سرعت گرمایش زمین از میزان گرما مهم تر است؛ هشدار تازه درباره فروپاشی جریان های

به‌نقل از لایو ساینس؛ پژوهشی تازه مشخص می‌کند سرعت گرم‌شدن زمین ممکن است برای آینده یکی از مهم‌ترین سامانه‌های جریان اقیانوسی جهان، از میزان صعود دما مهم‌تر باشد. طبق این مطالعه، اگر غلظت دی‌اکسیدکربن جو با سرعت زیادی صعود پیدا کند، گردش واژگونی نصف‌النهاری اقیانوس اطلس یا AMOC ممکن است بسیار زودتر از آنچه تصور می‌شد، به نقطه بحرانی برسد و فروبپاشد.

AMOC شبکه‌ای عظیم از جریان‌های اقیانوسی در اقیانوس اطلس است که جریان گلف استریم نیز بخشی از آن محسوب می‌شود. این سامانه گرما را به نیمکره شمالی منتقل می‌کند و نقش مهمی در تنظیم آب‌وهوای بخش‌های مختلف زمین دارد.

پژوهشگران دریافتند اگر گرمایش زمین به‌آرامی صعود پیدا کند، AMOC می‌تواند خود را با شرایط به‌روز سازگار کند و حتی در برابر گرمایش بسیار بیشتر از سطح پیشاصنعتی نیز به فعالیت ادامه دهد؛ اما اگر دمای زمین با سرعت زیادی رشد پیدا کند، این سامانه ممکن است در دمای بسیار پایین‌تری به نقطه برگشت‌ناپذیر برسد.

در شبیه‌سازی‌های این پژوهش، رشد آهسته دی‌اکسیدکربن باعث شد AMOC تا حدود ۵٫۵ درجه سانتی‌گراد گرمایش نسبت به دوره پیشاصنعتی پایدار بماند. در مقابل، در سناریوهای رشد سریع‌تر‌تر دی‌اکسیدکربن، این گردش اقیانوسی در حدود دو درجه سانتی‌گراد گرمایش فروپاشید.

هنک دایکسترا، استاد اقیانوس‌شناسی دینامیکی در دانشگاه اوترخت هلند و یکی از نویسندگان پژوهش، گفت:

در شرایط گرمایش آهسته، کل اقیانوس، از سطح تا عمیق‌ترین لایه‌ها، فرصت دارد به‌تدریج خود را بازسازمان‌دهی کند و با شرایط به‌روز سازگار شود. در شرایط گرمایش با سرعت، اقیانوس نمی‌تواند همگام با اصلاحات پیش برود.

بخش مهمی از بازده AMOC به فرایندی در شمال اقیانوس اطلس وابسته است. آب‌های سطحی این منطقه زمانی به اعماق اقیانوس فرو می‌روند که چگالی بیشتری از آب‌های زیرین داشته باشند. آب سرد و شور چگالی بیشتری دارد و راحت‌تر به اعماق فرو می‌رود و به حرکت چرخه اقیانوسی کمک می‌کند.

گرمایش اقیانوس اطلس شمالی، آب‌های سطحی را گرم‌تر می‌کند و ذوب یخ‌های قطبی نیز آب شیرین بیشتری وارد اقیانوس می‌کند. کم شدن شوری آب باعث افت چگالی آن می‌شود و در برآیند، فرایند فرورفتن آب‌های سطحی با دشواری بیشتری انجام می‌شود.

پژوهشگران برای تحلیل تأثیر سرعت اصلاحات اقلیمی، چند شبیه‌سازی موسوم به «رمپ دی‌اکسیدکربن» انجام دادند. در این آزمایش‌ها، میزان CO2 جو با سرعت‌های متفاوت صعود پیدا کرد تا پژوهشگران بتوانند تأثیر سرعت گرمایش را جدا از میزان نهایی گرما تحلیل کنند.

در سناریوی آهسته، میزان دی‌اکسیدکربن سالانه ۰٫۵ قسمت در میلیون رشد پیدا کرد. دو سناریوی سریع‌تر‌تر نیز صعود سالانه ۲٫۵ و ۵ قسمت در میلیون را شبیه‌سازی کردند.

سناریوی آهسته حتی از شرایط کنونی نیز بسیار کندتر بود. غلظت دی‌اکسیدکربن جو در شرایط فعلی حدود ۲٫۴ تا ۲٫۵ قسمت در میلیون در سال صعود پیدا می‌کند.

رِیْک بورنر، اقیانوس‌شناس فیزیکی دانشگاه اوترخت و یکی از نویسندگان پژوهش، گفت:

ما عمدا سناریویی بسیار کندتر از شرایط امروز را مرور کردیم. این کار به ما اجازه داد تأثیر سرعت گرمایش را به‌تنهایی تحلیل کنیم، بدون اینکه میزان گرمای نهایی در برآیند دخالت داشته باشد.

نتایج این پژوهش ۱۳ آگوست در مجله Nature Climate Change انتشار یافت و نشان داد سرعت بیشتر شدن دما می‌تواند در تعیین سرنوشت AMOC نقش تعیین‌کننده‌ای داشته باشد.

اقیانوس چگونه می‌تواند با گرمایش آهسته سازگار شود؟

پژوهشگران دو سازوکار را شناسایی کرده‌اند که می‌توانند به AMOC در شرایط گرمایش آهسته کمک کنند.

نخست، بیشتر شدن تدریجی دما می‌تواند تبخیر آب در اقیانوس اطلس شمالی را بیشتر کند. تبخیر، آب شیرین را از سطح اقیانوس خارج می‌کند و غلظت نمک را صعود می‌دهد. در خروجی، آب سطحی چگالی بیشتری پیدا می‌کند و راحت‌تر به اعماق فرو می‌رود.

سازوکار دوم به ذوب یخ‌های قطبی مربوط می‌شود. در یک جهان گرم‌تر، بخش زیادی از یخ‌های قطبی پیشاپیش ذوب می‌شود و در حاصل، مقدار آب شیرینی که در مراحل بعدی وارد اقیانوس اطلس شمالی می‌شود کم شدن پیدا می‌کند.

اما پژوهشگران تأکید می‌کنند که این سازوکارهای تنظیمی فقط زمانی فرصت اثرگذاری دارند که دگرگونی‌ها اقلیمی به‌اندازه کافی آهسته رخ دهند.

هشدار درباره عبور موقت از آستانه گرمایش

نتایج پژوهش پیامدهایی برای سیاست‌های اقلیمی نیز دارد. بسیاری از اهداف و ارزیابی‌های مربوط به خطرات دگرگونی‌ها اقلیمی بر آستانه‌های مشخص دمایی تمرکز دارند، اما پژوهشگران می‌گویند سرعت بیشتر شدن دما و دی‌اکسیدکربن نیز باید در این ارزیابی‌ها در نظر گرفته شود.

یکی از نگرانی‌های مهم، سناریوی «عبور موقت» از اهداف گرمایش است؛ شرایطی که در آن دمای زمین برای مدتی از یک آستانه مشخص عبور می‌کند و سپس با کمک فناوری‌هایی مانند جذب و ذخیره کربن دوباره افت می‌یابد.

رنه فان وِستن، نویسنده اصلی پژوهش و اقیانوس‌شناس فیزیکی دانشگاه اوترخت، هشدار داد که چنین عبور موقتی می‌تواند برای AMOC خطرناک باشد.

او گفت:

نقطه عطفی که باعث فروپاشی AMOC می‌شود، ممکن است در جریان چنین عبور موقتی از آستانه فعال شود. وقتی این اتفاق رخ دهد، دیگر نمی‌توان به‌سادگی آن را معکوس کرد.

پژوهش‌های قبلی نیز نشان داده‌اند که AMOC در حال ضعیف‌شدن است و ممکن است در صورت عبور از آستانه مشخصی از گرمایش، به‌شدت افت کند یا حتی متوقف شود. بااین‌حال، پژوهش نوین بیانگر است که نمی‌توان سرنوشت این سامانه را فقط با یک عدد برای میزان گرمایش جهانی شرح داد.

تضعیف شدید AMOC می‌تواند پیامدهای گسترده‌ای داشته باشد؛ از رشد خطر سرمای شدید در بخش‌هایی از اروپا و بیشتر شدن سطح آب در امتداد ساحل شرقی آمریکا گرفته تا تغییر الگوهای بارش و تشدید خشکسالی در مناطق نزدیک خط استوا.

جنی مِکینگ، پژوهشگر مرکز ملی اقیانوس‌شناسی بریتانیا که در این مطالعه مشارکت نداشت، گفت این پژوهش به‌تنهایی برای تعیین محدوده دقیق سرعت صعود CO2 که می‌تواند از فروپاشی AMOC جلوگیری کند، کافی نیست.

او افزود:

این مطالعه اهمیت در نظر گرفتن سرعت صعود CO2 در کنار میزان گرمایش جهانی را هنگام ارزیابی واکنش سامانه زمین به اصلاحات اقلیمی مشخص می‌کند.

در برآیند، مسئله فقط این نیست که زمین تا چه اندازه گرم می‌شود؛ سرعت رسیدن به آن دما نیز می‌تواند تعیین کند که آیا یکی از مهم‌ترین جریان‌های اقیانوسی جهان فرصت سازگاری پیدا می‌کند یا به نقطه‌ای برگشت‌ناپذیر می‌رسد.