قطرات از دریچه شامپاین در کف اقیانوس در جزایر ماریان افزایش می یابد. مایعات خروجی از محل شامل دی اکسید کربن حل شده است. NOAA اقیانوس اکسپلورر

به عنوان نگرانی بیش از تغییرات اقلیمی ناشی از انسان ایجاد می شود، بسیاری از دانشمندان از طریق تاریخ زمین به رویدادهایی می پردازند که می تواند تغییرات در امروز رخ دهد. تجزیه و تحلیل اینکه چگونه سیستم آب و هوایی سیاره در گذشته تغییر کرده است، درک ما از چگونگی رفتار در آینده را بهبود می بخشد.

اکنون از این مطالعات روشن است که رویدادهای گرم شدن ناگهانی رخ می دهد ساخته شده به سیستم آب و هوا در زمین است. آنها زمانی رخ داد که اختلالات در ذخایر کربن در سطح زمین گازهای گلخانه ای را به جو زمین منتقل کردند. یکی از چالش های بزرگ برای دانشمندان آب و هوا مانند من هستند این است که تعیین کند که این انتشار پس از حضور انسانها و چه چیزی آنها را به وجود آورد. مهم است که ما می خواهیم بدانیم که چنین رویدادی ممکن است دوباره اتفاق بیفتد.

در یک مطالعه اخیر منتشر شده، همکاران من کتی هارازین, نادین کروپینسکی و من کشف کردم که در پایان آخرین دوره یخبندان، حدود 20,000 سال پیش، دی اکسید کربن بود از مخازن زمین شناسی به اقیانوس رها شده است زمانی که اقیانوسها شروع به گرم شدن کردند، در دریایی قرار داشتند.

این یافته یک بازی پتانسیل بالقوه است. مخازن طبیعی کربن موجود در اقیانوس های مدرن می توانند دوباره با مشکل روبه رو شوند و اثرات بالقوه جدی برای اقیانوس ها و آب و هوای زمین داشته باشند.

زمین بین سالهای یخ (نقاط کم) و دوره های میان دوره ای گرم در طول سال های گذشته 800,000 طی شده است. اما گرم شدن آب و هوا فعلی بسیار سریعتر از وقایع گرم شدن گذشته رخ می دهد. ناسا

گذشته پرولوگ است

یکی از معروف ترین نمونه هایی از گرمایش سریع ناشی از انتشار کربن زمین شناسی است پالئوسن-ائوسن حداکثر حرارتی، یا PETM، یک رویداد بزرگ گرمایش جهانی که در حدود 55 میلیون سال پیش اتفاق افتاد. در طول PETM، زمین در حدود 9 سال توسط 16 به 5 درجه فارنهایت (9 به 10,000 درجه سانتیگراد) گرم می شود.

دانشمندان اقیانوس آرام در حال حاضر PETM را "یک" می دانند آنالوگ برای تغییرات زیست محیطی امروزه. PETM طی یک دوره طولانی و بدون دخالت انسان اتفاق افتاد، اما نشان می دهد که در سیستم آب و هوایی بی ثباتی ذاتی وجود دارد اگر کربن از مخازن زمین شناسی به سرعت منتشر شود.

دانشمندان همچنین می دانند که در پایان سال جاری میزان دی اکسید کربن در جو زمین به سرعت افزایش می یابد هر یک از اواخر اواخر یخ پلیدوسن، کمک به گرم شدن آب و هوا. در طول آخرین قسمت گرمایش، 17,000 سال پیش، زمین توسط 9 به 13 درجه فارنهایت (5 به 7 درجه سانتیگراد) گرم می شود.

پالئوسن-ائوسن حداکثر حرارتی این سیاره را به طرز چشمگیری گرم کرد که جنگل های بارانی گرمسیری را از شمال به قطب شمال گسترش داد.

{vembed Y = ldLBoErAhz4}

با این حال، صدها مطالعات علمی ثابت کرده اند که چه چیزی سبب افزایش سریع دی اکسید کربن می شود که هر عصر یخبندان را به پایان رساند. محققان بر این باورند که اقیانوس باید درگیر باشد چرا که به عنوان یک خازن بزرگ کربن عمل می کند، تنظیم مقدار کربن موجود در جو. اما آنها هنوز هم برای سرنخ جستجو می کنند تا بدانند که چه مقدار کربن در اقیانوس در تغییرات ناگهانی آب و هوا تاثیر می گذارد.

دریاچه در کف اقیانوس

در طول دو دهه گذشته، دانشمندان اقیانوس کشف کرده اند که مخازن دی اکسید کربن مایع و جامد در پایین اقیانوس جمع شده اند، درون سنگ ها و رسوبات در حاشیه فعال دریچه های هیدروترمال. در این مکان ها، ماگما آتشفشانی از داخل زمین با آب های فوق گرما روبرو می شود که باعث تولید مایعات غنی از دی اکسید کربن می شود که از طریق شکاف در پوسته زمین فیلتر می شوند و به سمت سطح به سمت بالا حرکت می کنند.

هنگامی که یک ذره از این مایع با دریای سرد سرد می شود، دی اکسید کربن می تواند به فرم هیدرات تبدیل شود. هیدرات یک کلاه را تشکیل می دهد که دی اکسید کربن را درون سنگ ها و رسوب ها تله می گذارد و از ورود آن به اقیانوس جلوگیری می کند. اما در دماهای بالاتر از 48 درجه فارنهایت (9 درجه سانتیگراد)، هیدرات به صورت مایع پخش می شود و مایع شناور یا دی اکسید کربن گاز را مستقیما به آب اضافه می کند.

دانشمندان تا به حال ثبت مخازن دی اکسید کربن مایع و هیدرات در غرب اقیانوس اطلس در نزدیکی تایوان و در دریای اژه. محققان در آب های کم عمق، که در آن درجه حرارت اقیانوس گرم تر و فشار پایین است، دی اکسید کربن خالصی را مشاهده کرده اند به طور مستقیم از رسوبات به عنوان گاز وارد می شود و بالا رفتن به سطح اقیانوس.

حباب های دی اکسید کربن تقریبا خالص از رسوبات که یک سیستم گرمایش هیدرولیکی فعال در غرب گرمسیری اقیانوس آرام است، افزایش می یابد. عکسهای روی قیمت، با احترام از جان Amend, CC BY-ND

یک کارت شناسایی آب و هوا

این اکتشافها در حال تغییر دانشمندان از سیستم کربن دریایی هستند. دانشمندان آب و هوا شامل مخازن کربن عمیق دریائی در مدل های فعلی نیستند که تاثیرات بالقوه گرمایش آتی را مورد بررسی قرار می دهند، زیرا در مورد اندازه و توزیع این منابع کربن کم نیست.

در واقع، تقریبا هیچ اطلاعاتی وجود ندارد که نشان دهد که چقدر دی اکسید کربن در حال حاضر از این مخازن به اقیانوس آزاد می شود. این باعث می شود که تاریخ زمین شناسی بسیار مهم باشد: این تأیید می کند که این نوع مخازن توانایی انتشار مقدار زیادی کربن را دارند.

مخازن کربن مشابه نیز در محیط های زمینی شناخته شده اند. در 1979، اندونزی آتشفشان Dieng مردم 142 خفه می شوند زمانی که دی اکسید کربن تقریبا خالص را منتشر کرد. در 1986، یک مخزن دی اکسید کربن در پایین دریاچه Nyos در کامرون فوران کرد، کشتن 1,700 محلی روستاییان و صدها نفر از حیوانات.

گاو بوسیله دی اکسید کربن در فوران اکتشافی نیوس 1986 خنثی می شود. USGS / Jack Lockwood

دی اکسید کربن نیز در اطراف کوه ماموت کالیفرنیا، در نقاطی قرار دارد که در آن ماگما از طریق پوسته زمین افزایش می یابد و در عمق کم عمق فرو می رود. غلظت بالا دی اکسید کربن در خاک بیش از 100 هکتار از درختان کشته شد. دانشمندان در حال کار برای شناسایی و مشخص کردن آن هستند سایت های دیگر در زمین جایی که چنین انتشاری می تواند رخ دهد.

برای اندازه گیری دی اکسید کربن ذخیره شده در مخازن اقیانوس بسیار مشکل تر است. مناطق وسیع دریاچه حاوی سایت های آتشفشانی فعال و افت فشار هیدروترمال است، اما دانشمندان تقریبا هیچ چیز درباره مقدار دی اکسید کربن در سنگ ها و رسوبات اطراف آن نمی دانند. به نظر من، نیاز فوری به مطالعه تنظیمات دریایی وجود دارد که دی اکسید کربن به احتمال زیاد تجمع پیدا می کند، و سپس برای ارزیابی اینکه چگونه حساس بودن آنها ممکن است به بی ثباتی باشد.

گرم شدن اقیانوس ها، افزایش خطر

این یک تلاش نیست که باید به تعویق افتاد. اقیانوس های سرزمینی به سرعت در حال گرم شدن هستند و مدل های آب و هوایی به گونه ای طراحی شده اند که سریعترین در نزدیکی قطب ها گرم می شوند، جایی که جریان های عمیق آن را تشکیل می دهند انتقال آب گرم به سمت پایین از سطح.

همانطور که این آبهای گرم به داخل داخل اقیانوس فرو می ریزند، گرمای بیش از حد گرما را به سمت سایتهایی می دهند که مخازن دی اکسید کربن می توانند تشکیل دهند. این آبهای گرمتر در نهایت می توانند مهر و موم هیدرات را که دی اکسید کربن مایع به دام افتاده است بی ثبات کنند.

جریان بسیار زیاد و آهسته به نام گردش حرارتی هلیوم، آب گرم را به مناطق قطبی زمین، جایی که آن را سرد و غرق به اقیانوس های عمیق می کند. Maphoto / Riccardo Pravettoni از طریق GRID-Arendal, CC BY-ND

یکی از این مخزن ها در غرب اقیانوس آرام واقع شده است Okinawa Trough در دریای چین شرقی. دمای آب های پایین در این محل 37 به 39 درجه فارنهایت (3 به 4 درجه سانتیگراد) است، یعنی کلاه هیدرات در حدود 4-5 درجه سانتیگراد نقطه ذوب آن است.

مهمتر از همه، مایعات گرم هیدروترمال از زیر مخزن دی اکسید کربن به سمت سطح افزایش می یابند. در حالی که اقیانوس ها همچنان گرم می شوند، اختلاف دما بین آب های اقیانوس سرد و مایعات گرم تر گرمائی کاهش می یابد. این باعث می شود که هیدرات به طور بالقوه به نقطه ای برسد که در آن دیگر از فرار کردن دی اکسید کربن مایع جلوگیری نخواهد کرد.

تا به امروز هیچ تحقیق برای ارزیابی اینکه آیا این مخازن دی اکسید کربن اقیانوس برای افزایش درجه حرارت اقیانوس آسیب پذیر است، انجام نشده است. اما پیشینه تاریخی زمین به وضوح نشان می دهد که مخازن های زمین شناسی می توانند بی ثبات شوند - و این که زمانی که هستند، منجر به افزایش سریع دی اکسید کربن در جو و گرم شدن زمین می شود. به نظر من، این یک خطر مهم ناشناخته است که نمی تواند نادیده گرفته شود.

درباره نویسنده

لوئل دی استوت، استاد دانشگاه جنوب کالیفرنیا - دانشکده زبان، هنر و علوم Dornsife

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط

تغییرات آب و هوایی: آنچه هر کس باید بداند

توسط جوزف روم
مقدمه ضروری در مورد مسئله تعریف شده از زمان ما چیست؟ تغییرات آب و هوایی: آنچه هر کس باید بداند ® یک چشم انداز روشن از علم، درگیری ها و پیامدهای سیاره ی گرم شدن ما است. از جوزف روم، مشاور سرپرست علمی National Geographic سال زندگی پرخطر سریال و یکی از افراد "100" Rolling Stone که در حال تغییر آمریکا هستند تغییرات آب و هوایی پاسخ های دقیق و علمی دقیق به پرسش های سخت تر (و به طور کلی سیاست گذاری شده) را مطرح می کند که متخصص شناخته شده ی لننی تامپسون "خطر روشن و حال برای تمدن" را مطرح کرده است. موجود در آمازون

تغییرات اقلیمی: علم گرمایش جهانی و آینده انرژی ما نسخه دوم

توسط جیسون سنگدون
این نسخه دوم از تغییرات آب و هوایی یک راهنمای قابل دسترسی و جامع برای علم گرمایش جهانی است. متن کامل نشان داده شده است، متن متناسب با دانش آموزان در سطوح مختلف طراحی شده است. ادام A. ماتز و جیسون E. Smerdon مقدمه وسیع و آموزنده ای برای علم ارائه می کنند که بر پایه درک ما از سیستم آب و هوا و تأثیر فعالیت های انسانی بر گرم شدن سیاره ما است. ماتهز و سمردون نقش هایی دارند که جو و اقیانوس بازی در آب و هوای ما، مفهوم تعادل تابش را معرفی کنید و تغییرات اقلیمی را که در گذشته رخ داده است، توضیح دهید. آنها همچنین فعالیت های انسانی را که بر آب و هوا تاثیر می گذارند، نظیر گازهای گلخانه ای و انتشار آئروسل و جنگل زدایی، و همچنین اثرات پدیده های طبیعی، در بر می گیرد.  موجود در آمازون

علم تغییرات آب و هوایی: یک دوره دست راست

توسط بلر لی، آلینا باخمان
علم تغییرات آب و هوایی: یک درس دست نوشتار با استفاده از متن و هجده فعالیت فعال است توضیح و آموزش علم گرمایش جهانی و تغییرات آب و هوایی، نحوه مسئول بودن انسانها و آنچه که می تواند برای کاهش و یا متوقف کردن میزان گرمایش جهانی و تغییرات آب و هوایی انجام شود. این کتاب یک راهنمای جامع و کامل برای یک موضوع مهم زیست محیطی است. موضوعات ذکر شده در این کتاب عبارتند از: چگونه مولکول انتقال انرژی از خورشید به گرم جو، گازهای گلخانه ای، اثر گلخانه ای، گرم شدن کره زمین، انقلاب صنعتی، واکنش احتراق، حلقه های بازخورد، رابطه بین آب و هوا و آب و هوا، تغییرات آب و هوایی، غوطهور کربن، انقراض، ردگیری کربن، بازیافت و انرژی جایگزین. موجود در آمازون

از ناشر:
خرید در آمازون برای هزینۀ آوردن شما هزینه می کند InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, و ClimateImpactNews.com بدون هزینه و بدون تبلیغاتی که عادت مرور شما را دنبال می کنند. حتی اگر روی یک لینک کلیک کنید اما این محصولات انتخابی را خریداری نکنید، هر چیزی که شما در همان بازدید از آمازون خریداری می کنید، یک کمیسیون را به ما می دهد. هیچ هزینه اضافی برای شما وجود ندارد، پس لطفا در تلاش باشید. شما همچنین می توانید از این لینک استفاده کنید برای استفاده از آمازون در هر زمان، بنابراین می توانید به حمایت از تلاش های ما کمک کنید.