بوابة شموس نيوز

إلكترونية – يومية – مصرية


Warning: sprintf(): Too few arguments in /home/shomos/public_html/wp-content/themes/newsphere/lib/breadcrumb-trail/inc/breadcrumbs.php on line 254

لم يكن ماضي الأرض مثل حاضرها

1 min read

مصر: إيهاب محمد زايد

تاريخ تغير المناخ يقدم أدلة على مستقبل الأرض في ماضي كوكبنا لدراسة مناخه القديم ، قد ألقى الضوء على العصور الجليدية القديمة ، وألمح إلى المشاكل المقبلة لعالمنا الذي يزداد احترارًا الآن
كيف يمكننا دراسة الماضي الذي لم يكتب عنه أي تاريخ؟ ما الذي يمكن أن تكشفه القرائن والآثار عن وقت إنشائها؟ وهل يمكن أن تساعدنا هذه الصورة لماضينا في الاستعداد لمستقبل غامض

. نحن نعلم الآن أن الأرض كانت أكثر سخونة بكثير مما هي عليه اليوم ، وأبرد بكثير. وندرك أيضًا أن الناس اليوم يغيرون المناخ: تدفئة الكوكب وخلق مستقبل غير مألوف. لكن كيف توصلنا إلى هذه المعرفة؟ حسنًا ، في سعيهم للكشف عن أسرار الأمس ، قدم لنا الباحثون رؤى فريدة للغد.

سيدني هيمنج: “إنه أمر واقعي ، لأننا يجب أن نقلق بشأن المستقبل. ولكن من وجهة نظر فكرية بحتة ، فهي مثيرة ومثيرة للاهتمام للغاية. إنه مشروع تجسس ممتع للغاية هو محاولة تجميع ما حدث في الماضي وسبب حدوثه “.

هذا سيدني هيمنج ، الجيولوجي التاريخي في جامعة كولومبيا.

من الصعب تحديد الوقت الذي اقترح فيه الناس لأول مرة أن الصفائح الجليدية الهائلة قد امتدت إلى أبعد من ذلك بكثير فوق نصف الكرة الشمالي مما هي عليه اليوم. لكن خلال القرن التاسع عشر ، تصاعدت الأدلة. بمجرد أن تبحث عنها ، ستجد أدلة على هذه الظروف الماضية في كل مكان: التجريف الغامض لأسطح الصخور ، والصخور التي يمكن أن يحملها نهر جليدي فقط ويتخلف عنها ، أو أحافير الثدييات التي تكيفت مع البرد. خذ الماموث الصوفي كمثال صارخ بشكل خاص. وفي الحقيقة ، بحلول القرن العشرين ، كان من الواضح أنه لم يكن هناك عصر جليدي واحد فقط ، بل عدة عصر جليدي. لكن ما بقي غير واضح هو السبب. هذا هو عالم الجيولوجيا ريتشارد آلي ، من جامعة ولاية بنسلفانيا.
ريتشارد آلي: “لقد أثبتت العصور الجليدية أنها واحدة من أكثر القطع تعقيدًا في تاريخ الأرض. وهناك الكثير من الأجزاء المتحركة التي كان من الصعب فكها. نعلم أن الجليد أصبح يكبر ويصغر: متى؟ كم مرة؟ “
تدور إحدى النظريات – ربما تكون قد سمعت عنها – حول ما يسمى بدورات ميلانكوفيتش ، والتي سميت على اسم العالم الصربي ميلوتين ميلانكوفيتش ، الذي صقل الحسابات الرئيسية منذ حوالي قرن. اقترحت النظرية أن التحولات الطفيفة في مدار الأرض حول الشمس يمكن أن تؤدي إلى فترات زمنية يقل فيها ضوء الشمس عن نصف الكرة الشمالي ، مما يتسبب في تراكم الجليد على مر السنين. بمعنى آخر ، تسبب في العصر الجليدي. لكن في منتصف القرن العشرين ، كان العديد من العلماء لا يزالون متشككين بشأن ما إذا كانت هذه النظرية الخيالية تفسر حقًا العصور الجليدية. وكما قال أحد الباحثين عام 1952:
لا يمكن للنظرية تفسير التغييرات الماضية. التأثيرات صغيرة جدًا والتسلسل الزمني لـ … حدوث التجلد غير مؤكد لدرجة أن أي تطابق … يبدو مصادفة.ىعبارة أخرى ، يبدو أنها نظرية جيدة ، ولكن لم يكن هناك سبب للاعتقاد بأن مدار الأرض يمكن أن يدفع بتبريد الكوكب. ولم يساعد أن الباحثين ما زالوا يكافحون لتحديد توقيت العصور الجليدية. لكن ذلك كان على وشك أن يتغير. ها هو ريتشارد مرة أخرى ، الذي بدأ حياته المهنية بالتطلع إلى ماضي الأرض في السبعينيات:
ريتشارد آلي: “عندما جئت إلى الميدان ، كان الأمر ينفجر حقًا بالقدرة على اكتشاف ما حدث ومتى حدث.”

للقيام بذلك ، احتاج الباحثون إلى تعلم قراءة القرائن التي خلفها الماضي وراءهم. يتطلب هذا بالطبع الأدوات والرؤى لفهم ما تبحث عنه. ولكن قبل ذلك ، يحتاج العلماء إلى معرفة المكان الذي يبحثون فيه. ريتشارد آلي: “الأشخاص الذين يدرسون تاريخ المناخ بحاجة ماسة إلى سجل.”
كانت مشكلة سجلات العصور الجليدية ، حسنًا ، أنه كان هناك أكثر من عصر جليدي واحد. إن النظر إلى المكان الذي نما فيه الجليد ثم تراجعه لا يمكن إلا أن يكشف الكثير ، لأن كل عصر جليدي جديد كان سيطأ فوق تاريخ أسلافه. احتاج الباحثون إلى سجل مستمر يلتقط تفاصيل وتوقيت العصر الجليدي الأخير وتلك التي جاءت قبله – من مكان ما حيث نشأ تاريخ المناخ وتطور بمرور الوقت.
ريتشارد آلي: “في المحيط ، في كل مكان تقريبًا ، الأشياء تتراكم. فهي لا تتآكل. والأشياء تعيش في المياه السطحية وتغرق وتتراكم في القاع. ان د يمكنك الخروج في سفينة. وأنت تأخذ تمرينًا رائعًا – إنه يحتوي على أنبوب يدور. ويمكنك تدويرها في الوحل ثم سحبها لأعلى. وبعد ذلك يمكنك الحصول على سجل من هذا “.
كان استخراج هذه النوى الفوضوية من أعماق المحيطات دون الإخلال بالطبقات وبالتالي تدمير السجل يمثل تحديًا تقنيًا كبيرًا. لكن المكافأة كانت كتاب تاريخ مفصل عن المناخ. كل طبقة من الرواسب تمثل فصلًا من ماضي الأرض – وكلما كانت الطبقة أعمق ، ترسبت في الوقت المناسب. لكن الباحثين احتاجوا إلى تعلم قراءة صفحات هذه الكتب.
جاءت إحدى الحيل من المواعدة المشعة. تتحلل ذرات معينة ، ودائمًا ما تتحلل بنفس المعدل. لذا فإن حساب جزء الذرات التي تآكلت يمكن الباحثين من تحديد تاريخ العينة. وهكذا ، بتطبيق هذه التقنية ، يمكن حساب التسلسل الزمني لنواة الرواسب من قاع البحر.
بمجرد تحديد التواريخ ، احتاج العلماء إلى طريقة لتحديد علامات نمو الصفائح الجليدية وتقلصها داخل اللب. ومرة أخرى ، يعود ذلك إلى خدعة ذرية. الماء ، بالطبع ، جزيء H2O. لكن O – الأكسجين – يمكن أن يكون من “نظائر” مختلفة. هناك نوعان مهمان بشكل خاص للجيولوجيين ، أحدهما أثقل قليلاً من الآخر. الأخف يتبخر بسهولة أكبر من المحيطات. وهذا يعني أن تساقط الثلوج مصنوع أيضًا بشكل غير متناسب من النظائر الأخف ، لذلك عندما تنمو الصفائح الجليدية ، فإنها تسحب بشكل فعال النظائر الأخف من المحيط ، مما يترك البحار أكثر تركيزًا في الأثقل.
هذه النسبة بين النظائر الأثقل والأخف وزنًا في المحيط تجد طريقها إلى أصداف العوالق الصغيرة ، التي تسقط في قاع المحيط عندما تموت ، وتتراكم في طبقات الرواسب مع مرور السنين ، والتي يمكن للباحثين حفرها. حتى كالنوى ، و …
ريتشارد آلي: “ويمكنك أن تنظر إلى الوراء عبر العصر الجليدي والعصر الجليدي والعصر الجليدي والعصر الجليدي ، ويمكنك أن ترى الجليد يكبر ويصغر ، والمحيط يصبح أصغر وأكبر ، وتتغير درجة الحرارة عندما يصبح الجليد أكبر أن العالم كله أكثر برودة “.
نُشر مثل هذا الدليل القوي من قلب من قاع المحيط لأول مرة في عام 1973 ، وكان هناك شيء رائع حول التوقيت. يبدو أن العصور الجليدية تتماشى مع سمات مدار الأرض. تم رفض هذا الأمر لفترة طويلة باعتباره غير قابل للتصديق من قبل الكثيرين ، وقد أضاف هذا إلى مجموعة متزايدة من الأدلة على أن دورات ميلانكوفيتش كانت بالفعل وراء مجيء وذهاب العصور الجليدية للأرض. ها هي Sidney مرة أخرى:
سيدني هيمنغ: “للعثور على دليل في السجلات المستمرة يمكن إثبات أنه يسير بخطى متقاربة كما هو متوقع بناءً على الاختلافات المدارية – ليس هناك شك في أن ذلك كان بمثابة تغيير كبير في قواعد اللعبة.” لكن التوقيت الصحيح لم يكن كافياً لتبديد الشكوك حول نظرية ميلانكوفيتش بالكامل. كما أشار استعراض عام 1978
ومع ذلك ، فإن آلية روابط الغلاف الجوي والغلاف الجليدي مع هذه الاختلافات في الإشعاع الشمسي لا تزال بحاجة إلى توضيح بالتفصيل. كانت تلك المراجعة بعنوان “بداية العصر الجليدي والتفكك خلال العصر الجليدي الأخير” ونشرت في المجلة السنوية لعلوم الأرض والكواكب. ومع ذلك ، فإن أحد أبرز الأشياء في هذه المراجعة هو ما لم يذكره – أحد الأشياء التي ربما تفكر فيها أولاً عندما تفكر في التغيرات في المناخ: ثاني أكسيد الكربون.

بحلول سبعينيات القرن الماضي ، كانت أهمية ثاني أكسيد الكربون بالنسبة للمناخ مفهومة جيدًا ، وكانت كذلك لعقود. بدون بعض هذا الغاز في غلافنا الجوي ، كان من الواضح أن الأرض ستكون باردة جدًا لراحة الإنسان. لكن فكرة “الاحتباس الحراري” بسبب حرق الوقود الأحفوري وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون لم تتم مناقشتها على نطاق واسع.
سيدني هيمنج: “إذن ، بصراحة ، قبل 50 عامًا ، كان ذلك من قبل ، وبالتأكيد اعتراف واسع النطاق ، بوجود مشكلة.” في الواقع ، توصل بعض الباحثين بالفعل إلى استنتاج – وحذروا السياسيين – من أن حرق الوقود الأحفوري يمكن أن يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المناخ بشكل خطير. لكن الغياب التام لثاني أكسيد الكربون عن مناقشة مراجعة عام 1978 يكشف أن أهمية غاز الدفيئة هذا لم يكن محل تركيز ، حتى من قبل بعض علماء المناخ.
لكن مراجعة أخرى نُشرت في العام نفسه ومجلة “التقلبات الزمنية للغلاف الجوي 14 درجة مئوية: العوامل السببية والآثار” ، لاحظت الدور الرئيسي لثاني أكسيد الكربون ، مشيرة إلى أهمية تقدير …… عواقب زيادة محتويات الغلاف الجوي من ثاني أكسيد الكربون على المناخ المستقبلي للأرض. وكان لهذه المراجعة انعكاسات مهمة حول كيفية فهمنا لهذا المناخ المستقبلي: في علم الأرض ، يعتمد التنبؤ بالمستقبل بشكل كبير على معرفة الماضي.
لذلك ، في السبعينيات ، كان من المفهوم أن ثاني أكسيد الكربون مهم لتقديم المناخ ، ولكن هذا الفهم لم يكن بالضرورة جزءًا من علم المناخ – ناهيك عن المجتمع الأوسع. وكما توضح مراجعة عام 1978 حول التجلد ، فإن هذه الأهمية لم تظهر بشكل بارز في مناقشات العصور الجليدية الأخيرة. بعد كل شيء ، لماذا يجب؟ كيف يمكن أن يتلاءم ثاني أكسيد الكربون مع الأحجية التي تربط مدار الأرض بالعصور الجليدية؟
أعرف في الواقع ، بالنسبة لبعض الباحثين الذين يدرسون دورات التبريد والاحترار في الأرض ، ألمحت هذه النوى المحفورة إلى نتيجة مختلفة بشكل ملحوظ عن مخاوفنا اليوم. ريتشارد آلي: “الفكرة الأولية – وقد ظهرت في السبعينيات ، وإذا كان لديك أي مستمعين من جيلي ، فقد يتذكرون القليل من التحذيرات – ربما كان العصر الجليدي التالي قريبًا إلى حد ما.”
مثل هذه التحذيرات – التي زاد من تأجيجها مخاوف من الآثار المبردة للهباء الجوي – استغلها الصحفيون على نطاق واسع. ولكن يجب أن نقدم اثنين من إخلاء المسؤولية هنا. أولاً ، “القرب إلى حد ما” له معنى مختلف بالنسبة لعلماء الجيولوجيا عنه بالنسبة لبقيتنا – بالإشارة هنا إلى عشرات الآلاف من السنين. وثانيًا ، حتى في سبعينيات القرن الماضي ، كان هناك العديد من الأبحاث حول خطر الاحتباس الحراري أكثر من خطر عصر جليدي وشيك ، مما يشير إلى أن الاحتباس الحراري كان يشغل أذهان العلماء بشكل متزايد.
ولكن ، في حين تم الآن توضيح توقيت العصور الجليدية بشكل مقنع ، فإن ما يفسر هذا التوقيت بالضبط لا يزال بعيد المنال. كيف يمكن لهذه التغييرات الطفيفة في ضوء الشمس أن تخلق مثل هذه التحولات الدراماتيكية؟ ازداد ثخانة المؤامرة حيث أصبح من الواضح أن الكوكب بأكمله برد خلال العصور الجليدية. اقترحت دورات ميلانكوفيتش أنه عندما يتلقى النصف الشمالي من الكرة الأرضية المزيد من ضوء الشمس ، فإن الجنوب سيتلقى أقل والعكس صحيح. لذلك ، من المنطقي أن يكون الجنوب دافئًا بينما يبرد الشمال. ولكن ، على العكس تمامًا ، أظهرت البيانات أن كلا القطبين يسخن ويبرد بشكل متوازٍ.
ريتشارد آلي: “وهذا غريب جدًا جدًا. إنك تقوم فقط بتحريك ضوء الشمس ، ولكن العالم كله يصبح أكثر دفئًا ، والعالم كله يصبح أكثر برودة ، فلماذا هذا صحيح؟ ” للحصول على إجابة على هذا السؤال ، سيحتاج الباحثون إلى نواة أخرى ، حيث – مرة أخرى – تتبع الطبقات خطًا زمنيًا إلى الماضي. لكن هذه لم تكن طبقات من الطين. سيدني هيمنج: “حسنًا ، الصلة الحاسمة حقًا هي دليل جوهر الجليد.”
تحتوي اللب الجليدي المستخرج من الصفائح الجليدية أو الأنهار الجليدية على إشارات تتيح للباحثين تحديد تاريخها واستنتاج درجات الحرارة التاريخية ، تمامًا مثل نظرائهم في رواسب المحيطات. لكن لديهم سرًا مغلقًا بداخلهم لا يمكن أن تتطابق معه الرواسب: فقاعات الهواء. عندما يتساقط ثلوج جديد فوق القديم ، فإنه يسد الفجوات الصغيرة تدريجياً ، ويحبس الهواء بالداخل. من خلال حفر وإزالة الجليد بعناية ، يمكن للعلماء قياس الهواء القديم مباشرة.

قادت الطريق في هذه المهمة محطة فوستوك التابعة للاتحاد السوفيتي ، في أعماق القارة القطبية الجنوبية. كافحت هذه المحطة البعيدة البرودة الشديدة للتنقيب في عمق كيلومترات في الطبقة الجليدية في شرق القارة القطبية الجنوبية ، لتكشف عن مئات الآلاف من السنين من تاريخ الأرض. وبحلول منتصف الثمانينيات من القرن الماضي ، قدم تحليل فقاعات الهواء في هذه النوى رسالة قوية: ارتفعت تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض وانخفضت بشكل وثيق مع درجات حرارة الأرض.

ساعد هذا في إكمال صورة القوة الدافعة للعصور الجليدية: الاختلافات في مدار الأرض تؤدي إلى تغيرات موسمية في ضوء الشمس في نصف الكرة الشمالي ، مما يتسبب في تبريده. يمكن أن يتسبب هذا في انخفاض تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، على سبيل المثال عندما يذوب الغاز في المحيط. وهذا بدوره يقلل من مدى عزل الغلاف الجوي للكوكب من خلال تأثير الاحتباس الحراري ، مما يؤدي إلى تبريد الكوكب بأكمله. وكل هذه الخطوات تنعكس لتؤدي إلى نهاية العصور الجليدية. من خلال الأصداف الموجودة في نوى الرواسب وغيرها من الأدلة ، كان لدينا بالفعل دليل غير مباشر على كيفية تغير درجة الحرارة بمرور الوقت ، والمعروفة باسم “البيانات البديلة”. قدم اكتشاف تقلبات ثاني أكسيد الكربون هذه الحلقة المفقودة ، موضحًا سبب قوة دورات ميلانكوفيتش وقدرتها على تبريد الكرة الأرضية بأكملها بشكل متوازٍ.

سيدني هيمينغ: “السجلات من القارة القطبية الجنوبية حيث درجة الحرارة مقارنة بتركيبة الغاز استثنائية ، أليس كذلك؟ إنه يُظهر حقًا الاقتران القوي جدًا بين درجة الحرارة العالمية وتركيز غازات الاحتباس الحراري. علاوة على ذلك ، فإنه يمهد الطريق لمدى صعوبة تركيز ثاني أكسيد الكربون اليوم. “

هذا لأنه إذا كان يمكن لثاني أكسيد الكربون أن يلعب دورًا حاسمًا في مثل هذه التغيرات المناخية الدراماتيكية مثل قدوم وذهاب العصور الجليدية ، فمن المؤكد أنه يمكن أن يلعب أيضًا دورًا في حاضر الكوكب ومستقبله أيضًا. وكما أوضح سيدني ، كان من الواضح أنه خارج عن السيطرة. تعد مستويات ثاني أكسيد الكربون اليوم أعلى بحوالي 50 في المائة مما كانت عليه في أي وقت في هذه اللبّات الجليدية – خلال العصور الجليدية أو الفترات الدافئة بينها.

الآن ، كما أوضحنا بالفعل ، حقيقة أن ثاني أكسيد الكربون يحبس الحرارة وبالتالي يمكنه التحكم في درجة حرارة الأرض كان مفهومًا بالفعل قبل كل هذا بوقت طويل. لكن رؤية مستويات ثاني أكسيد الكربون ودرجات الحرارة ترتفع وتنخفض بالتوازي في ماضي الأرض قدمت صورة قوية عن مدى قرب هذه العلاقة.