MAHDIAR
1st June 2010, 11:37 AM
دسته بندی: مقالات زمین شناسی
واپسین ساعات آفتاب باستانی
تغییر الگوهای آب و هوایی یخبندان به معتدل نه بخشی از یک فرآیند خطی و ملایم بلکه بخشی از یک الاکلنگ به دقت متعادل اند که می تواند این طرفی یا آن طرفی باشد.
● چگونه گرمایش جهانی ممکن است به عصر یخبندان بعدی منتهی شود*
۱ با ذوب شدن یخ های پهنه کلاهک یخی و یخچال های آب شده گرینلند جریان گلف استریم متوقف خواهد شد.
۲ تغییر الگوهای آب و هوایی یخبندان به معتدل نه بخشی از یک فرآیند خطی و ملایم بلکه بخشی از یک الاکلنگ به دقت متعادل اند که می تواند این طرفی یا آن طرفی باشد.
۳ اگر تسمه نقاله بزرگ که جریان گلف استریم هم بخشی از آن است، همین فردا متوقف شود، پیامد آن ناگهانی و دراماتیک خواهد بود.
۴ هنگامی که آستانه بحرانی می رسد، شرایط اقلیمی ناگهان به شرایط عصر یخبندان روی می آورد که احتمال دارد دست کم ۷۰۰ سال و حداکثر تا بیش از ۱۰۰ هزار سال طول بکشد.
در حالی که گرمایش جهانی رسما از سوی شاخه سیاسی دولت بوش نادیده گرفته می شود و سخنرانی اخیر ال گور درباره این موضوع آن هم در یکی از سردترین روزهای چند سال اخیر، دستمایه مضحکه او را در میزگرد تلویزیونی محافظه کاران فراهم آورده، اما شهروندان اروپایی و نیز دست اندرکاران پنتاگون به تدریج درباره بزرگترین خطری که این تغییرات اقلیمی می تواند برای نیم کره شمالی در پی داشته باشد، بینش تازه ای پیدا می کند خطر بروز یک تغییر بسیار ناگهانی و ورود به یک عصر یخبندان جدید. البته چیزی که بدان پی می برند به هیچ وجه خوشایند نیست.
این مسئله را به اختصار می توان این طور توضیح داد که اگر به قدر کافی آب سرد شیرین ناشی از ذوب شدن یخ های پهنه کلاهک یخی و یخچال های آب شده گرینلند به سوی اقیانوس اطلس شمالی سرازیر شود، جریان گلف استریم جریان آب گرمی که از خلیج مکزیک عبور کرده و تا سواحل کانادا پیش می رود و سپس به سوی اروپا منحرف شده و تا شمال این قاره ادامه می یابد. این جریان آب گرم اثر تعدیل کننده ای در نواحی مذکور دارد و باعث ریزش باران می شود. علاوه بر این در امتداد شرق سواحل کانادا با جریان آب سرد «لابرادور» برخورد کرده و فضای مه آلودی را به وجود می آورد.م که اروپا و شمال غربی آمریکای شمالی را گرم نگه می دارد، متوقف خواهد شد.
بدین ترتیب بدترین سناریوی ممکن، بازگشت تمام عیار به دوره یخبندان پیشین طی دوره بسیار کوتاهی به اندازه ۲ تا ۳ سال از شروع آن است. سناریوی کمی بهتر ورود به دوره ای مانند عصر یخبندان کوچک خواهد بود که چند قرن پیش الگوهای هوایی سرتاسر جهان را به هم زد و منجر به زمستان های بسیار سخت، خشکسالی، کم آبی، بیابان زایی در سرتاسر جهان، نابودی محصولات و بروز جنگ در گوشه و کنار جهان شد. سئوال این است که این اتفاق چگونه رخ می دهد.
اگر به نقشه جهان نگاهی بیندازید، خواهید دید که عرض جغرافیایی فاصله زاویه ای هر نقطه در سطح کره زمین از خط استوا بخش های عمده ای از اروپا و اسکاندیناوی با عرض جغرافیایی آلاسکا و بخش هایی از کانادا و مرکز سیبری که زمین آنها دائما یخ بسته اند، برابر است. با این حساب چرا اروپا هنوز دارای اقلیمی بیشتر شبیه به ایالات متحده است تا شمال کانادا یا سیبری تا آنجا که می دانیم گرمای اروپا نتیجه جریان های اقیانوسی است که آب گرم سطحی را از خط استوا به سوی نواحی شمالی رو به بالا به حرکت درمی آورد چه در غیر این صورت این مناطق آن قدر سرد می شدند که حتی تابستان ها نیز می بایست پوشیده از یخ باشند. اکنون عمده نگرانی ها مربوط به برهم خوردن تعادل «تسمه نقاله عظیم» است که جریانی که «گلف استریم» می نامیم را نیز دربرمی گیرد.
این تسمه نقاله سترگ اگرچه از سویی توسط تاثیر کوریولیس حاصل از چرخش وضعی زمین شکل می گیرد اما عمدتا از نیرویی به مراتب بزرگتر ناشی می شود که از اختلاف بین دما و درجه شوری آب به وجود می آید. اقیانوس اطلس شمالی شورتر و سردتر از اقیانوس آرام است زیرا به مراتب کوچکتر بوده و از سوی دیگر از جانب غرب توسط آمریکای شمالی و جنوبی و از جانب شرق توسط اروپا و آفریقا احاطه می شود.
در نتیجه آب گرم تسمه نقاله بزرگ از سطح اقیانوس اطلس شمالی بخار می شود و آب های شورتر را برجا می گذارد و بادهای سرد قاره ای نیز که از بخش های شمالی آمریکای شمالی برمی خیزند، آب های اقیانوس را سردتر می کنند. آب های سرد و شوری که به سوی کف دریا فروکش می کنند، عمدتا در محلی واقع در چند صد کیلومتری جنوب دماغه جنوبی گرینلند، گردابی از آب های رو به پایین را به وجود می آورند که ۵ تا ۱۰ مایل طول دارد. با اینکه این گرداب ها به ندرت آب های سطحی را می شکافند اما در زمان های معینی از سال بریدگی ها و جریان هایی را در اقیانوس ایجاد می کنند که می تواند کشتی ها را یکوری کند. این جریان ها از فضا نیز دیده می شوند و احتمالا آنچه در نقشه های دریانوردان باستانی می بینیم نیز مربوط به همین جریان ها است.
این ستون رو به پایین از آب سرد و مملو از نمک خود را به کف اقیانوس سرازیر می کند و در آنجا رودخانه ای زیردریایی می سازد که ۴۰ بار بزرگتر از مجموع تمام رودهایی است که بر روی خشکی جریان دارند. این رود رو به پایین و رو به جنوب به طرف و اطراف دماغه جنوبی آفریقا سرازیر می شود و سرانجام در آنجا به اقیانوس آرام می رسد. شگفت آن که این آب آن قدر عمیق و سنگین است به خاطر سردی و شور بودنش که پس از گذشت هزار سال از اولین باری که به دور از ساحل گرینلند به اطلس شمالی سرازیر شده به سطح اقیانوس آرام نمی رسد.
جریان رو به پایین آب سرد و شور رودخانه زیردریایی باعث می شود تا سطح اقیانوس اطلس اندکی پایین تر از اقیانوس آرام باشد و بدین ترتیب یک جریان سطحی نیرومند از آب گرم و شیرین تر را از اقیانوس آرام برای جایگزین کردن جریان دررفت رودخانه زیردریایی به سوی خود می کشد. این آب گرمتر و شیرین تر از میان اطلس جنوبی سر می خورد، اطراف آمریکای شمالی حلقه می زند که به آن جریان گلف استریم می گویند و سرانجام دورتر از ساحل اروپا به پایان می رسد. طی مدتی که این جریان به نزدیکی گرینلند می رسد به قدر کافی سرد و تبخیر می شود تا آب هرچه بیشتر شور و سرد شده و به کف اقیانوس سرازیر می شود و خوراک بی وقفه ای را برای رودخانه زیردریایی که به اقیانوس آرام می ریزد، فراهم می آورد.
این دو جریان آب گرم و شیرین تری که از آرام شروع می شود و سپس شور و سرد شده و برای تشکیل یک رود زیردریایی حیرت انگیز سرازیر می شود به جریان تسمه نقاله بزرگ معروفند. شگفت آن که این تسمه نقاله بزرگ تنها حائل بین تابستان های فرح بخش و بروز یک عصر یخبندان همیشگی در اروپا و سواحل غربی آمریکای شمالی است. بیشتر این دانسته ها تا همین ۲۰ سال پیش ناشناخته بودند تا اینکه یک گروه بین المللی از دانشمندان به گرینلند رفتند و برای حفاری در برخی از باستانی ترین یخچال های قابل دستیابی جهان از جدید ترین مته های پیشرفته و تجهیزات بسیار حساس استفاده کردند. دستگاه های آنها به قدری حساس و دقیق بودند که با آنالیز هسته نمونه های یخی که بالا آورده بودند، توانستند سال های جداگانه بارش برف را مشاهده کنند. این نتایج واقعا شوکه کننده بود.
تا پیش از دهه های اخیر، تصور می شد که دوره های بین یخبندان پوشیده شدن یک منطقه وسیع به وسیله صفحات عظیم یخ و یخچال و گرم تر شدن در آمریکای شمالی، اروپا و شمال آسیا تدریجی بوده است. از روی شواهد سنگواره ای فهمیدیم که دوره یخبندان بزرگ چند میلیون سال پیش شروع شد و طی آن دوره های صدها یا هزاران ساله ای وجود داشته که آمریکای شمالی، اروپا و سیبری سال دوازده ماه با لایه های ضخیم یخ پوشانده می شدند.
بین این دوره های یخی، گاهی که یخچال ها آب می شدند، مواقعی پیش می آمد که زمین برهنه در معرض آفتاب قرار می گرفت، جنگل ها می روییدند و جانوران خشکی ازجمله انسان های اولیه در این نواحی شمالی رفت و آمد می کردند.
بیشتر دانشمندان حدس می زدند که زمان گذار بین عصر یخی و گرما، تدریجی بوده و بین ده ها تا صدها سال طول می کشیده است، اما هیچ کس به درستی نمی دانست چه چیزی باعث این رویداد شده بود. بروز نوساناتی در تابش های خورشیدی پیشنهاد شد، فعالیت های آتشفشانی همراه با تئوری های اولیه درباره تسمه نقاله بزرگ که تا همین اواخر پدیده نسبتا ناشناخته ای بود نیز مورد تردید بودند.
با این وصف، جست وجو در هسته های یخی، دانشمندان را از کشف این که مراحل گذار از شرایط آب و هوایی یخبندان به شرایط کنونی معمولا فقط طی ۲ تا ۳ سال رخ می داد، بسیار شگفت زده ساخت.
این کشف نشان داد که تغییر الگوهای آب و هوایی یخبندان به معتدل، بخشی از یک فرآیند خطی و ملایم نظیر آنچه در کلید تنظیم شدت نور لامپ سقفی که در آن نور به تدریج زیاد می شود دیده می شود، نبوده اند. آنها بخشی از یک الاکلنگ به دقت متعادل اند که می تواند این طرفی یا آن طرفی باشد اما گذر از مرحله میانی تقریبا ناگهانی رخ می دهد. آنها بیشتر شبیه کلید خاموش و روشن کردن چراغ اند، موقعی که کلید را به آرامی و تدریجا بالا می برید لامپ خاموش است تا زمانی که به نقطه نیم آستانه یا به نقطه پل می رسد. اینجا است که ناگهان از وضعیت خاموش به روشن می پرد و لامپ روشن می شود.
* این مقاله از نسخه روزآمد شده «واپسین ساعات آفتاب باستانی» اثر تام هارتمن استخراج شده است.
Hartmann,T.۲۰۰۴. The Last Hours of Ancient Sunlight. Three Rivers Press.
تام هارتمن
ترجمه: طاهره رنجبر
روزنامه شرق
واپسین ساعات آفتاب باستانی
تغییر الگوهای آب و هوایی یخبندان به معتدل نه بخشی از یک فرآیند خطی و ملایم بلکه بخشی از یک الاکلنگ به دقت متعادل اند که می تواند این طرفی یا آن طرفی باشد.
● چگونه گرمایش جهانی ممکن است به عصر یخبندان بعدی منتهی شود*
۱ با ذوب شدن یخ های پهنه کلاهک یخی و یخچال های آب شده گرینلند جریان گلف استریم متوقف خواهد شد.
۲ تغییر الگوهای آب و هوایی یخبندان به معتدل نه بخشی از یک فرآیند خطی و ملایم بلکه بخشی از یک الاکلنگ به دقت متعادل اند که می تواند این طرفی یا آن طرفی باشد.
۳ اگر تسمه نقاله بزرگ که جریان گلف استریم هم بخشی از آن است، همین فردا متوقف شود، پیامد آن ناگهانی و دراماتیک خواهد بود.
۴ هنگامی که آستانه بحرانی می رسد، شرایط اقلیمی ناگهان به شرایط عصر یخبندان روی می آورد که احتمال دارد دست کم ۷۰۰ سال و حداکثر تا بیش از ۱۰۰ هزار سال طول بکشد.
در حالی که گرمایش جهانی رسما از سوی شاخه سیاسی دولت بوش نادیده گرفته می شود و سخنرانی اخیر ال گور درباره این موضوع آن هم در یکی از سردترین روزهای چند سال اخیر، دستمایه مضحکه او را در میزگرد تلویزیونی محافظه کاران فراهم آورده، اما شهروندان اروپایی و نیز دست اندرکاران پنتاگون به تدریج درباره بزرگترین خطری که این تغییرات اقلیمی می تواند برای نیم کره شمالی در پی داشته باشد، بینش تازه ای پیدا می کند خطر بروز یک تغییر بسیار ناگهانی و ورود به یک عصر یخبندان جدید. البته چیزی که بدان پی می برند به هیچ وجه خوشایند نیست.
این مسئله را به اختصار می توان این طور توضیح داد که اگر به قدر کافی آب سرد شیرین ناشی از ذوب شدن یخ های پهنه کلاهک یخی و یخچال های آب شده گرینلند به سوی اقیانوس اطلس شمالی سرازیر شود، جریان گلف استریم جریان آب گرمی که از خلیج مکزیک عبور کرده و تا سواحل کانادا پیش می رود و سپس به سوی اروپا منحرف شده و تا شمال این قاره ادامه می یابد. این جریان آب گرم اثر تعدیل کننده ای در نواحی مذکور دارد و باعث ریزش باران می شود. علاوه بر این در امتداد شرق سواحل کانادا با جریان آب سرد «لابرادور» برخورد کرده و فضای مه آلودی را به وجود می آورد.م که اروپا و شمال غربی آمریکای شمالی را گرم نگه می دارد، متوقف خواهد شد.
بدین ترتیب بدترین سناریوی ممکن، بازگشت تمام عیار به دوره یخبندان پیشین طی دوره بسیار کوتاهی به اندازه ۲ تا ۳ سال از شروع آن است. سناریوی کمی بهتر ورود به دوره ای مانند عصر یخبندان کوچک خواهد بود که چند قرن پیش الگوهای هوایی سرتاسر جهان را به هم زد و منجر به زمستان های بسیار سخت، خشکسالی، کم آبی، بیابان زایی در سرتاسر جهان، نابودی محصولات و بروز جنگ در گوشه و کنار جهان شد. سئوال این است که این اتفاق چگونه رخ می دهد.
اگر به نقشه جهان نگاهی بیندازید، خواهید دید که عرض جغرافیایی فاصله زاویه ای هر نقطه در سطح کره زمین از خط استوا بخش های عمده ای از اروپا و اسکاندیناوی با عرض جغرافیایی آلاسکا و بخش هایی از کانادا و مرکز سیبری که زمین آنها دائما یخ بسته اند، برابر است. با این حساب چرا اروپا هنوز دارای اقلیمی بیشتر شبیه به ایالات متحده است تا شمال کانادا یا سیبری تا آنجا که می دانیم گرمای اروپا نتیجه جریان های اقیانوسی است که آب گرم سطحی را از خط استوا به سوی نواحی شمالی رو به بالا به حرکت درمی آورد چه در غیر این صورت این مناطق آن قدر سرد می شدند که حتی تابستان ها نیز می بایست پوشیده از یخ باشند. اکنون عمده نگرانی ها مربوط به برهم خوردن تعادل «تسمه نقاله عظیم» است که جریانی که «گلف استریم» می نامیم را نیز دربرمی گیرد.
این تسمه نقاله سترگ اگرچه از سویی توسط تاثیر کوریولیس حاصل از چرخش وضعی زمین شکل می گیرد اما عمدتا از نیرویی به مراتب بزرگتر ناشی می شود که از اختلاف بین دما و درجه شوری آب به وجود می آید. اقیانوس اطلس شمالی شورتر و سردتر از اقیانوس آرام است زیرا به مراتب کوچکتر بوده و از سوی دیگر از جانب غرب توسط آمریکای شمالی و جنوبی و از جانب شرق توسط اروپا و آفریقا احاطه می شود.
در نتیجه آب گرم تسمه نقاله بزرگ از سطح اقیانوس اطلس شمالی بخار می شود و آب های شورتر را برجا می گذارد و بادهای سرد قاره ای نیز که از بخش های شمالی آمریکای شمالی برمی خیزند، آب های اقیانوس را سردتر می کنند. آب های سرد و شوری که به سوی کف دریا فروکش می کنند، عمدتا در محلی واقع در چند صد کیلومتری جنوب دماغه جنوبی گرینلند، گردابی از آب های رو به پایین را به وجود می آورند که ۵ تا ۱۰ مایل طول دارد. با اینکه این گرداب ها به ندرت آب های سطحی را می شکافند اما در زمان های معینی از سال بریدگی ها و جریان هایی را در اقیانوس ایجاد می کنند که می تواند کشتی ها را یکوری کند. این جریان ها از فضا نیز دیده می شوند و احتمالا آنچه در نقشه های دریانوردان باستانی می بینیم نیز مربوط به همین جریان ها است.
این ستون رو به پایین از آب سرد و مملو از نمک خود را به کف اقیانوس سرازیر می کند و در آنجا رودخانه ای زیردریایی می سازد که ۴۰ بار بزرگتر از مجموع تمام رودهایی است که بر روی خشکی جریان دارند. این رود رو به پایین و رو به جنوب به طرف و اطراف دماغه جنوبی آفریقا سرازیر می شود و سرانجام در آنجا به اقیانوس آرام می رسد. شگفت آن که این آب آن قدر عمیق و سنگین است به خاطر سردی و شور بودنش که پس از گذشت هزار سال از اولین باری که به دور از ساحل گرینلند به اطلس شمالی سرازیر شده به سطح اقیانوس آرام نمی رسد.
جریان رو به پایین آب سرد و شور رودخانه زیردریایی باعث می شود تا سطح اقیانوس اطلس اندکی پایین تر از اقیانوس آرام باشد و بدین ترتیب یک جریان سطحی نیرومند از آب گرم و شیرین تر را از اقیانوس آرام برای جایگزین کردن جریان دررفت رودخانه زیردریایی به سوی خود می کشد. این آب گرمتر و شیرین تر از میان اطلس جنوبی سر می خورد، اطراف آمریکای شمالی حلقه می زند که به آن جریان گلف استریم می گویند و سرانجام دورتر از ساحل اروپا به پایان می رسد. طی مدتی که این جریان به نزدیکی گرینلند می رسد به قدر کافی سرد و تبخیر می شود تا آب هرچه بیشتر شور و سرد شده و به کف اقیانوس سرازیر می شود و خوراک بی وقفه ای را برای رودخانه زیردریایی که به اقیانوس آرام می ریزد، فراهم می آورد.
این دو جریان آب گرم و شیرین تری که از آرام شروع می شود و سپس شور و سرد شده و برای تشکیل یک رود زیردریایی حیرت انگیز سرازیر می شود به جریان تسمه نقاله بزرگ معروفند. شگفت آن که این تسمه نقاله بزرگ تنها حائل بین تابستان های فرح بخش و بروز یک عصر یخبندان همیشگی در اروپا و سواحل غربی آمریکای شمالی است. بیشتر این دانسته ها تا همین ۲۰ سال پیش ناشناخته بودند تا اینکه یک گروه بین المللی از دانشمندان به گرینلند رفتند و برای حفاری در برخی از باستانی ترین یخچال های قابل دستیابی جهان از جدید ترین مته های پیشرفته و تجهیزات بسیار حساس استفاده کردند. دستگاه های آنها به قدری حساس و دقیق بودند که با آنالیز هسته نمونه های یخی که بالا آورده بودند، توانستند سال های جداگانه بارش برف را مشاهده کنند. این نتایج واقعا شوکه کننده بود.
تا پیش از دهه های اخیر، تصور می شد که دوره های بین یخبندان پوشیده شدن یک منطقه وسیع به وسیله صفحات عظیم یخ و یخچال و گرم تر شدن در آمریکای شمالی، اروپا و شمال آسیا تدریجی بوده است. از روی شواهد سنگواره ای فهمیدیم که دوره یخبندان بزرگ چند میلیون سال پیش شروع شد و طی آن دوره های صدها یا هزاران ساله ای وجود داشته که آمریکای شمالی، اروپا و سیبری سال دوازده ماه با لایه های ضخیم یخ پوشانده می شدند.
بین این دوره های یخی، گاهی که یخچال ها آب می شدند، مواقعی پیش می آمد که زمین برهنه در معرض آفتاب قرار می گرفت، جنگل ها می روییدند و جانوران خشکی ازجمله انسان های اولیه در این نواحی شمالی رفت و آمد می کردند.
بیشتر دانشمندان حدس می زدند که زمان گذار بین عصر یخی و گرما، تدریجی بوده و بین ده ها تا صدها سال طول می کشیده است، اما هیچ کس به درستی نمی دانست چه چیزی باعث این رویداد شده بود. بروز نوساناتی در تابش های خورشیدی پیشنهاد شد، فعالیت های آتشفشانی همراه با تئوری های اولیه درباره تسمه نقاله بزرگ که تا همین اواخر پدیده نسبتا ناشناخته ای بود نیز مورد تردید بودند.
با این وصف، جست وجو در هسته های یخی، دانشمندان را از کشف این که مراحل گذار از شرایط آب و هوایی یخبندان به شرایط کنونی معمولا فقط طی ۲ تا ۳ سال رخ می داد، بسیار شگفت زده ساخت.
این کشف نشان داد که تغییر الگوهای آب و هوایی یخبندان به معتدل، بخشی از یک فرآیند خطی و ملایم نظیر آنچه در کلید تنظیم شدت نور لامپ سقفی که در آن نور به تدریج زیاد می شود دیده می شود، نبوده اند. آنها بخشی از یک الاکلنگ به دقت متعادل اند که می تواند این طرفی یا آن طرفی باشد اما گذر از مرحله میانی تقریبا ناگهانی رخ می دهد. آنها بیشتر شبیه کلید خاموش و روشن کردن چراغ اند، موقعی که کلید را به آرامی و تدریجا بالا می برید لامپ خاموش است تا زمانی که به نقطه نیم آستانه یا به نقطه پل می رسد. اینجا است که ناگهان از وضعیت خاموش به روشن می پرد و لامپ روشن می شود.
* این مقاله از نسخه روزآمد شده «واپسین ساعات آفتاب باستانی» اثر تام هارتمن استخراج شده است.
Hartmann,T.۲۰۰۴. The Last Hours of Ancient Sunlight. Three Rivers Press.
تام هارتمن
ترجمه: طاهره رنجبر
روزنامه شرق