يتم تكثيف ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي بسبب احتباس الحرارة الذي تمارسه غازات الاحتباس الحراري، والتي تعمل عندما يضرب الإشعاع الشمسي سطح الأرض. يؤدي هذا الإشعاع الشمسي إلى زيادة درجات الحرارة العالمية، ويزداد تأثيره في الأيام الصافية.
دراسة حديثة أجراها علماء من معهد علوم البحار التابع للمجلس الأعلى للعلوم والتكنولوجيا تبحث في عواقب الذوبان في تكوين السحب. ولكن ما هي العلاقة بين هذه الظواهر؟
ذوبان الجليد في المحيط المتجمد الجنوبي
وبحسب الباحثين في الدراسة، عندما يذوب الجليد بسبب ارتفاع درجات الحرارة، يتم إطلاق النيتروجين الجوي. يعد النيتروجين الجوي مادة أولية مهمة لتكوين السحب. بالإضافة إلى ذلك، حددت الدراسة جزيئات تنشأ من الحياة المجهرية التي تعيش في الجليد البحري والمياه المحيطة به.
كما هو معروف ، يتسارع ذوبان القمم الجليدية القطبية بسبب الاحتباس الحراري وتغير المناخ.. لا تساهم هذه الظاهرة في ارتفاع مستويات سطح البحر فحسب، بل يمكنها أيضًا تعزيز انبعاث المواد التي تساعد في تكوين السحب، وهو الأمر الذي تم تحليله بعمق في سياق ذوبان لارسن سي وفي نهر توتن الجليدي. لقد تم تجاهل هذا المتغير في العديد من الدراسات السابقة حول المناخ القطبي.
ولكي نفهم تأثيرات هذه الظاهرة بشكل كامل، فإن إجراء تحليل شامل للتفاعلات بين المحيط والجليد والغلاف الجوي والكائنات الحية أمر ضروري. يعتمد هذا النظام المناخي المعقد على التوازنات الدقيقة وغير مستقرة في كثير من الأحيان.
تشير الأدلة إلى أنه على الرغم من أن ذوبان الثلوج قد يكون له آثار سلبية على البيئة، فإنه قد يكون أيضًا عاملًا إيجابيًا. ومع تحسن تشكيل السحب، قد يتم تقليل الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى سطح الأرض، مما يساعد على تعديل درجات الحرارة العالمية. بجانب، إن زيادة هطول الأمطار قد يخفف من حدة الجفاف في العديد من مناطق العالم وتعزيز نمو النباتات، وهو عامل يجب أخذه في الاعتبار في سياق تغير المناخ. وتؤثر هذه النباتات أيضًا على تكوين السحب الجديدة، مما يخلق دورة يمكن أن تساهم في إيجاد مناخ أكثر توازناً.
دراسة PI-ICE 2019
دراسة جديدة نشرت في المجلة طبيعة علوم الأرضوقد اكتشف فريق من الباحثين بقيادة معهد علوم البحار التابع للمجلس الأعلى للعلوم والتكنولوجيا وجامعة برمنجهام أن ذوبان القارة القطبية الجنوبية يعزز تكوين الهباء الجوي في الغلاف الجوي، مما يساعد بدوره على تكوين السحب في الصيف. وتعتبر هذه الظاهرة بالغة الأهمية، حيث تلعب السحب دوراً حيوياً في تنظيم درجة حرارة الكوكب من خلال عكس وتصفية الإشعاع الشمسي. ولولا وجود هذه السحب لكان المناخ العالمي أكثر دفئا بشكل كبير. تعتبر عملية تشكل السحب معقدة وتتأثر بالعديد من المتغيرات، بما في ذلك تركيب الهباء الجوي في الغلاف الجوي.
ومع ذلك، وعلى الرغم من أهمية هذه الديناميكيات في تنظيم المناخ، فإن الآلية الدقيقة لتشكل السحب غير مفهومة بشكل جيد، مما يحد من دقة توقعات المناخ المستقبلية.
ولتطوير هذا العمل، استخدم فريق البحث البيانات التي تم جمعها خلال حملة PI-ICE 2019 في القارة القطبية الجنوبية، والتي استمرت أكثر من ثلاثة أشهر وقادها الباحث في ICM مانويل دال أوستو. قامت هذه الحملة بتحليل الجسيمات العالقة في الهواء في المنطقة المحيطة بشبه الجزيرة القطبية الجنوبية، وهو أمر ضروري لفهم ذوبان الجليد التاريخي ومثل ذوبان المحيط المتجمد الجنوبي يؤثر على تشكل السحب.
اكتشف الباحثون أنه عندما تنشأ الكتل الهوائية من هامش الجليد البحري، تكون حلقات تكوين الهباء الجوي أكثر تواترا بشكل كبير. وذلك لأن هذه الكتل الهوائية تحتوي على تركيزات عالية من حامض الكبريتيك y الأميناتالمركبات البيولوجية التي تتفاعل لتتحول من غازات إلى جزيئات. تُعد هذه النتيجة مهمة لأنه على الرغم من أن دور حمض الكبريتيك في تكوين الهباء الجوي كان معروفًا بالفعل، وتؤكد هذه الدراسة الدور الأساسي للأمينات، والتي يتم إنتاجها من تحلل المواد العضوية الموجودة في الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في الجليد البحري.
أهمية النيتروجين العضوي
يقول دال أوستو: "كنا نعلم أهمية النيتروجين العضوي في تكوين الهباء الجوي والسحب في البيئات الأرضية، ولكن خلال رحلة PI-ICE لعام 2019، تمكنا من إثبات أهميته في القارة القطبية الجنوبية". لا يسلط هذا الاكتشاف الضوء على تأثير الكائنات الحية الدقيقة في الجليد البحري على تشكل السحب فحسب، بل يدعو أيضًا إلى مراجعة نماذج المناخ الحالية التي تقلل من تقدير تأثير الحياة البحرية على تنظيم المناخ.
أظهرت الدراسة أن زيادة ذوبان الجليد في المحيط المتجمد الجنوبي خلال فصل الصيف، بسبب ظاهرة الاحتباس الحراري، يمكن أن يؤدي إلى زيادة إطلاق المواد المكونة للرذاذ والسحب. وقد لوحظت هذه الظاهرة في دراسة أخرى أجريت في القطب الشمالي، وهو ما يؤكد الحاجة إلى نظرة شاملة للتفاعلات بين المحيط والجليد والغلاف الجوي والحياة، وخاصة في السياق الأوسع للتغيرات المناخية. التغيرات المناخية العالمية.
ويخطط فريق البحث لإجراء رحلة علمية جديدة في عام 2023 لاستكشاف آلية المناخ المعقدة هذه بشكل أكبر وفهم العلاقات المتبادلة بين المكونات المختلفة لنظام المناخ بشكل أفضل.
الآثار المترتبة على المستقبل
تشهد القارة القطبية الجنوبية حاليًا تغير المناخ الجذري، وهو أمر من الصعب التنبؤ به. وينبع جزء من هذا التحدي من عدم فهم كيفية تأثير التغيرات في النظام البيئي على تشكل الهباء الجوي والسحب. تميل نماذج المناخ الحالية إلى التقليل من تقدير الغطاء السحابي فوق المحيط الجنوبي وبالتالي المبالغة في تقدير كمية الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى هذه المياه الباردة، وهو أمر بالغ الأهمية لفهم تأثير ذوبان الجليد.
ومن ثم، فإن نشر مثل هذه الأبحاث أمر ضروري لتحسين توقعات المناخ المستقبلية. مع استمرار تغير المناخ في التقدم، من الأهمية بمكان تطوير فهم أعمق للعمليات الطبيعية التي تؤثر على المناخ العالمي، بما في ذلك تفاعلاتها مع ذوبان القارة القطبية الجنوبية.
وقد أبرزت الدراسات المختلفة التي أجريت حول هذا الموضوع الحاجة إلى التعاون الدولي في مجال أبحاث تغير المناخ، فضلاً عن أهمية الاستثمار في الحملات العلمية التي تسمح بفهم أفضل لهذه الظواهر المعقدة، مثل تلك التي تمت دراستها في سياق زيادة السحب في القطب الشمالي.
على سبيل المثال، تم تمويل حملة PI-ICE من قبل الوكالة الوطنية الإسبانية للبحوث (AEI) وصندوق التنمية الإقليمية الأوروبي (ERDF)، وشاركت فيها مجموعة متنوعة من مؤسسات البحث والجامعات، مما يعكس الالتزام العالمي بفهم تغير المناخ ومعالجته.
لا يساهم ذوبان المحيط الجنوبي في فقدان الجليد فحسب، بل يمكن أن يؤثر أيضًا بشكل كبير على تكوين السحب، وهي ظاهرة يمكن أن يكون لها آثار إيجابية وسلبية على المناخ العالمي. ومن الضروري مواصلة التحقيق في هذه الديناميكيات للتنبؤ بشكل أفضل بمستقبل كوكبنا.
