“غير مسبوق” – ارتفاع ثاني أكسيد الكربون بمعدل أسرع بعشر مرات من أي وقت مضى في التاريخ المسجل

اكتشف 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، التي نشرت للتو في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، توفر فهمًا جديدًا مهمًا لفترات تغير المناخ المفاجئ في ماضي الأرض وتقدم رؤية جديدة للتأثيرات المحتملة لتغير المناخ اليوم.

“إن دراسة الماضي تعلمنا كيف يختلف اليوم. معدل 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”.

“لقد حدد بحثنا أسرع معدلات ارتفاع ثاني أكسيد الكربون الطبيعي في الماضي على الإطلاق، والمعدل الذي يحدث اليوم، مدفوعًا إلى حد كبير بالانبعاثات البشرية، أعلى بعشر مرات.”

ثاني أكسيد الكربون، أو CO2، هو غاز دفيئة يتواجد بشكل طبيعي في الغلاف الجوي. عندما يدخل ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي، فإنه يساهم في ارتفاع درجة حرارة المناخ بسبب ظاهرة الاحتباس الحراري. وفي الماضي، تقلبت المستويات بسبب دورات العصر الجليدي وأسباب طبيعية أخرى، لكنها ترتفع اليوم بسبب الانبعاثات البشرية.

تحليل الجليد الأساسي في القارة القطبية الجنوبية

يشمل الجليد الذي تراكم في القطب الجنوبي على مدى مئات الآلاف من السنين غازات جوية قديمة محاصرة في فقاعات الهواء. يستخدم العلماء عينات من هذا الجليد، التي تم جمعها عن طريق حفر النوى بعمق يصل إلى ميلين (3.2 كيلومتر)، لتحليل المواد الكيميائية النزرة وبناء سجلات للمناخ الماضي. 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 بدا فيها أن مستويات ثاني أكسيد الكربون تقفز أعلى بكثير من المتوسط. وقال ويندت إن هذه القياسات لم تكن مفصلة بما يكفي للكشف عن الطبيعة الكاملة للتغيرات السريعة، مما يحد من قدرة العلماء على فهم ما كان يحدث.

شريحة من قلب الجليد في القطب الجنوبي. يدرس الباحثون المواد الكيميائية المحاصرة في الجليد القديم للتعرف على المناخ الماضي. مصدر الصورة: كاثرين ستيلنج، جامعة ولاية أوريغون

وقالت: “ربما لا تتوقع رؤية ذلك 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 اللب الجليدي الذي يقسم الطبقة الجليدية في غرب القطب الجنوبي، قام ويندت وزملاؤه بالتحقيق في ما كان يحدث خلال تلك الفترات. وحددوا نمطًا أظهر أن هذه القفزات في ثاني أكسيد الكربون حدثت جنبًا إلى جنب مع فترات البرد في شمال المحيط الأطلسي المعروفة باسم أحداث هاينريش، والتي ترتبط بالتحولات المناخية المفاجئة حول العالم.

وقال كريستو بويزرت، الأستاذ المشارك في كلية علوم الأرض والمحيطات والغلاف الجوي والمؤلف المشارك للدراسة: “إن أحداث هاينريش هذه رائعة حقًا”. “نعتقد أن سببها هو الانهيار الدراماتيكي للغطاء الجليدي في أمريكا الشمالية. يؤدي هذا إلى بدء تفاعل متسلسل يتضمن تغيرات في الرياح الموسمية الاستوائية، والرياح الغربية في نصف الكرة الجنوبي، وهذه التجشؤات الكبيرة لثاني أكسيد الكربون₂ يخرج من المحيطات.”

مقارنة الزيادات الطبيعية والحالية لثاني أكسيد الكربون

وخلال أكبر الارتفاعات الطبيعية، زاد ثاني أكسيد الكربون بنحو 14 جزءًا في المليون خلال 55 عامًا. وكانت القفزات تحدث مرة واحدة كل 7000 سنة أو نحو ذلك. وبمعدلات اليوم، فإن حجم الزيادة يستغرق من 5 إلى 6 سنوات فقط.

وتشير الدلائل إلى أنه خلال الفترات الماضية من ارتفاع ثاني أكسيد الكربون الطبيعي، كانت الرياح الغربية التي تلعب دورا هاما في الدورة الدموية في أعماق المحيطات تشتد أيضا، مما أدى إلى إطلاق سريع لثاني أكسيد الكربون من المحيط الجنوبي.

أشارت أبحاث أخرى إلى أن هذه الرياح الغربية ستقوى خلال القرن القادم بسبب تغير المناخ. وأشار الباحثون إلى أن النتائج الجديدة تشير إلى أنه إذا حدث ذلك، فإنه سيقلل 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 على القيام بذلك”.

المرجع: “يحرك المحيط الجنوبي ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لعدة عقود₂ “الارتفاع خلال هاينريش ستاديالس” بقلم كاثلين أ. ويندت، كريستوف نيرباس-أهلس، كايل نيزجودا، ديفيد نون، مايكل كالك، لوري مينفيل، جوليا جوتشالك، جيمس دبليو بي راي، يوخن شميت، هوبرتوس فيشر، توماس إف ستوكر، خوان موجليا، ديفيد فيريرا، شون أ. ماركوت، إدوارد بروك وكريستو بويزرت، 13 مايو 2024، وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
دوى: 10.1073/pnas.2319652121

ومن بين المؤلفين المشاركين الإضافيين إد بروك، وكايل نيزغودا، ومايكل كالك من ولاية أوريغون؛ كريستوف نيرباس-أهليس جامعة برن في سويسرا والمختبر الفيزيائي الوطني في المملكة المتحدة؛ توماس ستوكر، ويوخن شميت، وهوبرتوس فيشر من جامعة برن؛ لوري مينفيل من جامعة نيو ساوث ويلز في أستراليا؛ وجيمس راي من جامعة سانت أندروز في المملكة المتحدة؛ خوان موغليا من الأرجنتين؛ ديفيد فيريرا من جامعة ريدينغ في المملكة المتحدة وشون ماركوت من جامعة ويسكونسن ماديسون.

تم تمويل الدراسة من قبل مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية.