تعمل السيول من المياه الذائبة في القطب الجنوبي على إبطاء التيارات التي تدفع محيطنا الحيوي إلى “الانقلاب” – وتهدد بانهياره

قبالة سواحل القارة القطبية الجنوبية ، تغرق تريليونات الأطنان من المياه المالحة الباردة إلى أعماق كبيرة. عندما تغرق المياه ، فإنها تقود أعمق التدفقات للدورة “المتقلبة” – وهي شبكة من التيارات القوية التي تمتد عبر محيطات العالم. يحمل الدوران المتقلب الحرارة والكربون والأكسجين والمغذيات في جميع أنحاء العالم ، ويؤثر بشكل أساسي على المناخ ومستوى البحر وإنتاجية النظم البيئية البحرية.

لكن هناك علامات مقلقة على أن هذه التيارات تتباطأ. حتى أنها قد تنهار. إذا حدث هذا ، فإنه سيحرم أعماق المحيط من الأكسجين ، ويحد من عودة المغذيات إلى سطح البحر ، وربما يتسبب في مزيد من ذوبان الجليد حيث ترتفع درجة حرارة الماء بالقرب من الجروف الجليدية استجابة لذلك. ستكون هناك تداعيات عالمية كبيرة على النظم البيئية للمحيطات ، والمناخ ، وارتفاع مستوى سطح البحر.

بحثنا الجديد ، الذي نُشر اليوم في مجلة Nature ، يستخدم إسقاطات نموذجية جديدة للمحيطات للنظر في التغيرات في أعماق المحيط حتى عام 2050. تُظهر توقعاتنا تباطؤ دوران القطب الجنوبي والاحترار العميق للمحيطات خلال العقود القليلة القادمة. تؤكد القياسات الفيزيائية أن هذه التغييرات جارية بالفعل.

تغير المناخ هو المسؤول. مع ذوبان القارة القطبية الجنوبية ، يتدفق المزيد من المياه العذبة إلى المحيطات. هذا يعطل غرق المياه الباردة المالحة الغنية بالأكسجين في قاع المحيط. من هناك تنتشر هذه المياه عادة باتجاه الشمال لتهوية المناطق البعيدة للمحيط الهندي والمحيط الأطلسي والمحيط الأطلسي. لكن كل هذا قد ينتهي قريبًا. في حياتنا.

لماذا هذا مهم؟

كجزء من هذا الانقلاب ، يغرق حوالي 250 تريليون طن من المياه السطحية الجليدية الباردة في أنتاركتيكا في هاوية المحيط كل عام. يتم موازنة الغرق بالقرب من القارة القطبية الجنوبية من خلال صعود المياه عند خطوط العرض الأخرى. ينقل دوران الانقلاب الناتج الأكسجين إلى أعماق المحيط ويعيد المغذيات في النهاية إلى سطح البحر ، حيث تكون متاحة لدعم الحياة البحرية.

إذا تباطأ الانقلاب في القطب الجنوبي ، فسوف تتراكم مياه البحر الغنية بالمغذيات على قاع البحر ، على بعد خمسة كيلومترات تحت السطح. ستفقد هذه العناصر الغذائية في النظم البيئية البحرية على السطح أو بالقرب منه ، مما يؤدي إلى إتلاف مصايد الأسماك.

قراءة المزيد: تقرير المناخ للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ: تغييرات عميقة جارية في محيطات الأرض والجليد – يشرح المؤلف الرئيسي ما تعنيه التحذيرات

قد تعني التغييرات في دوران الانقلاب أيضًا وصول المزيد من الحرارة إلى الجليد ، لا سيما حول غرب أنتاركتيكا ، المنطقة التي شهدت أكبر معدل لفقدان الكتلة الجليدية خلال العقود القليلة الماضية. هذا من شأنه تسريع ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي.

كما أن التقلب في التباطؤ من شأنه أن يقلل أيضًا من قدرة المحيطات على امتصاص ثاني أكسيد الكربون ، مما يترك المزيد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي. والمزيد من غازات الدفيئة يعني المزيد من الاحترار ، مما يجعل الأمور أسوأ.

يمكن أن يؤدي ضعف الدورة الدموية المتقلبة في القطب الجنوبي الناجم عن الذوبان إلى تحويل نطاقات هطول الأمطار الاستوائية على بعد حوالي ألف كيلومتر إلى الشمال.

ببساطة ، من شأن تباطؤ أو انهيار الدورة الدموية المتقلبة أن يغير مناخنا وبيئتنا البحرية بطرق عميقة وربما لا رجعة فيها.

علامات التغيير المقلق

تعتبر المناطق النائية للمحيطات التي تحيط بالقارة القطبية الجنوبية من أصعب المناطق من حيث التخطيط والقيام بالحملات الميدانية. الرحلات طويلة ، والطقس يمكن أن يكون وحشيًا ، ويحد الجليد البحري من الوصول إليه معظم أوقات العام.

هذا يعني أن هناك القليل من القياسات لتتبع كيفية تغير هامش القطب الجنوبي. ولكن في حالة وجود بيانات كافية ، يمكننا أن نرى علامات واضحة على زيادة نقل المياه الدافئة نحو القارة القطبية الجنوبية ، مما يؤدي بدوره إلى ذوبان الجليد في المواقع الرئيسية.

في الواقع ، علامات الذوبان حول حواف القارة القطبية الجنوبية واضحة للغاية ، مع تدفق كميات كبيرة بشكل متزايد من المياه العذبة إلى المحيط مما يجعل المياه القريبة أقل ملوحة وبالتالي أقل كثافة. وهذا كل ما نحتاجه لإبطاء الدورة الدموية المتقلبة. أحواض المياه الأكثر كثافة ، والمياه الأخف لا تفعل ذلك.

كيف اكتشفنا ذلك؟

بصرف النظر عن القياسات المتفرقة ، حدت النماذج غير المكتملة من فهمنا لدوران المحيطات حول القارة القطبية الجنوبية.

على سبيل المثال ، تظهر أحدث مجموعة من إسقاطات النماذج المقترنة العالمية التي حللها الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ تحيزات في المنطقة. هذا يحد من قدرة هذه النماذج في توقع المصير المستقبلي لانقلاب القطب الجنوبي.

لاستكشاف التغييرات المستقبلية ، اتخذنا نموذجًا عالميًا عالي الدقة للمحيطات يمثل بشكل واقعي تكوين وغرق المياه الكثيفة بالقرب من القارة القطبية الجنوبية.

أجرينا ثلاث تجارب مختلفة ، واحدة حيث ظلت الظروف دون تغيير منذ التسعينيات. ثانية مدفوعة بالتغيرات المتوقعة في درجة الحرارة والرياح ؛ وتشمل المجموعة الثالثة أيضًا التغيرات المتوقعة في المياه الذائبة من القارة القطبية الجنوبية وجرينلاند.

وبهذه الطريقة يمكننا فصل تأثيرات التغيرات في الرياح والاحترار عن التغيرات الناجمة عن ذوبان الجليد.

كانت النتائج مذهلة. يتوقع النموذج أن يتباطأ دوران الانقلاب حول القارة القطبية الجنوبية بأكثر من 40٪ خلال العقود الثلاثة القادمة ، مدفوعًا بالكامل تقريبًا بنبضات المياه الذائبة.

خلال نفس الفترة ، تتنبأ نمذجةنا أيضًا بإضعاف بنسبة 20٪ لدورة انقلاب شمال الأطلسي الشهيرة التي تحافظ على مناخ أوروبا معتدلاً. كلا التغييرين سيقللان بشكل كبير من تجديد وانقلاب باطن المحيط.

اقرأ المزيد: يمتص المحيط الجنوبي حرارة أكثر من أي محيط آخر على الأرض ، وستظل التأثيرات محسوسة لأجيال

لقد عرفنا منذ فترة طويلة أن تيارات الانقلاب في شمال الأطلسي معرضة للخطر ، حيث تشير الملاحظات إلى أن التباطؤ قد بدأ بالفعل ، وتوقع نقطة تحول قريبًا. تشير نتائجنا إلى أن القارة القطبية الجنوبية تبدو مهيأة لتلائم نظيرتها في نصف الكرة الشمالي – ثم بعضها.

ماذا بعد؟

ارتفعت درجة حرارة معظم المحيطات السحيقة في العقود الأخيرة ، مع اكتشاف الاتجاهات الأكثر سرعة بالقرب من القارة القطبية الجنوبية ، في نمط مشابه جدًا لمحاكاة نماذجنا.

تمتد توقعاتنا حتى عام 2050 فقط. وبعد عام 2050 ، في ظل عدم وجود تخفيضات قوية في الانبعاثات ، سيستمر المناخ في الاحترار وستستمر الصفائح الجليدية في الذوبان. إذا كان الأمر كذلك ، فإننا نتوقع أن يستمر انقلاب المحيط الجنوبي في التباطؤ حتى نهاية القرن وما بعده.

التباطؤ المتوقع لانقلاب القطب الجنوبي هو استجابة مباشرة لمدخلات المياه العذبة من ذوبان الجليد. ترتبط تدفقات المياه الذائبة ارتباطًا مباشرًا بكمية ارتفاع درجة حرارة الكوكب ، والتي تعتمد بدورها على غازات الاحتباس الحراري التي نبعثها.

تظهر دراستنا أن ذوبان الجليد المستمر لن يؤدي فقط إلى رفع مستوى سطح البحر ، بل سيؤدي أيضًا إلى تغيير تيارات الانقلاب الهائلة التي يمكن أن تؤدي إلى مزيد من ذوبان الجليد وبالتالي ارتفاع مستوى سطح البحر ، وإلحاق الضرر بالمناخ والنظم البيئية في جميع أنحاء العالم. إنه سبب آخر لمعالجة أزمة المناخ – وبسرعة.

اقرأ المزيد: يتباطأ تيار المحيط الأطلسي الضخم. إذا انهارت ، يمكن أن تصبح النينيا هي القاعدة لأستراليا