رازی در بستر اقیانوس اطلس؛ آیا رادیاتور سیاره زمین رو به خاموشی است؟ - لوکو

سامانه دریچه حرارتی اقیانوس اطلس که دانشمندان آن را گردش واژگون ساز نصف النهاری اطلس (AMOC) می نامند، گرما را از منطقه ها استوایی به عرض های جغرافیایی بالاتر می برد. این جریان بزرگ زیرسطحی علاوه بر جابه جایی مواد مغذی برای بقای گونه های دریایی و صخره های مرجانی، الگوهای بارش و اقلیم را نیز تثبیت می نماید. اکنون شواهد نشان می دهد فعالیت های انسانی این چرخه بنیادین را تضعیف نموده است.

فراتر از تسمه نقاله؛ بازتعریف سامانه گردش آب

سال ها دانشمندان نوسانات اقلیمی باستان را با نظریه الاکلنگ دوقطبی (bipolar seesaw) توجیه می کردند. بر اساس این فرضیه، تقویت جریان اقیانوس اطلس صرفاً قطب شمال را گرم و هم زمان قطب جنوب را خنک می کرد، گویی گرما بدون تغییر در میزان کل انرژی، فقط میان دو نیمکره جابه جا می شد. با این حال داده های نوین نشان می دهند ماجرا بسیار پیچیده تر از این فرضیه قدیمی است.

آنالیز جهش های اقلیمی در دوره یخبندان پلیستوسن (Pleistocene) که به رویدادهای دانسگارد-اوئشگر (Dansgaard-Oeschger events) معروفیت دارند، دیدگاه پژوهشگران را دگرگون کرد. این سوابق تاریخی نشان دادند دریچه حرارتی اقیانوس اطلس متناسب با شدت جریان آب باز یا بسته می گردد و میزان کل انرژی ذخیره شده در سیاره را تغییر می دهد.

سازوکار دقیق رهاسازی و حبس انرژی در اعماق آب

هنگامی که این سامانه اقیانوسی با بیشترین توان جریان دارد، هم رفت عمیق آب در اطلس شمالی شدت می گیرد. این فرایند هم رفتی، توده های بزرگ آب گرم را به سطح می آورد تا گرمای خود را به جو تخلیه نمایند. بخشی از این گرما مستقیماً به فضا تابش می نماید و سیاره خنک می گردد؛ شرایطی که درست مانند باز بودن شیر اطمینانی حرارتی عمل می نماید.

با افت توان و کند شدن جریان اقیانوس، فرایند هم رفت عمیق متوقف می گردد و لایه های سطحی آب دیگر اجازه خروج گرما را نمی دهند. در این شرایط، دریچه حرارتی اقیانوس اطلس بسته می گردد و اقیانوس توان دفع انرژی مازاد را از دست می دهد. در نتیجه گرما در ژرفای دریا محبوس می گردد و میانگین انرژی کل سیاره افزایش می یابد.

حل معمای تفاوت داده های یخی در گرینلند و قطب جنوب

لایه های یخی استخراج شده از گرینلند همیشه جهش های دمایی سریعی را در گذشته ثبت نموده اند، در حالی که نمونه های قطب جنوب تغییرات بسیار کندتری را نشان می دادند. تحلیل های تازه این معما را روشن نموده است: واکنش سریع گرینلند ناشی از تغییر ناگهانی در هدررفت گرمای اطلس شمالی بوده است، در حالی که یخ های قطب جنوب روند تدریجی تغییر حرارت ذخیره شده در ژرفای تمام اقیانوس های دنیا را بازتاب داده اند.

تفاوت شرایط عصر یخبندان با آینده گرم سیاره

اقلیم دوران یخبندان تفاوت هایی چشمگیر با شرایط امروز ما داشت. در آن دوران، گستره پهناور یخ های قطبی بازخوردهایی ایجاد می کرد که به جریان اقیانوسی اجازه می داد پیوسته میان دو حالت ضعیف و قوی تغییر شرایط دهد.

در آینده با ذوب شدن یخ های اطلس شمالی، این سازوکار نوسانی باستانی از میان خواهد رفت. چنانچه تضعیف جریان اقیانوسی بدون وجود آن بازخوردها رخ دهد، بسته شدن دریچه می تواند گرمای انباشته در لایه های زیرین آب را به شکلی پایدار افزایش دهد و پیامدهایی مهارناپذیر بر جای بگذارد.

خطر عبور از نقطه بی بازگشت اقلیمی

پژوهشگران در تلاشند نقطه بحرانی دقیقی را بیابند که پس از آن، افت توان گردش اقیانوسی به واکنشی خودتقویت نماینده و بازگشت ناپذیر تبدیل گردد. با رخ دادن چنین شرایطی، روند تضعیف جریان دیگر متوقف نخواهد شد و تعادل اقلیمی بخش های وسیعی از نیمکره شمالی به هم خواهد ریخت.

توقف این چرخه، الگوهای بارش در سراسر دنیا و سامانه های کشاورزی وابسته به آن را مختل می نماید. افزون بر این، با به دام افتادن گرما در ژرفای آب ها، ناهنجاری های جوی تشدید می شوند و اقیانوس ها به جای خنک کردن سیاره، مانند مخزنی بزرگ برای گرما عمل خواهند کرد.