ستيف رينتول, مؤلف المنصوص
القارة القطبية الجنوبية تمهد الطريق لأكبر شلال في العالم. تجري الأحداث تحت سطح المحيط. هنا ، تتدفق تريليونات الأطنان من المياه الباردة والكثيفة والغنية بالأكسجين من الجرف القاري وتغرق في أعماق كبيرة. ثم تنتشر "المياه القاعية" هذه في القطب الجنوبي شمالًا على طول قاع البحر في تيارات المحيطات العميقة ، قبل أن ترتفع ببطء ، على بعد آلاف الكيلومترات.
بهذه الطريقة ، تقود أنتاركتيكا شبكة عالمية من التيارات المحيطية تسمى "الدورة المتقلبة" التي تعيد توزيع الحرارة والكربون والمغذيات في جميع أنحاء العالم. يعد هذا الانقلاب أمرًا حاسمًا للحفاظ على استقرار مناخ الأرض. إنها أيضًا الطريقة الرئيسية التي يصل بها الأكسجين إلى أعماق المحيط.
لكن هناك علامات على أن هذا الدوران يتباطأ ويحدث قبل عقود مما كان متوقعًا. هذا التباطؤ لديه القدرة على تعطيل الاتصال بين سواحل القطب الجنوبي والمحيطات العميقة ، مع عواقب وخيمة على مناخ الأرض ومستوى البحر والحياة البحرية.
الأهداف و بحث جديد، الذي نُشر اليوم في مجلة Nature Climate Change ، يستخدم ملاحظات العالم الحقيقي لفك شفرة كيف ولماذا تغير أعماق المحيطات حول القارة القطبية الجنوبية على مدار العقود الثلاثة الماضية. تُظهر قياساتنا أن دوران الانقلاب قد تباطأ بنحو الثلث (30٪) وأن مستويات الأكسجين في أعماق المحيطات آخذة في الانخفاض. هذا يحدث حتى في وقت أبكر من نماذج المناخ وتوقع.
وجدنا أن ذوبان جليد القطب الجنوبي يعطل تكوين مياه قاع القطب الجنوبي. تجعل المياه الذائبة المياه السطحية في القطب الجنوبي أكثر نقاءً وأقل كثافة ، وبالتالي تقل احتمالية غرقها. هذا يضع الفرامل على انقلاب الدورة الدموية.
الآن هذا شلال: مياه كثيفة تتدفق من الجرف القاري إلى أعماق المحيط في بحر روس. اتحاد نمذجة جليد المحيطات والبحر في أستراليا (COSIMA) والبنية التحتية الحاسوبية الوطنية.
لماذا هذا الموضوع؟
مع تباطؤ تدفق مياه القاع ، ينخفض إمداد الأكسجين إلى أعماق المحيط. ثم يتم استبدال طبقة المياه السفلية المتقلصة الغنية بالأكسجين بمياه أكثر دفئًا تحتوي على نسبة أقل من الأكسجين ، مما يقلل من مستويات الأكسجين.
تستجيب حيوانات المحيط ، كبيرها وصغيرها ، حتى للتغيرات الصغيرة في الأكسجين. تتكيف حيوانات أعماق المحيطات مع ظروف انخفاض الأكسجين ولكن لا يزال يتعين عليها التنفس. قد يدفعهم فقدان الأكسجين إلى البحث عن ملاذ في مناطق أخرى أو تكييف سلوكهم. تشير النماذج إلى أننا كذلك محبوس إلى تقلص البيئة "القابلة للحياة" المتاحة لهذه الحيوانات مع انخفاض متوقع يصل إلى 25٪.
قد يكون التباطؤ في الانقلاب أيضًا تكثيف الاحتباس الحرارى. ينقل الدوران المقلوب ثاني أكسيد الكربون والحرارة إلى أعماق المحيط ، حيث يتم تخزينه وإخفائه عن الغلاف الجوي. مع انخفاض سعة تخزين المحيطات ، يتبقى المزيد من ثاني أكسيد الكربون والحرارة في الغلاف الجوي. هذه التغذية المرتدة تسرع من ظاهرة الاحتباس الحراري.
كما تزداد التخفيضات في كمية مياه قاع أنتاركتيكا التي تصل إلى قاع المحيط مستويات البحر لأن الماء الأكثر دفئًا الذي يحل محله يشغل مساحة أكبر (التمدد الحراري).
إن تجديد مياه الرفوف يقلل من تدفق المياه الكثيفة ويبطئ أعمق أجزاء الدورة الدموية المتقلبة بينما يقلل أيضًا من الأوكسجين العميق. كاثي جن, مؤلف المنصوص
علامات على حدوث تغيير مثير للقلق
يعد إجراء ملاحظات حول مياه القاع أمرًا صعبًا. المحيط الجنوبي بعيد وموطن لأقوى رياح وأكبر موجات على هذا الكوكب. الوصول مقيد أيضًا بالجليد البحري خلال فصل الشتاء ، عندما تتشكل مياه القاع.
هذا يعني أن الملاحظات حول أعماق المحيط الجنوبي متفرقة. ومع ذلك ، فإن القياسات المتكررة ذات العمق الكامل المأخوذة من رحلات السفن قد قدمت لمحات عن التغييرات الجارية في أعماق المحيط. طبقة المياه السفلية يصبح أكثر دفئًا وأقل كثافة ونحافة.
تظهر بيانات الأقمار الصناعية أن الغطاء الجليدي في القطب الجنوبي هو تقلص. تظهر قياسات المحيطات المأخوذة في اتجاه مجرى النهر في مناطق الذوبان السريع أن المياه الذائبة هي تقليل الملوحة (وكثافة) المياه الساحلية.
فقدان الكتلة الجليدية في القطب الجنوبي على مدى العقود القليلة الماضية بناءً على بيانات الأقمار الصناعية ، والتي تُظهر أنه بين عامي 2002 و 2020 ، ألقى أنتاركتيكا ما متوسطه ~ 150 مليار طن متري من الجليد سنويًا ، مضيفًا المياه الذائبة إلى المحيط ورفع مستويات سطح البحر (المصدر: ناسا ).
تشير هذه العلامات إلى تغيير مثير للقلق ، لكن لا توجد حتى الآن ملاحظات مباشرة حول الانقلاب العميق.
ماذا فعلنا؟
لقد جمعنا أنواعًا مختلفة من الملاحظات بطريقة جديدة ، مستفيدين من كل قوة من نقاط قوتهم.
توفر القياسات ذات العمق الكامل التي جمعتها السفن لقطات من كثافة المحيط ، ولكن عادة ما تتكرر مرة واحدة كل عقد. من ناحية أخرى ، توفر الأدوات الراسية قياسات مستمرة للكثافة والسرعة ، ولكن لفترة محدودة فقط في مكان معين.
لقد طورنا نهجًا جديدًا يجمع بين بيانات السفن وسجلات الإرساء والمحاكاة الرقمية عالية الدقة لحساب قوة تدفق المياه في قاع القطب الجنوبي ومقدار الأكسجين الذي ينقله إلى أعماق المحيط.
ركزت دراستنا على حوض عميق جنوب أستراليا يتلقى مياه قاع من عدة مصادر. تقع هذه المصادر في اتجاه مجرى النهر من مدخلات المياه الذائبة الكبيرة ، لذلك من المحتمل أن توفر هذه المنطقة إنذارًا مبكرًا للتغيرات المناخية في أعماق المحيطات.
النتائج مذهلة. على مدى ثلاثة عقود ، بين عامي 1992 و 2017 ، تباطأ دوران الانقلاب في هذه المنطقة بنحو الثلث (30٪) مما تسبب في وصول كمية أقل من الأكسجين إلى الأعماق. كان هذا التباطؤ ناتجًا عن التجديد بالقرب من القارة القطبية الجنوبية.
لقد وجدنا أن هذا الإنعاش يقلل من كثافة وحجم المياه المتكونة في قاع أنتاركتيكا ، فضلاً عن سرعة تدفقه.
كان من الممكن أن يكون التباطؤ الملحوظ أكبر إذا لم يكن حدثًا مناخيًا قصير العمر أدى إلى حدوث أ الانتعاش الجزئي والمؤقت لتكوين مياه القاع. يوضح الانتعاش ، المدفوع بزيادة الملوحة ، حساسية تكوين مياه القاع لتغيرات الملوحة على الجرف القاري في القطب الجنوبي.
ومما يثير القلق أن هذه الملاحظات تظهر أن التغييرات من المتوقع حدوثه بحلول عام 2050 جارية بالفعل.
ارتفاع درجة حرارة المحيطات السحيقة بسبب تباطؤ القطب الجنوبي ، الائتمان: ماثيو إنجلاند وتشيان لي.
ماذا بعد؟
من المتوقع أن يستمر فقدان الجليد من القارة القطبية الجنوبية ، بل ويتسارع ، مع ارتفاع درجة حرارة العالم. نحن يكاد يكون من المؤكد لعبور 1.5؟ عتبة الاحتباس الحراري بحلول عام 2027.
المزيد من فقدان الجليد يعني مزيدًا من الانتعاش ، لذلك يمكننا توقع التباطؤ في الدورة الدموية وسيستمر فقدان الأكسجين العميق.
لن تقتصر عواقب التباطؤ على القارة القطبية الجنوبية. يمتد دوران الانقلاب في جميع أنحاء المحيط العالمي ويؤثر على وتيرة تغير المناخ وارتفاع مستوى سطح البحر. كما أنه سيكون معطلاً ومضرًا للحياة البحرية.
يوفر بحثنا سببًا آخر للعمل بجدية أكبر - وأسرع - لتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
عن المؤلفين
كاثي جن،، كوكب الارض; ماثيو انجلاند، أستاذ السيانتيا ونائب مدير المركز الأسترالي للتميز في علوم القطب الجنوبي (ACEAS) التابع لوكالة ARC ، نيو ساوث ويلز سيدنيو ستيف رينتول، زميل CSIRO ، كوكب الارض
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
كتب ذات صلة:
المستقبل الذي نختاره: النجاة من أزمة المناخ
بقلم كريستيانا فيغيريس وتوم ريفيت كارناك
يقدم المؤلفون ، الذين لعبوا أدوارًا رئيسية في اتفاقية باريس بشأن تغير المناخ ، رؤى واستراتيجيات لمعالجة أزمة المناخ ، بما في ذلك العمل الفردي والجماعي.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
الأرض غير الصالحة للسكن: الحياة بعد الاحترار
ديفيد والاس ويلز
يستكشف هذا الكتاب العواقب المحتملة للتغير المناخي غير الخاضع للرقابة ، بما في ذلك الانقراض الجماعي ، وندرة الغذاء والماء ، وعدم الاستقرار السياسي.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
وزارة المستقبل: رواية
بواسطة كيم ستانلي روبنسون
تتخيل هذه الرواية عالم المستقبل القريب يتصارع مع تأثيرات تغير المناخ وتقدم رؤية لكيفية تحول المجتمع لمعالجة الأزمة.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
تحت سماء بيضاء: طبيعة المستقبل
من اليزابيث كولبرت
يستكشف المؤلف تأثير الإنسان على العالم الطبيعي ، بما في ذلك تغير المناخ ، وإمكانية الحلول التكنولوجية لمواجهة التحديات البيئية.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
السحب: الخطة الأكثر شمولاً على الإطلاق من أجل عكس الاحترار العالمي
حرره بول هوكين
يقدم هذا الكتاب خطة شاملة لمعالجة تغير المناخ ، بما في ذلك الحلول من مجموعة من القطاعات مثل الطاقة والزراعة والنقل.
