أظهر تحليل جديد لقواقع المحار أن نظامًا ضخمًا من التيارات المحيطية الدوارة في شمال المحيط الأطلسي يتصرف بشكل غريب للغاية، ربما لأنه يقترب من نقطة التحول.

تلعب الدوامة القطبية الشمالية في شمال الأطلسي دورًا رئيسيًا في نقل الحرارة إلى نصف الكرة الشمالي، وهي جزء من شبكة أكبر بكثير من التيارات المحيطية تسمى الدورة الانقلابية للمحيط الأطلسي (AMOC). لكن هناك أدلة جديدة تشير إلى أن الدوامة تحت القطبية فقدت استقرارها منذ الخمسينيات من القرن الماضي، مما يعني أن دوران الدوامة قد يضعف بشكل كبير في العقود المقبلة، حسبما ذكر الباحثون في دراسة نشرت اليوم (3 أكتوبر) في المجلة. تقدم العلوم.

“إنه أمر مقلق للغاية”، المؤلف الرئيسي للدراسة بياتريس أريلانو نافاوقال زميل أبحاث ما بعد الدكتوراه في الجغرافيا الطبيعية بجامعة إكستر في المملكة المتحدة لموقع Live Science. “تم الاعتراف مؤخرًا بالدوامة شبه القطبية باعتبارها عنصرًا حاسمًا. وما زلنا بحاجة إلى فهم المزيد من تأثيرات الضعف المفاجئ للدوامة شبه القطبية. ولكن ما نعرفه حتى الآن من خلال الدراسات القليلة التي تم نشرها هو أنها ستؤدي إلى المزيد من الظواهر الجوية المتطرفة، خاصة في أوروبا … وكذلك تغييرات في أنماط هطول الأمطار العالمية.”

تعتبر الدوامة القطبية الشمالية في شمال الأطلسي أحد أطراف الدورة AMOC، لكنها يمكن أن تعبر نقطة تحول بشكل مستقل عن شبكة التيارات العملاقة. وستكون النتائج المناخية بالنسبة لأوروبا، على وجه الخصوص، مماثلة لما حدث تلك التي قد تنشأ عن انهيار AMOCوقال أريلانو نافا، على الرغم من أنها قد تكون أقل كثافة لأن الدورة AMOC أكبر بكثير. ومع ذلك، حذرت من أنه “حتى لو لم تكن العواقب كارثية مثل انهيار الدورة AMOC، فإن ضعف الدوامة شبه القطبية يمكن أن يؤدي إلى تأثيرات مناخية كبيرة”.

تشير الأبحاث السابقة إلى AMOC قد تنهار في المستقبل القريب لأن محركها الرئيسي – سلسلة من المياه الكثيفة من سطح شمال المحيط الأطلسي والمحيط المتجمد الشمالي إلى قاع البحر – معطل. وهذا الشلال، الذي كان حتى الآن يتكون من مياه شديدة البرودة ومالحة، يتم تخفيفه بواسطة المياه الذائبة وتسخينه بسبب ارتفاع درجات الحرارة العالمية، مما يعني أن المياه في بعض الأماكن لم تعد كثيفة بما يكفي لتغرق بشكل صحيح. (المياه الباردة والمالحة أكثر كثافة من المياه الدافئة والأقل ملوحة).

ومن المتوقع أن يحدث مصير مماثل للدوامة القطبية في شمال المحيط الأطلسي، والتي تعتمد أيضًا على غرق المياه السطحية إلى قاع المحيط. وقال أريلانو نافا إن سلسلة من المياه الكثيفة في قلب الدوامة تحافظ على حركة التيارات الدوارة. وأضافت أن النظام مدفوع جزئيًا أيضًا بالرياح، لذا فمن غير المرجح حدوث انهيار كامل.

تعتبر الدوامة تحت القطبية في شمال الأطلسي فرعًا من الدورة AMOC، لذا فإن انهيار الدورة AMOC ينطوي بالضرورة على إضعاف كبير للدوامة. وعلى العكس من ذلك، فإن ضعف الدوامة القطبية لا يعني تلقائيًا أن الدورة AMOC قد انهارت، كما قال أريلانو نافا.

وأوضحت: “يمكن للدوامة القطبية أن تضعف فجأة دون أن تنهار الدورة AMOC”. “هذا ما حدث أثناء الانتقال إلى العصر الجليدي الصغير، والذي حدث في القرنين الثالث عشر والرابع عشر.”

يعد العصر الجليدي الصغير، الذي استمر من حوالي عام 1250 إلى أواخر القرن التاسع عشر، أحد أبرد الفترات المسجلة في نصف الكرة الشمالي منذ نهاية القرن التاسع عشر. العصر الجليدي الأخير. وانخفض متوسط ​​درجات الحرارة بنحو 3.6 درجة فهرنهايت (درجتين مئويتين)، مما أدى إلى تجمد الأنهار والموانئ في جميع أنحاء أوروبا وأمريكا الشمالية في الشتاء، مما أدى إلى حدوث أزمات زراعية وإلقاء مجتمع العصور الوسطى في حالة من الفوضى على نطاق واسع، وفقًا لما ذكره موقع “ساينس ديلي”. نيويوركر. على الرغم من أن عوامل مثل الانفجارات البركانية وانخفاض النشاط الشمسي ساهمت في بدء العصر الجليدي الصغير، إلا أن الدوامة القطبية الشمالية في شمال المحيط الأطلسي هي يعتقد أنها لعبت دورا رئيسيا في تقويتها.

مع تغير المناخوقال أريلانو نافا إن الظروف تختلف الآن بشكل كبير عما كانت عليه في القرن الثالث عشر، لذلك لا يعرف العلماء ما إذا كان من الممكن حدوث عصر جليدي صغير آخر. ومع ذلك، فإنه يوضح بعض التأثيرات المناخية التي يمكن أن تأتي في طريقنا.

القرائن في المحار

بالنسبة للدراسة الجديدة، قامت أريلانو نافا وزملاؤها بتحليل مجموعات البيانات الموجودة المستمدة من أصداف نوعين من المحار يعيشان في شمال المحيط الأطلسي: جزيرة القطب الشمالي و جليسيميريس جليسيميريس. يسجل المحار معلومات عن المحيط في أصدافه أثناء نموه؛ على سبيل المثال، فإنها تمتص أشكالًا مختلفة من العناصر مثل الأكسجين الذي يمكن أن يعطي الباحثين أدلة حول العمليات المحيطية مع مرور الوقت.

وقال أريلانو نافا: “مع سجلات البطلينوس، لدينا هذا التأريخ الجيد لكل طبقة من الطبقات”. “إنهم مثل حلقات الأشجار في المحيط.”

قام الباحثون بتجميع 25 مجموعة بيانات لبناء صورة عالية الدقة للدوامة القطبية الشمالية في شمال الأطلسي على مدار الـ 150 عامًا الماضية. لقد وجدوا إشارتين قويتين لعدم الاستقرار. أحدثها مستمر ويشير إلى أن الدوامة تحت القطبية تقترب من نقطة التحول نتيجة لذلك الاحتباس الحراريوقال أريلانو نافا، الذي يدعم الملاحظات والأبحاث السابقة.

وأضافت أن الإشارة الأخرى كانت مفاجأة تامة. كشفت بيانات البطلينوس أن الدوامة تحت القطبية كانت غير مستقرة لبضع سنوات في الفترة التي سبقت تحول نظام شمال الأطلسي في عشرينيات القرن الماضي. تميز هذا الحدث الموصوف سابقًا بتعزيز التيارات في الدوامة. وقال أريلانو نافا إن عدم الاستقرار في الدوامة القطبية الفرعية من المحتمل أن يكون سببًا في تحول النظام في العشرينيات من القرن الماضي، ويشير الجدول الزمني إلى أن فترة عدم الاستقرار ربما تكون قد عكست تعافي الدوامة شبه القطبية من انهيار العصر الجليدي الصغير.

وقالت: “كان لا بد من تعزيزها في مرحلة ما، لكن هذا ليس شيئًا لدينا دليل كامل عليه لأننا لم نتعمق في تلك الآليات”.

بغض النظر عما إذا كان عدم الاستقرار في أوائل القرن العشرين كان في الواقع إشارة إلى أن الدوامة تحت القطبية تعود إلى قوتها الكاملة، فإن التداخل بين الإشارة في بيانات البطلينوس وتحول نظام شمال الأطلسي في العشرينيات من القرن الماضي يظهر أن النتائج قوية، كما قال أريلانو نافا.

وقالت: “إذا لاحظت فقدان الاستقرار يتبعه تغيير سريع، فأنت واثق من أن هذه إشارات إنذار مبكر لتغيير مفاجئ”.

ومع ذلك، كان خبير آخر أقل اقتناعا. “إن مجموعات البيانات مفيدة للغاية لأنها مؤرخة بشكل جيد للغاية وتسمح بإلقاء نظرة ثاقبة على التغيرات المناخية على أساس سنوي.” ديفيد ثورناليوقال أستاذ علوم المحيطات والمناخ في جامعة كوليدج لندن، والذي لم يشارك في الدراسة، لموقع Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني.

لكن ثورنالي قال إن التحليل لم يربط الأنماط التي لوحظت في بيانات البطلينوس مباشرة بالسمات الفيزيائية في المحيط، ولا يقدم دعما قويا للتحول في طريقة عمل الدوامة تحت القطبية. وقال “أنا متشكك بشأن التفسير”.

وفيما يتعلق بزعزعة الاستقرار المستمرة في الدوامة القطبية الشمالية في شمال المحيط الأطلسي، قالت أريلانو نافا إنها وفريقها انتقلوا إلى رسم خريطة للمسارات المناخية المحتملة التي يمكن أن يفتحها ذلك.

وقالت: “لا نعرف بالضبط ما هي نقطة التحول”. “قد تكون الدورة AMOC،… لكننا ربما نلاحظ ضعفًا في الدوامة شبه القطبية أولاً، وهذا أمر مثير للقلق بالتأكيد.”