منوعات

تطور أقوى تيار محيطي على الكوكب

يلعب التيار المحيط بالقطب الجنوبي دورًا مهمًا في الدوران الانقلابي العالمي، وتبادل الحرارة وثاني أكسيد الكربون2 بين المحيط والغلاف الجوي، واستقرار الصفائح الجليدية في القطب الجنوبي. استخدم فريق بحث دولي بقيادة معهد ألفريد فيجنر ومرصد لامونت دوهرتي للأرض الرواسب التي تم جمعها من جنوب المحيط الهادئ لإعادة بناء سرعة التدفق على مدى 5.3 مليون سنة. وتظهر بياناتهم أنه خلال العصور الجليدية، تباطأ التيار؛ خلال الفترات بين الجليدية، تسارعت. لذلك، إذا اشتدت ظاهرة الاحتباس الحراري الحالي في المستقبل، فقد يعني ذلك أن المحيط الجنوبي يخزن كمية أقل من ثاني أكسيد الكربون.2 والمزيد من الحرارة تصل إلى القارة القطبية الجنوبية. وقد نشرت الدراسة للتو في المجلة طبيعة.

ما هو الشيء الذي يحمل مياهًا تعادل 100 مرة كمية المياه التي تحملها جميع أنهار الأرض مجتمعة، ويبلغ عرضه 2000 كيلومتر في أوسع نقطة له، ويمتد إلى أعماق البحار؟ التيار القطبي الجنوبي (ACC). وفي الماضي، كان نظام التيارات المحيطية هذا، وهو الأقوى على وجه الأرض، عرضة لتقلبات طبيعية كبيرة، كما كشفت التحليلات الحديثة للنوى الرسوبية. ترتبط المراحل الباردة من العصر البليوسيني والبليستوسيني اللاحق، والتي تباطأ خلالها ACC، بتقدم الغطاء الجليدي في غرب القطب الجنوبي. وفي المراحل الأكثر دفئًا، تسارعت وتيرة ACC، مصحوبة بتراجع الغطاء الجليدي. يوضح الدكتور فرانك لامي، الباحث في قسم الجيولوجيا البحرية في معهد ألفريد فيجنر ومركز هيلمهولتز للأبحاث القطبية والبحرية (AWI) والمؤلف الأول لكتاب “هذا فقدان الجليد يمكن أن يعزى إلى زيادة انتقال الحرارة جنوبًا”. يذاكر. طبيعة يذاكر. “إن ACC الأقوى يعني أن المياه العميقة والأكثر دفئًا تصل إلى حافة الجرف الجليدي في القطب الجنوبي.”

“للجنة التنسيق الإدارية تأثير كبير على توزيع الحرارة وثاني أكسيد الكربون2 تخزين في المحيط. يقول لامي: “حتى وقت قريب، لم يكن من الواضح كيف تستجيب لجنة التنسيق الإدارية للتقلبات المناخية وما إذا كانت التغييرات في لجنة التنسيق الإدارية تعوض أو تضخم آثار الاحترار”. “لذلك، لتحسين التنبؤات بمناخنا المستقبلي واستقرار الطبقة الجليدية في القطب الجنوبي باستخدام المحاكاة الحاسوبية، نحتاج إلى بيانات قديمة يمكن أن تخبرنا عن شدة ACC خلال المراحل الدافئة الماضية من تاريخ الأرض.”

ولجمع هذه البيانات، في عام 2019، غامرت بعثة دولية بقيادة لامي وعالمة الكيمياء الجيولوجية البروفيسور جيزيلا وينكلر من مرصد لامونت دوهرتي للأرض في جامعة كولومبيا (الولايات المتحدة الأمريكية)، بالدخول إلى وسط جنوب المحيط الهادئ للصعود على متن سفينة الحفر. جويديس القرار. وهناك، في المنطقة الواقعة جنوب القارة القطبية الجنوبية، استخرج فريق البحث اثنين من نوات الحفر واسعة النطاق، تم جمعها من عمق 3600 متر. “مواقع الحفر تقع بالقرب من نقطة نيمو، وهي النقطة على الأرض الأبعد عن أي كتلة يابسة أو جزيرة، حيث يتدفق ACC دون أي تأثير من الكتل الأرضية”، يوضح الجيولوجي البروفيسور هيلج أرز بحار في معهد لايبنيز. لأبحاث بحر البلطيق في فارنيموند وأحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة. “باستخدام الرواسب الرسوبية من هذه المنطقة، يمكننا إعادة بناء متوسط ​​سرعة التدفق في الماضي.”

كانت مراكز الحفر التي يبلغ عمقها 145 و213 مترًا في جنوب المحيط الهادئ جزءًا من البرنامج الدولي لاكتشاف المحيطات (IODP)، الذي يهدف إلى الكشف عن تاريخ الأرض استنادًا إلى الآثار الجيوكيميائية المتبقية في الرواسب البحرية والتكوينات الصخرية. تحت قاع البحر. وقد سبقتها أعمال استطلاعية مهمة تم تنفيذها خلال رحلات استكشافية مختلفة مع سفينة الأبحاث Polarstern. يعود تاريخ النوى الرسوبية إلى 5.3 مليون سنة وتغطي ثلاثة عصور كاملة:

  • البليوسين، حيث كان الجو أكثر دفئًا بما يصل إلى ثلاث درجات مما هو عليه اليوم وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي2 وكان التركيز، الذي يزيد عن 400 جزء في المليون، مشابهًا لما هو عليه اليوم؛
  • العصر الجليدي، الذي بدأ قبل 2.6 مليون سنة، وتميز بفترات جليدية متناوبة (الأنهار الجليدية) وفترات دافئة (بين العصور الجليدية)؛
  • والهولوسين، وهي فترة دافئة بدأت منذ حوالي 12 ألف سنة، بعد العصر الجليدي الأخير، وتستمر حتى الوقت الحاضر.

واستنادًا إلى طبقات النوى، التي تتوافق مع فترات مختلفة، قام الخبراء بتحليل توزيع حجم الجسيمات لجزيئات الرواسب، التي تترسب بشكل مختلف في قاع البحر، اعتمادًا على سرعة تدفق المياه. وقد سمح لهم ذلك بتتبع تطور ACC منذ بداية العصر البليوسيني، عندما بدأ تبريد المناخ لفترة طويلة. قدمت نوى الرواسب من الرحلات البحرية السابقة لشركة Polarstern إلى جنوب المحيط الهادئ أدلة إضافية لديناميات ACC.

تظهر النتائج التي توصلوا إليها أنه قبل ثلاثة ملايين سنة في العصر البليوسيني، تسارعت ACC لأول مرة مع تبريد الأرض تدريجياً. وكان هذا بسبب زيادة التدرج في درجات الحرارة بين خط الاستواء والقارة القطبية الجنوبية، مما أدى إلى إنتاج رياح غربية قوية – المحرك الرئيسي لـ ACC. على الرغم من التبريد لفترة طويلة، ثم بدأ في التباطؤ. يوضح فرانك لامي: “لقد حدث التغيير في وقت كان فيه المناخ والدورة في الغلاف الجوي والمحيطات يشهدان تغيرات كبيرة”. “قبل 2.7 مليون سنة، في نهاية العصر البليوسيني، كانت مناطق واسعة من نصف الكرة الشمالي مغطاة بالجليد وتوسعت الصفائح الجليدية في القطب الجنوبي. ويرجع ذلك إلى التغيرات في تيارات المحيطات، الناجمة عن العمليات التكتونية، فضلاً عن تبريد المحيطات على المدى الطويل وانخفاض ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.2 المستويات.”

فيما يتعلق بالـ 800000 سنة الماضية، والتي تم خلالها ظهور ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي2 تراوحت مستويات ACC من 170 إلى 300 جزء في المليون، وتمكن الباحثون من تحديد صلة وثيقة بين قوة ACC والدورات الجليدية: خلال الفترات الدافئة، التي ينخفض ​​خلالها ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.2 وزادت المستويات، وزادت سرعة التدفق بنسبة تصل إلى 80 بالمائة مقارنة باليوم؛ خلال العصور الجليدية انخفض بنسبة تصل إلى 50 في المئة. في الوقت نفسه، خلال التحولات بين الأنهار الجليدية والأنهار الجليدية، كان هناك تغيير في موقع ACC وبالتالي ارتفاع المياه العميقة الغنية بالمغذيات في المحيط الجنوبي، كما كشفت التحليلات الجيوكيميائية للرواسب. لقد أظهروا أن أصداف السيليكات من الدياتومات – العوالق النباتية الأكثر أهمية في المحيط الجنوبي – ترسبت في قاع البحر شمالًا خلال الفترات الجليدية مقارنة بالفترات الدافئة.

“إن ACC أقل وانخفاض ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي2 تشير المستويات خلال الفترات الجليدية من عصر البليستوسين إلى انخفاض تدفق مياه القاع إلى السطح وزيادة التقسيم الطبقي في المحيط الجنوبي، أي زيادة ثاني أكسيد الكربون2 “التخزين”، تشرح جيزيلا وينكلر. وخلصت الدراسة إلى أنه بسبب تغير المناخ الناتج عن الأنشطة البشرية، يمكن أن تتعزز لجنة التنسيق الإدارية في المستقبل. قد يكون لهذا تأثير على ثاني أكسيد الكربون2 توازن المحيط الجنوبي وتؤدي إلى ذوبان الجليد المتسارع في القطب الجنوبي.

السياق: التيار القطبي الجنوبي

كتيار دائري يتدفق في اتجاه عقارب الساعة حول القارة القطبية الجنوبية، يربط التيار المحيط بالقطب الجنوبي (ACC) المحيط الأطلسي والمحيط الهادئ والمحيط الهندي. على هذا النحو، فإنه يلعب دورًا مركزيًا في حركة المحيطات العالمية، ومن خلال جهاز الجري الأطلسي، يؤثر في النهاية على المناخ في أوروبا. مدفوعًا بالرياح الغربية القوية القادمة من المنطقة تحت القطب الجنوبي وبسبب الاختلافات في درجات الحرارة والملوحة بين المناطق شبه الاستوائية والمحيط الجنوبي، يشكل ACC حاجزًا للمياه السطحية الدافئة من المناطق شبه الاستوائية في طريقها إلى القطب الجنوبي. وفي الوقت نفسه، تتدفق إليها المياه العميقة الدافئة نسبيًا من المحيط الأطلسي والمحيط الهادئ. الدوامات المحيطية الكبيرة التي تتشكل في لجنة التنسيق الإدارية وتتدفق جنوبًا، جنبًا إلى جنب مع تقلبات مياه القاع العميقة، تنقل الحرارة إلى الرفوف الجليدية على الحافة القارية، خاصة في قطاع المحيط الهادئ من لجنة التنسيق الإدارية. بالإضافة إلى ذلك، فإن ارتفاع مياه القاع الناتج عن ACC يجلب العناصر الغذائية إلى السطح، مما يحفز نمو الطحالب مع تضخيم تصدير الكربون البيولوجي إلى أعماق البحر – ولكن أيضًا نقل ثاني أكسيد الكربون.2الذي يتم إطلاقه في الغلاف الجوي.

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى