اقیانوس جنوبی جنوبگان میتواند یک «نفسی» حرارتی صدساله آزاد کند — و پیامدهای آن هشداردهندهاند!
یک مطالعه جدید امکان شگفتانگیزی را نشان میدهد که اقیانوس جنوبی اطراف جنوبگان ممکن است یک انفجار حرارتی بهمدت یک قرن رها کند.
Rania Hadid
یک مطالعه اخیر که در AGU Advances منتشر شده است، نگرانیهای قابلتوجهی در مورد یک پدیدهٔ بالقوهٔ آینده در اقیانوس جنوبی اطراف جنوبگان برانگیخته است: یک «نفسی» حرارتی که میتواند بیش از یک قرن ادامه یابد. این رویداد، ناشی از ظرفیت عظیم اقیانوس برای جذب حرارت، ممکن است مقدار عظیمی از گرمای ذخیرهشده را به جو آزاد کرده و گرمایش جهانی را تشدید کند.
ذخیرهسازی حرارت اقیانوس جنوبی: یک بمب زمانساز؟
اقیانوس جنوبی که جنوبگان را احاطه میکند، نقش کلیدی در تنظیم آب و هوای زمین ایفا میکند؛ چرا که بهعنوان یک حوضهٔ جذب حرارت عمل مینماید. از زمان انقلاب صنعتی، بیش از 90٪ حرارت اضافی تولید شده توسط فعالیتهای انسانی، مانند سوزاندن سوختهای فسیلی، توسط این اقیانوس جذب شده است. این ظرفیت ذخیرهٔ وسیع به اقیانوس امکان داده تا برخی از اثرات فوری گرمایش جهانی را خنثیسازی کند. با این حال، این حرارت نمیتواند برای همیشه در خود ذخیره بماند. در نهایت، اقیانوس ممکن است این گرمای انباشتهشده را به جو بازگرداند که میتواند منجر به افزایش ناگهانی دماهای جهانی شود.
مطالعهای که در AGU Advances منتشر شده است، پیشبینی میکند که این آزادسازی که به «نفسی» حرارتی نامیده میشود، میتواند تحت برخی سناریوهای آبوهوایی آینده رخ دهد. اگر بشر موفق به کاهش انتشارات شود و در نهایت CO2 را از جو حذف کند، دمای جهانی زمین میتواند کاهش یابد. اما همانطور که اقیانوس جنوبی بهدلیل این تلاشها سردتر میشود، حرارت ذخیرهشده در آبهای عمیق آن میتواند ستون آب را ناپایدار سازد و باعث آزادسازی ناگهانی گرما شود.
«در همان زمان، ما این آبهای گرم و عمیق را داریم،» سونیا فری، دانشجوی دکتری اقیانوسشناسی و همنویسندهٔ تحقیق توضیح میدهد. «در نقطهای، ستون آب ناپایدار میشود و این همان زمان وقوع رویداد همرسانی عمیق است.»
این پدیده، هرچند هنوز بهطور کامل درک نشده است، میتواند اثرات فاجعهباری بر دماهای جهانی داشته باشد و تمامی پیشرفتهای حاصل از کاهش انتشار گازهای گلخانهای را خنثی کند. همانطور که اقیانوس این حرارت را آزاد میکند، میتواند بهعنوان یک «اثر معکوس» عمل کند که اثرات خنککنندهٔ حذف کربن را کاهش میدهد.
چگونه حذف CO2 میتواند آزادسازی عظیم حرارت اقیانوسی را برانگیزد
یکی از نگرانیهای اصلی که این مطالعه مطرح میکند، این است که سیستم آبوهوای زمین چگونه به حذف CO2 از جو واکنش نشان خواهد داد. این سؤال مهم است زیرا مدلهای آبوهوای فعلی عمدتاً بر کاهش انتشارات تمرکز دارند و کمتر به تأثیرات گستردهٔ استخراج کربن از هوا میپردازند. همانطور که سونیا فری اشاره میکند،
«سؤال این است: سیستم آبوهوای جهان، بهویژه اقیانوس، چگونه به سناریوهایی که در آن CO2 از جو حذف میکنیم و اثر خنککنندهٔ خالص جهانی بهدست میآید، واکنش نشان میدهد؟»
پاسخ اقیانوس جنوبی بهویژه مهم است چرا که این اقیانوس توانایی ذخیره هم حرارت و هم کربن را دارد. اگرچه حذف CO2 از جو میتواند بهمرور زمان گرمایش جهانی را کاهش دهد، اما نقش اقیانوس در ذخیره حرارت به این معناست که اقدامات خنککننده ممکن است باعث آزادسازی انرژی ذخیرهشده پیشین شود. در سناریویی که پژوهشگران مدلسازی کردند، با کاهش غلظتهای CO2 جوی، سطح آب اقیانوس جنوبی سردتر میشود و بهدلیل شکلگیری یخبندان، شوری آن افزایش مییابد. با این حال، آبهای عمیقتر و گرمتر زیر سطح میتوانند ستون آب را ناپایدار کنند و باعث وقوع یک رویداد همرسانی عمیق شوند که حرارت ذخیرهشده را آزاد میکند.
این «نفسی» حرارتی میتواند از نظر مقیاس مشابه با گرمایی باشد که کرهٔ زمین هماکنون تجربه میکند و ممکن است منجر به بازگشت دماهای جهانی حتی پس از تلاشهای قابلملاحظه برای مقابله با تغییرات اقلیمی شود. این مسأله پیچیدگی مدیریت تغییرات اقلیمی را برجسته میکند و نیاز به رویکردی جامع برای مقابله با هر دو مسئلهٔ انتشارات و نقش اقیانوس در تنظیم حرارت را نشان میدهد.
نقش اقیانوس جنوبی در دینامیک آبوهوای زمین
نقش اقیانوس جنوبی در دینامیک آبوهوای جهان اغلب بهدلیل پدیدههای شناختهشدهای مانند ال نینوی‑نوسان جنوبی یا تأثیرات قطب شمال بر الگوهای آبوهوای جهانی نادیده گرفته میشود. اما همانطور که تحقیق منتشر شده در AGU Advances نشان میدهد، اقیانوس جنوبی برای تنظیم هم حرارت و هم کربن اساسی است. این اقیانوس مقادیر زیادی از حرارت را از جو جذب میکند و نقش مهمی در تعادل انرژی کلی سیاره ایفا میکند. به گفتهٔ ریک ویلیامز، پژوهشگر اقیانوسشناسی و اقلیمشناسی در دانشگاه لیورپول،
«آن رقابت بهصورت گستردهای در نیمکرهٔ جنوبی مشاهده نشده است، چرا که این جو کمی پاکتر است.»
توانایی اقیانوس جنوبی برای ذخیره حرارت ناشی از ترکیبی از جریانهای اقیانوسی است که آبهای گرمتر را به سمت جنوب میآورند و فرآیندهای بالا آمدگی که آب سرد را به سطح میبرند تا با تابش خورشید گرم شود. این توازن پیچیده به ثبات سیستم آبوهوای جهانی کمک کرده است، اما در عین حال منبعی برای نوسانات احتمالی به شمار میرود. همانطور که دمای زمین افزایش مییابد، ظرفیت اقیانوس برای جذب حرارت میتواند دچار فشار شود و منجر به تغییرات ناگهانی و غیرمنتظره در الگوهای آبوهوای جهان شود.
علاوه بر این، جو نسبتاً پاک اقیانوس جنوبی نسبت به نیمکرهٔ شمالی آن را کمتر در معرض اثرات خنککنندهٔ ذرات معلق و آلودگیها قرار داده است. این باعث شده تا این منطقه بهعنوان یک حوضه جذب حرارت کارآمدتر عمل کند، اما به این معنا نیز است که اقیانوس ممکن است نسبت به تغییرات آینده ترکیب شیمیایی جو حساستر باشد.
عدم قطعیت واکنشهای سیستم آبوهوایی
با وجود مدلسازی دقیق انجامشده در این مطالعه، یکی از نکات کلیدی این است که عدم قطعیت حول واکنش زمین به تغییرات در انتشارات وجود دارد. سیستمهای آبوهوایی بسیار پیچیدهاند و شامل عوامل متعدد بههمپیوستهای هستند که میتوانند نتایج غیرمنتظرهای را به همراه داشته باشند. همانطور که فری تأکید میکند،
«سؤال این است: سیستم آبوهوای جهان، بهویژه اقیانوس، چگونه به سناریوهایی که در آن CO2 از جو حذف میکنیم و اثر خنککنندهٔ خالص جهانی بهدست میآید، واکنش نشان میدهد؟»
دانشمندان اذعان دارند که اگرچه مدلها میتوانند بینشهایی ارائه دهند، اما واکنشهای حقیقی سیستم آبوهوایی ناشناخته باقی میمانند. حذف CO2 از جو میتواند پیامدهای غیرمنتظرهای داشته باشد و «نفسی حرارتی» میتواند یکی از این شگفتیها باشد. نویسندگان این تحقیق خاطرنشان میکنند که تعامل بین خنکشدن جو و رفتار اقیانوس جنوبی هنوز بهخوبی درک نشده است و پژوهشهای آینده برای دقیقتر کردن پیشبینیها و استراتژیهای مدیریت گرمایش جهانی ضروری خواهد بود.
با توجه به این عدم قطعیت، تمرکز نه تنها بر کاهش انتشارات، بلکه بر پایش دقیق واکنش اقیانوس به این تلاشها اساسی است. اقیانوس جنوبی، با ظرفیت عظیم ذخیره حرارت خود، میتواند همزمان بهعنوان متحدی ارزشمند و همچنین دشمنی خطرناک در مبارزه با تغییرات اقلیمی ظاهر شود.