بازیابی اقلیم زمین با چه سرعتی رخ می‌دهد؟

به گزارش وب‌سایت رسمی دانشگاه یوهانس گوتنبرگ، تغییرات اقلیمی، به افزایش دما منجر می‌شوند و احتمال وقوع طوفان، باران شدید و جاری شدن سیل را نیز افزایش می‌دهند. فاجعه اخیر سیل در "دره اهر" (Ahr Valley) آلمان، تنها یکی از این نمونه‌ها است. آنچه در رابطه با این موضوع باید از خود بپرسیم، این است که سرعت بازیابی اقلیم زمین با توجه به گرمای ناشی از افزایش دی‌اکسید کربن جو، تا چه اندازه می‌تواند باشد.

پروفسور "فیلیپ پوگ وون استراندمن"(Philip Pogge von Strandmann)، استاد "دانشگاه یوهانس گوتنبرگ"(JGU) آلمان تصمیم گرفت تا این جنبه را با در نظر گرفتن افزایش دمای جهان که در ۵۶ میلیون سال گذشته رخ داد و با عنوان "حداکثر حرارتی پالئوسن ائوسن"(PETM) شناخته می‌شود، مورد بررسی قرار دهد.

این پدیده به احتمال زیاد در اثر یک فوران آتشفشانی ایجاد شد که مقدار زیادی دی‌اکسید کربن را در جو رها کرد. می‌دانیم که هرچه دمای هوا بالاتر باشد، سنگ سریع‌تر دچار "هوازدگی"(Weathering) می‌شود و اگر دی‌اکسید کربن زیادی در جو وجود داشته باشد، مقداری از آن با آب واکنش ایجاد می‌کند و کربنیک اسید تشکیل می‌دهد. کربنیک اسید، همان اسیدی است که به افزایش و تسریع فرآیند هوازدگی منجر می‌شود.

کربن جو به خاطر فرآیند هوازدگی، نهایتا راه خود را از راه رودخانه‌ها به دریا پیدا می‌کند، در آنجا به دی‌اکسید کربن متصل می‌شود و یک مخزن پایدار دی‌اکسید کربن مبتنی بر اقیانوس تشکیل می‌دهد.

استراندمن گفت: نظریه ما این بود که اگر سنگ‌ به دلیل افزایش دما سریع‌تر به هوازدگی دچار شود، کمک می‌کند که مقدار زیادی از دی‌اکسید کربن جو به کربنات نامحلول در آب دریا تبدیل شود. این بدان معناست که سطح دی‌اکسید کربن در بلندمدت دوباره کاهش می‌یابد و نهایتا اقلیم بازیابی می‌شود. این اثر می‌تواند به حفظ اقلیم کره زمین طی میلیاردها سال کمک کند و حتی می‌تواند به جلوگیری از انقراض کامل همه موجودات روی کره زمین بیانجامد.

فرسایش سنگ‌ها و تثبیت اقلیم

استراندمن و گروهش برای آزمایش نظریه خود تصمیم گرفتند فرآیندهای هوازدگی را که طی افزایش دمای جهان در ۵۶ میلیون سال گذشته رخ داده‌اند، تجزیه و تحلیل کنند. یافته‌های آنها نشان می‌دهند که این نظریه ممکن است درست باشد.

استراندمن گفت: هوازدگی سنگ‌ها طی این مدت، به خاطر گرمای جهانی، تا ۵۰ درصد افزایش یافت. فرسایش که بخش فیزیکی هوازدگی به شمار می‌رود نیز سه برابر شد. پیامد دیگری که افزایش دما به همراه داشت، افزایش تبخیر، بارندگی و طوفان بود که به فرسایش بیشتر منجر شد. در نتیجه‌ی افزایش هوازدگی سنگ‌ها، اقلیم تثبیت شد اما این اتفاق، بین ۲۰ هزار تا ۵۰ هزار سال رخ داد.

اما پژوهشگران چگونه به این نتیجه رسیدند؟ در هر حال، این فرآیندهای اقلیمی، ۵۶ میلیون سال پیش اتفاق افتاده‌اند. پاسخ این سوال، در خود سنگ‌ها نهفته است. هنگامی که سنگ‌ها حل می‌شوند، لیتیوم آزاد می‌کنند که به آب‌های اطراف منتقل می‌شود.

نسبت ایزوتوپ‌های لیتیوم۶ و لیتیوم۷ موجود در آب، با توجه به نوع هوازدگی و به عبارت دیگر میزان فرسایش ناشی از هوازدگی تعیین می‌شود. خاک رس که در کف دریا یافت می‌شود، بیشتر لیتیوم۶ را ذخیره می‌کند؛ در حالی که لیتیوم۷ در آب باقی می‌ماند. پژوهشگران، دو نوع بررسی علمی انجام دادند: آنها کربنات‌های دریایی را که ۵۶ میلیون سال پیش تشکیل شده بودند، مورد بررسی قرار دادند.

همچنین، آنها مواد معدنی خاک رس جمع‌آوری شده از دانمارک و سوالبار را که در این دوره تشکیل شده بودند، ارزیابی کردند و نسبت ایزوتوپ‌های لیتیوم را در این دو نوع مواد معدنی مورد بررسی قرار دادند. پژوهشگران توانستند از داده‌های به دست آمده برای نتیجه‌گیری در مورد هوازدگی و اقلیم ۵۶ میلیون سال پیش استفاده کنند.

پدیده حداکثر حرارتی پالئوسن-ائوسن، به عنوان یک معیار مقایسه برای نتیجه‌گیری در مورد میزان گرمای جهانی در حال حاضر و آینده نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. به گفته پژوهشگران، هم هوازدگی و هم فرسایش از جمله فرسایش خاک و همچنین طوفان‌ها در آینده افزایش خواهند یافت. سیل‌های اخیر که در آلمان رخ داده‌اند، نشانه این موضوع هستند.

یافته‌های این پژوهش، در مجله "Science Advances" به چاپ رسید.

منبع: ایسنا

66