ملخص:

توصلت دراسة جديدة عن المناخ  إلى أن ظاهرة الاحتباس الحراري تولد المزيد من الاحترار الشديد. لاحظ الباحثون "تحيزًا للاحترار" على مدى الـ 66 مليون سنة الماضية والذي قد يعود إذا اختفت الصفائح الجليدية.

من الواضح بشكل متزايد أن ظروف الجفاف الطويلة ، والحرارة غير المسبوقة ، وحرائق الغابات المستمرة ، والعواصف المتكررة والأكثر خطورة التي حدثت في السنوات الأخيرة هي نتيجة مباشرة لارتفاع درجات الحرارة العالمية الناجم عن إضافة البشر لثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي. وتشير دراسة جديدة أجراها معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا حول الأحداث المناخية المتطرفة في تاريخ الأرض القديم إلى أن كوكب اليوم قد يصبح أكثر تقلبًا مع استمرار ارتفاع درجة حرارته.

تبحث الدراسة ، التي تظهر اليوم في Science Advances ، في سجل المناخ القديم في 66 مليون سنة الماضية ، خلال حقبة  الحياة الحديثة ، والتي بدأت بعد وقت قصير من انقراض الديناصورات. وجد العلماء أنه خلال هذه الفترة ، شهدت التقلبات في مناخ الأرض "تحيزًا للاحترار" مفاجئًا. بعبارة أخرى ، كان هناك المزيد من أحداث الاحتباس الحراري - فترات الاحتباس الحراري لفترات طويلة ، والتي استمرت من آلاف إلى عشرات الآلاف من السنين –  كانت أكثر  من أحداث التبريد. علاوة على ذلك ، تميل أحداث الاحترار إلى أن تكون أكثر تطرفًا ، مع تغيرات أكبر في درجات الحرارة ، من أحداث التبريد.

يقول الباحثون إن التفسير المحتمل لهذا التحيز في الاحترار قد يكمن في "التأثير المضاعف" ، حيث تؤدي درجة بسيطة من الاحترار - على سبيل المثال من البراكين التي تطلق ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي - بشكل طبيعي إلى تسريع عمليات بيولوجية وكيميائية معينة تعزز هذه , تقلبات تؤدي ، في المتوسط ​​، إلى مزيد من الاحترار.

ومن المثير للاهتمام ،  فقد لاحظ الفريق أن هذا التحيز في الاحتباس الحراري قد اختفى منذ حوالي 5 ملايين سنة ، في الوقت الذي بدأت فيه الصفائح الجليدية في التكون في نصف الكرة الشمالي. من غير الواضح تأثير الجليد على استجابة الأرض للتغيرات المناخية. ولكن مع انحسار جليد القطب الشمالي اليوم ، تشير الدراسة الجديدة إلى أن التأثير المضاعف قد يعود إلى الظهور ، وقد تكون النتيجة تضخيمًا إضافيًا للاحتباس الحراري الذي يسببه الإنسان.

يقول المؤلف الرئيسي للدراسة كونستانتين أرنسشيدت ، وهو طالب دراسات عليا في قسم علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "إن الصفائح الجليدية في النصف الشمالي من الكرة الأرضية تتقلص ، ويمكن أن تختفي كنتيجة طويلة المدى لأفعال الإنسان". "يشير بحثنا إلى أن هذا قد يجعل مناخ الأرض بشكل أساسي أكثر عرضة لأحداث الاحترار العالمي الشديدة وطويلة الأجل مثل تلك التي شوهدت في الماضي الجيولوجي."

شارك في الدراسة دانيال روثمان ، أستاذ الجيوفيزياء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، والمؤسس المشارك والمدير المشارك لمركز لورنز التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

دفعة متبخرة

لإجراء تحليلهم ، استشار الفريق قواعد بيانات كبيرة من الرواسب التي تحتوي على المنخربات القاعية في أعماق البحار - وهي كائنات وحيدة الخلية كانت موجودة منذ مئات الملايين من السنين والتي يتم حفظ أصدافها الصلبة في الرواسب. يتأثر تكوين هذه الأصداف بدرجات حرارة المحيط عند نمو الكائنات الحية ؛ لذلك تعتبر الأصداف وكيلًا موثوقًا  به لمعرفة درجات حرارة الأرض القديمة .

لعقود من الزمان ، حلل العلماء تكوين هذه الأصداف ، التي تم جمعها من جميع أنحاء العالم والمؤرخة بفترات زمنية مختلفة ، لتتبع كيف تقلبت درجة حرارة الأرض على مدى ملايين السنين .

يقول أرنسشيدت: "عند استخدام هذه البيانات لدراسة الأحداث المناخية المتطرفة ، ركزت معظم الدراسات على الارتفاع الفردي الكبير في درجات الحرارة ، وعادةً ما يكون الاحترار بضع درجات مئوية". "بدلاً من ذلك ، حاولنا إلقاء نظرة على الإحصائيات الإجمالية والنظر في جميع التقلبات ذات الصلة ، بدلاً من انتقاء التقلبات الكبيرة."

أجرى الفريق في البداية تحليلًا إحصائيًا للبيانات ولاحظ أنه على مدار الـ 66 مليون سنة الماضية ، لم يكن توزيع تقلبات درجات الحرارة العالمية يشبه منحنى الجرس القياسي ، مع ذيول متناظرة تمثل احتمالية متساوية  لتقلبات ا   لدفء الشديد والبرودة الشديدة. تقلبات. بدلاً من ذلك ، كان المنحنى غير متوازن بشكل ملحوظ ، ويميل نحو الأحداث الدافئة أكثر من الأحداث الباردة. أظهر المنحنى أيضًا ذيلًا أطول بشكل ملحوظ ، مما يمثل أحداثًا دافئة كانت أكثر تطرفًا ، أو ذات درجة حرارة أعلى ، من أكثر الأحداث الباردة شدة.

يقول أرنسشيدت: "يشير هذا إلى وجود نوع من التضخيم المرتبط بما كنت تتوقعه بخلاف ذلك". "كل شيء يشير إلى شيء أساسي يسبب هذا الدفع ، أو التحيز تجاه أحداث الاحتباس الحراري."

ويضيف روثمان: "من العدل أن نقول إن نظام الأرض يصبح أكثر تقلبًا ، بمعنى ارتفاع درجة حرارة الأرض".

مضاعف الاحترار

تساءل الفريق عما إذا كان هذا التحيز في الاحتباس الحراري قد يكون نتيجة "الضجيج المضاعف" في دورة المناخ والكربون. لقد أدرك العلماء منذ فترة طويلة أن درجات الحرارة المرتفعة ، إلى حد ما ، تميل إلى تسريع العمليات البيولوجية والكيميائية. نظرًا لأن دورة الكربون ، التي تعد محركًا رئيسيًا لتقلبات المناخ على المدى الطويل ، تتكون في حد ذاتها من مثل هذه العمليات ، فقد تؤدي الزيادات في درجة الحرارة إلى تقلبات أكبر ، مما يؤدي إلى تحيز النظام نحو أحداث الاحترار الشديد.

في الرياضيات ، توجد مجموعة من المعادلات التي تصف مثل هذا التضخيم العام أو التأثيرات المضاعفة. طبق الباحثون نظرية الضرب هذه على تحليلهم لمعرفة ما إذا كانت المعادلات يمكن أن تتنبأ بالتوزيع غير المتماثل ، بما في ذلك درجة انحرافها وطول ذيولها.

في النهاية ، وجدوا أن البيانات والتحيز الملحوظ تجاه الاحتباس الحراري يمكن تفسيره من خلال نظرية المضاعفة. بعبارة أخرى ، من المحتمل جدًا أنه على مدار الـ 66 مليون سنة الماضية ، تم تعزيز فترات الاحترار المعتدل في المتوسط ​​بشكل أكبر من خلال التأثيرات المضاعفة ، مثل استجابة العمليات البيولوجية والكيميائية التي زادت من ارتفاع درجة حرارة الكوكب.

كجزء من الدراسة ، نظر الباحثون أيضًا في العلاقة بين أحداث الاحترار السابقة والتغيرات في مدار الأرض. على مدى مئات الآلاف من السنين ، يصبح مدار الأرض حول الشمس بانتظام أكثر أو أقل بيضاوي الشكل. لكن العلماء تساءلوا عن سبب تزامن العديد من أحداث الاحترار الماضية مع هذه التغييرات ، ولماذا تتميز هذه الأحداث بارتفاع كبير مقارنة بما يمكن أن يحدثه التغيير في مدار الأرض من تلقاء نفسه.

لذلك ، قام أرنسشيدت وروثمان بدمج التغيرات المدارية للأرض في النموذج المضاعف وتحليلهم لتغيرات درجة حرارة الأرض ، ووجدوا أن التأثيرات المضاعفة يمكن أن تضخم ، في المتوسط ​​، ارتفاع درجات الحرارة المتواضع بسبب التغيرات في مدار الأرض.

يقول روثمان: "يسخن المناخ ويبرد بالتزامن مع التغيرات المدارية ، لكن الدورات المدارية نفسها ستتنبأ فقط بتغيرات متواضعة في المناخ". "ولكن إذا أخذنا في الاعتبار نموذجًا مضاعفًا ، فإن الاحترار المتواضع ، مقترنًا بهذا التأثير المضاعف ، يمكن أن يؤدي إلى أحداث متطرفة تميل إلى الحدوث في نفس الوقت الذي تحدث فيه هذه التغيرات المدارية."

يضيف Arnscheidt: "يفرض البشر النظام بطريقة جديدة". "وتوضح هذه الدراسة أنه عندما نزيد درجة الحرارة ، فمن المحتمل أن نتفاعل مع هذه التأثيرات الطبيعية المتضخمة."

المصدر