذشته متمرکز است تا درک بهتری از تغییرات سطح دریا در آینده به دست آید.
در یک مطالعهٔ اخیر، تیم با استفاده از هستههای رسوبی استخراجشده از بستر دریا در خلیج لوتزو‑هولم، ردیابی فروپاشی را انجام داد.
لایههای گل و لای، تغییرات دورهٔ هولوسن اولیه را که دورهای گرم پس از آخرین دوره یخبندان بود و در آن دماها بالاتر از امروز بودند، ثبت کردند.
با سنجش ایزوتوپهای نادر بریلیم و فسیلهای ریز دریایی، این گروه زمان دقیق فروپاشی شیلیخ را به حدود ۹٬۰۰۰ سال پیش محدود کرد.
عامل اصلی، آب عمیق دایرهقطبی است؛ جریانی نسبتاً گرم و شور که دور قطب جنوب میچرخد و صدها فوت زیر سطح آب جریان دارد.
حدود ۹٬۰۰۰ سال پیش، آن آب عمیق به سمت قفسه قارهای جریان یافت، شیلیخهای شناور را تخریب کرد و پایهٔ ساختاری آنها را سلب نمود.
پس از شکستن آن شیلها، دیگر توان پشتیبانی از ورق یخی پشت سرشان را نداشتند؛ بنابراین یخهای داخلی به سرعت بیشتری به سمت اقیانوس حرکت کردند.
مدلهای اقلیمی و اقیانوسی نشان میدهند که آب عمیق گرم پیش از فروپاشی در خلیج باقی مانده بود و یک پالس قوی و تکراری از گرمای اقیانوسی را به نمایش میگذاشت.
حلقهٔ بازخوردی تغذیهشده توسط آب ذوبی
تیم پژوهشی دریافت که یخ و اقیانوس یک حلقهٔ بازخورد مثبت ایجاد کردهاند. آب ذوبی از نواحی قطب جنوب سطح اقیانوس را شیرینتر میکند و به این ترتیب آب عمیق گرم قادر میشود به سمت خشکی حرکت کند؛ امری که پژوهشگران آن را «بازخورد مثبت زنجیرهای» مینامند.
آب شیرین اضافی لایهبندی (استراتیفیکاسیون) را تقویت کرد؛ یعنی تشکیل لایهای سبکتر بر روی لایهای سنگینتر، که مانع مخلوط شدن آب سطحی سردتر با آبهای عمیق میشد.
با ذوب شدن بیشتر یخ، آب شیرین بیشتری در سراسر قطب جنوب پخش شد؛ این امر آب عمیق گرم را به دام انداخته و سرعت از دست رفتن شیلیخهای شناور را افزایش داد.
سرعت فروپاشی قبلی قطب جنوب
چندین عامل در سرزمین درونینگ مود، با هم ترکیب شد تا باعث وقوع فروپاشی سریع شوند؛ از جملهٔ ارتقای سطح دریا و شکل بستر دریا.
در حالی که ورق یخی جرم خود را از دست میداد، سازگاری ایزواستاتیک یخی — بازگشت آهی لبهٔ پوستهٔ زمین — موقتا سطح دریا را در امتداد این سواحل بالا برد.
این خلیج دارای یک شیار عمیق زیرآبی است؛ یک درهٔ طولانی و باریک زیرآبی که آب عمیق گرم را بهصورت مستقیم به سمت لبهٔ یخ هدایت میکند.
ارتفاع بیشتر سطح دریا محلی، امکان شناور شدن آسان یخ را فراهم کرد؛ بنابراین آب عمیق گرم بهعمق بیشتری زیر شیلیخها و یخهای داخلی بدون پایه نفوذ کرد.
یخچالهای غربی قطب جنوب
در غرب قطب جنوب، مشاهدات نشان میدهند که یخچال توییتس در حال نازک شدن است، چرا که آب گرم دریایی به زیر یخ پایهای نفوذ میکند.
اندازشها در نزدیکی شیلیخ توییتس نشان میدهند لایهای ضخیم از آب عمیق اصلاحشده در بستر دریا وجود دارد.
این مشاهدات مدرن، الگوی هولوسن را تکرار میکنند؛ به این صورت که آب عمیق گرم از پایین شیلیخها را نازک میسازد و باعث عقبنشینی یخ پایهای در بالادستی میشود.
سایر خروجیهای غربی قطب جنوب، از جمله یخچال جزیرهپاین، نیز عقبنشینی سریعی را نشان میدهند که در آن آب عمیق میتواند به مناطق پایهای برشخورده آنها برسد.
پایداری شرق قطب جنوب
بهمدت سالها، بسیاری از دانشمندان شرق قطب جنوب را نسبتا پایدار میدیدند؛ زیرا بخش عمدهای از یخ آن بر روی سنگپایهای بالاتر از سطح دریا قرار دارد.
بازسازیهای جدید نشان میدهند که حتی بخشهایی که عمدتاً بر سنگ پایه مستقرند، میتوانند به سرعت نازک شوند اگر آب گرم مسیرهای مخفی زیر یخ را پیدا کند.
اندازشهای ماهوارهای و گرانشی اخیر، از دست دادن یخ پیوسته در بخشهای ساحلی شرق قطب جنوب را نشان میدهند، از جمله خروجیهای آسیبپذیر چون توتن و دنمن.
فروپاشی هولوسن در سرزمین درونینگ مود نشان میدهد که پس از گرم شدن و شیرینتر شدن اقیانوس به اندازه کافی، یک منطقهٔ پایدار میتواند به عقبنشینی سریع دست یابد.
سیستم اقلیمی نگرانکننده قطب جنوب
در اطراف قطب جنوب، جریان دایرهقطبی جنوبگان – حلقهٔ قویای از آب که از غرب به شرق جریان دارد – حرارت و آب شیرین را در اطراف اقیانوس جنوبی منتقل میکند.
شبیهسازیهای هولوسن نشان میدهند که آب ذوبی وارد این جریان میشود و چگالی آب در اقیانوس جنوبی را تغییر میدهد، بهطوری که آب عمیق گرم را به سمت شرق قطب جنوب هدایت میکند.
مدلهای اقلیمی مدرن نشان میدهند که شیرینسازی آب توسط ذوب قطبی میتواند مخلوطشدن در اقیانوس جنوبی را کاهش دهد و حرارت را بهنزدیکتر لبهٔ یخ منتقل کند.
زمانی که این اتفاق میافتد، مرز بین از دست دادن آهی و قابل مدیریت یخ و عقبنشینی بیپایان میتواند به طرز خطرناکی نازک شود.
فروپاشی قطب جنوب و سطوح دریا
اگر شرق قطب جنوب شروع به فروپاشی کند و یخ را با نرخهای مشابه دورهٔ هولوسن از دست بدهد، سطح دریاهای جهان بسیار سریعتر از پیشبینیهای کنونی بالا میرود.
هیچکس انتظار ندارد ورق یخ یکشب ناپدید شود، اما حتی افزایش چند فوتی سطح دریا در این قرن، میتواند خطوط ساحلی بسیاری را دوباره ترسیم کند.
نتایج جدید نشان میدهند که از دست دادن یخ قطب جنوب در آینده بهطور شدیدی به میزان گرمایی که اقیانوس از انتشار گازهای گلخانهای انسانی جذب میکند، بستگی دارد.
مدلهای ورق یخ که این بازخوردهای آب ذوبی را نادیده میگیرند، ممکن است سرعت شکستن شیلیخها و آزادسازی یخهای داخلی به اقیانوس را کمبرآورد کنند.
افزایش سریع سطح دریا، موجهای ساحلی بالاتر، سیلابهای مکرر مزاحم و نفوذ آب شور به شهرهای ساحلی و جزایر کمارتفاع در سراسر جهان را به همراه خواهد داشت.
از آنجا که تغییر ورقهای یخ بهنسبت به طول عمر انسانها آهسته است، تصمیمات در چند دههٔ آینده سطح دریا را برای نسلهای فراوان شکل خواهد داد.
داستانی که در این رسوبات قطبی ثبت شده است نشان میدهد که وقتی آب گرم و آب ذوبی با هم همکاری میکنند، سامانههای یخی میتوانند بهطرز شگفتآوری ناگهانی واکنش نشان دهند.
با ترکیب قطعات اطلاعات دربارهٔ آنچه ۹٬۰۰۰ سال پیش رخ داد، پژوهشگران دامنهٔ سناریوهای آینده که با افزایش گازهای گلخانهای مواجهیم، محدود میسازند.
این تحقیق در Nature منتشر شده است.
—–