تغییر باد ممکن است دی اکسید کربن را از اعماق قطب جنوب تحریک کند و گرمایش جهانی را تقویت کند

مقاله جدیدی در مجله Science نشان می دهد که انتشار طبیعی دی اکسید کربن از اقیانوس جنوبی به دلیل تغییر الگوهای باد می تواند گرمایش جهانی را در پایان آخرین عصر یخبندان تقویت کند - و می تواند با ادامه گرمایش مصنوعی تکرار شود..

بسیاری از دانشمندان فکر می کنند که پایان آخرین عصر یخبندان با تغییر در مدار زمین که باعث گرم شدن بخش شمالی سیاره شد، آغاز شد. سوابق هسته یخ نشان می دهد که این تغییر جزئی آب و هوا با افزایش سطح گاز گلخانه ای CO₂ همراه بود، که می توانست گرمایش در سراسر جهان را تشدید کند.گروهی از دانشمندان در رصدخانه زمین لامونت-دوهرتی دانشگاه کلمبیا اکنون توضیحی برای افزایش مرموز CO_{2 ارائه می دهند: تغییر مداری باعث جابجایی به سمت جنوب در بادهای غربی شد که باعث اختلاط شدید در اقیانوس جنوبی در اطراف قطب جنوب، دی اکسید کربن محلول را از آب به هوا پمپاژ می کند.}

رابرت اندرسون، ژئوشیمی‌دان در لامونت-دوهرتی، نویسنده ارشد این مقاله، می‌گوید: «هرچه اقیانوس سریع‌تر بچرخد، آب عمیق‌تری به سطح بالا می‌آید تا CO₂ آزاد کند. "این سرعت واژگونی است که CO₂ را در جو تنظیم می کند." اندرسون گفت: در 40 سال گذشته، بادها مانند 17000 سال پیش به سمت جنوب حرکت کرده اند. اگر آنها در نهایت CO_{2 را به هوا تخلیه کنند، گرمایش انسان ساخته شده در حال حاضر می تواند تشدید شود.}

دانشمندان بیش از 25 سال است که اقیانوس‌ها را مطالعه می‌کنند تا تأثیر آن‌ها را بر سطوح CO₂ و چرخه‌های یخبندان که به طور دوره‌ای سیاره را برای بیش از ۶۰۰ گرم و سرد کرده‌اند، درک کنند. ، 000 سالهسته های یخ نشان می دهد که انتهای سایر عصرهای یخبندان نیز با افزایش CO_{2 مشخص شده است.}

دو سال پیش، J. R. Toggweiler، دانشمند اداره ملی اقیانوسی و جوی (NOAA)، پیشنهاد کرد که بادهای غربی در اقیانوس جنوبی در اطراف قطب جنوب ممکن است در پایان آخرین عصر یخبندان دستخوش تغییر بزرگی شده باشند. این جابجایی می توانست آب های عمیق غنی از CO2 بیشتری را به سطح برساند و در نتیجه گرمایشی را که به دلیل موقعیت مداری جدید زمین در حال وقوع بود، تقویت می کرد. اندرسون و همکارانش اولین کسانی هستند که این نظریه را با مطالعه رسوبات از کف اقیانوس جنوبی برای اندازه گیری سرعت واژگونی آزمایش کردند.

دانشمندان می گویند که تغییرات در غرب ممکن است توسط دو رویداد رقابتی در نیمکره شمالی در حدود 17000 سال پیش آغاز شده باشد. مدار زمین تغییر کرد و باعث شد که نور خورشید بیشتری در شمال بتابد و تا حدی ورقه های یخی که سپس بخش هایی از ایالات متحده، کانادا و اروپا را پوشانده بودند، ذوب کنند.به طرز متناقضی، ذوب شدن ممکن است باعث تشکیل یخ دریا در اقیانوس اطلس شمالی شود و یک اثر خنک کننده در آنجا ایجاد کند. هر دو رویداد باعث می شدند بادهای غربی به سمت جنوب و به سمت اقیانوس جنوبی حرکت کنند. بادها به طور همزمان قطب جنوب را گرم و آب های اطراف آن را به هم ریختند. بالا آمدن CO_{2 باعث می شود کل کره زمین گرم شود.}

اندرسون و همکارانش با تجزیه و تحلیل هسته های رسوبی از اقیانوس جنوبی، سرعت بالا آمدن را اندازه گرفتند. هنگامی که آب عمیق تخلیه می شود، نه تنها CO_{2 بلکه مواد مغذی را نیز به سطح می آورد. فیتوپلانکتون ها مواد مغذی اضافی را مصرف می کنند و تکثیر می شوند.}

در هسته ها، اندرسون و همکارانش می گویند که جهش های رشد پلانکتون بین تقریباً 17000 سال پیش تا 10000 سال پیش نشان دهنده افزایش افزایش یافته است. با مقایسه این سنبله ها با رکوردهای هسته یخ، دانشمندان متوجه شدند که افزایش افزایشی همزمان با دمای گرمتر در قطب جنوب و همچنین افزایش سطح CO_{2 بوده است.}

در همان شماره مجله Scienc e، Toggweiler ستونی در مورد این اثر می نویسد. او در مصاحبه‌ای گفت: «اکنون فکر می‌کنم این واقعاً شروع به قفل کردن چگونگی تغییر CO2 در سطح جهانی می‌کند. "در اینجا مکانیزمی وجود دارد که می تواند گرم شدن قطب جنوب و افزایش CO_{2 را توضیح دهد که توسط شمال، از طریق این تغییر در بادها ایجاد می شود."}

حداقل یک مدل شواهد را پشتیبانی می کند. ریچارد ماتیر، محقق در سازمان تحقیقات علمی و صنعتی مشترک المنافع استرالیا، سناریویی را توصیف می‌کند که در آن بادها به سمت جنوب حرکت می‌کنند و باعث افزایش خروج CO₂ در اقیانوس جنوبی می‌شوند. گیاهانی که CO₂ را در طول فتوسنتز ترکیب می کنند، نمی توانند تمام مواد مغذی اضافه شده را جذب کنند و باعث افزایش CO_{2 می شوند.}

برخی دیگر از مدل های اقلیمی مخالف هستند. در بادهایی که توسط هیئت بین دولتی تغییرات آب و هوایی استفاده می شود، بادهای غربی به سادگی به سمت شمال به جنوب تغییر نمی کنند. اکسل تیمرمن، یک مدل‌ساز آب و هوا در دانشگاه هاوایی می‌گوید: «این پیچیده‌تر از این است.تیممرمن استدلال می کند که حتی اگر بادها به سمت جنوب حرکت کنند، بالا آمدن در اقیانوس جنوبی سطح CO₂ را در هوا افزایش نمی داد. در عوض، او می‌گوید، تشدید گونه‌های غربی باعث افزایش بالا آمدن و رشد گیاهان در جنوب شرقی اقیانوس آرام می‌شود و این امر می‌تواند به اندازه کافی CO_{2 برای جبران افزایش افزایشی در جنوب جنوبی جذب کند. اقیانوس.}

اندرسون گفت: «تفاوت‌های بین نتایج مدل نشان‌دهنده نیاز حیاتی برای تحقیقات بیشتر است. اینها شامل «اندازه‌گیری‌هایی است که تغییرات فیزیکی و بیوژئوشیمیایی جاری در اقیانوس جنوبی را مستند می‌کند، و بهبود مدل‌های مورد استفاده برای شبیه‌سازی این فرآیندها و پیش‌بینی تأثیر آن‌ها بر سطوح CO

2 _{در اتمسفر در سطوح بعدی. قرن."}

اندرسون می گوید که اگر تئوری او درست باشد، تأثیر بالا آمدن "با سرعت شتابی که انسان ها در آن سوخت های فسیلی می سوزانند، کمرنگ خواهد شد." اما، او گفت، "به خوبی می تواند به اندازه کافی بزرگ باشد تا برخی از استراتژی های کاهش پیشنهاد شده برای مقابله با افزایش CO_{2 را جبران کند، بنابراین نباید از آن غفلت کرد."}

علاوه بر اندرسون، سایمون نیلسن از دانشگاه ایالتی فلوریدا، و پنج محقق لامونت-دوهرتی: شهلا علی، لوئیزا بردتمیلر، مارتین فلیشر، برنتون اندرسون و لوید بورکل، مقاله را با هم نویسندگان کردند. این مطالعه توسط NOAA، بنیاد ملی علوم، شورای تحقیقات نروژ و موسسه قطبی نروژ تامین مالی شد.