گرینلند که اخیراً ذوب شده است، امروزه خطر بالایی از افزایش سطح دریا را نشان می دهد

بر اساس مطالعه جدیدی که در مجله انجام شد، بخش عمده گرینلند در گذشته زمین شناسی اخیر (حدود 416000 سال پیش) تاندرای عاری از یخ – شاید پوشیده از درختان و ماموت های پشمالو سرگردان – بود. علوم پایه.

نتایج، پایداری ورقه یخی گرینلند را در دو و نیم میلیون سال گذشته روشن می کند. درعوض، گرم شدن متوسط ​​(متوسط ​​دمای جهانی 1 تا 1.5 درجه سانتیگراد بالاتر از مقادیر پیش از صنعتی شدن) که 30000 سال طول کشید، از 420000 تا 390000 سال پیش، منجر به ذوب قابل توجهی شد (حداقل 20٪ از حجم کل ورقه یخ گرینلند). .

در آن زمان، ذوب گرینلند باعث افزایش حداقل پنج فوتی سطح دریا شد، حتی اگر سطح دی اکسید کربن گرما در اتمسفر بسیار کمتر از امروز بود (280 در مقابل 420 ppm). این نشان می دهد که ورقه یخی گرینلند ممکن است نسبت به تغییرات آب و هوایی ناشی از انسان حساس تر از آنچه قبلاً درک می شد باشد – و در برابر ذوب غیرقابل برگشت و سریع در قرن های آینده آسیب پذیر خواهد بود.

دانشمندان در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور (LLNL)، دانشگاه ورمونت (UVM)، دانشگاه ایالتی یوتا و 13 موسسه دیگر از رسوب یک هسته یخی گمشده در یک پایگاه مخفی ارتش ایالات متحده در دهه 1960 برای انجام یک کشف استفاده کردند. آنها از تکنیک های لومینسانس و ایزوتوپی پیشرفته برای ارائه شواهد مستقیم از زمان و مدت دوره بدون یخ استفاده کردند.

زمین سبز

در طول جنگ سرد، یک مأموریت مخفی ارتش ایالات متحده در کمپ سنچری در شمال غربی گرینلند، یخ جزیره یخ زده به ضخامت 4560 فوت (1370 متر) را شکست و سپس به حفاری ادامه داد تا یک لوله خاک و سنگ 12 فوتی را از زیر یخ بیرون آورد. . پس از آن این رسوب یخ برای چندین دهه در یک فریزر گم شد. این به طور تصادفی در سال 2017 دوباره کشف شد و نشان داده شد که نه تنها حاوی رسوب بلکه برگ و خزه است، بقایای یک منظره عاری از یخ، احتمالاً یک جنگل شمالی.

اما چند وقت پیش این گیاهان در جایی رشد کردند که امروزه یک لایه یخی با ضخامت دو مایل و سه برابر تگزاس وجود دارد؟

یک تیم بین المللی از دانشمندان با شگفتی متوجه شدند که گرینلند تنها 416000 سال پیش (با حاشیه خطای حدود 38000 سال) یک سرزمین سبز بوده است.

مال آنهاست یک مطالعه جدید در مجله منتشر شده است علوم پایه در 21 جولای 2023

شواهد غیر قابل نفوذ

تا همین اواخر، زمین شناسان معتقد بودند که گرینلند قلعه ای از یخ است که عمدتاً برای میلیون ها سال ذوب نشده است. اما دو سال پیش، با استفاده از هسته یخی کمپ سنچری که دوباره کشف شد، این تیم از دانشمندان نشان دادند که احتمالاً کمتر از یک میلیون سال پیش ذوب شده است. دانشمندان دیگری که در مرکز گرینلند کار می کنند، داده هایی را جمع آوری کرده اند که نشان می دهد یخ در آنجا حداقل یک بار در 1.1 میلیون سال گذشته ذوب شده است، اما تا قبل از این مطالعه، هیچ کس دقیقاً نمی دانست چه زمانی یخ ناپدید شده است.

اکنون، با استفاده از فناوری پیشرفته شب تاب و تجزیه و تحلیل ایزوتوپ های نادر انجام شده توسط دانشمند لارنس لیورمور، آلن هدی، تیم تصویر روشن تری ایجاد کرده است: بخش های بزرگی از ورقه یخی گرینلند اخیراً بسیار بیشتر از یک میلیون سال پیش ذوب شده است. مطالعه جدید شواهد مستقیمی را ارائه می‌کند که نشان می‌دهد رسوب درست در زیر ورقه یخ با جریان آب در محیطی عاری از یخ در طی یک دوره گرم شدن متوسط، به نام مرحله ایزوتوپ دریایی ۱۱، از ۴۲۴۰۰۰ تا ۳۷۴۰۰۰ سال پیش، رسوب کرده است. این ذوب باعث افزایش حداقل پنج فوت (1.4 متر) سطح دریا در سراسر جهان شد.

درک گذشته گرینلند برای پیش بینی چگونگی واکنش یخ غول پیکر آن به گرم شدن آب و هوا در آینده و سرعت ذوب شدن آن بسیار مهم است. با حدود 23 فوت (7 متر) افزایش سطح دریا در یخ های گرینلند، هر منطقه ساحلی در جهان در معرض خطر است. مطالعه جدید شواهد دقیق و قانع‌کننده‌ای ارائه می‌دهد که نشان می‌دهد گرینلند نسبت به تغییرات آب و هوایی حساس‌تر از آنچه که قبلاً درک می‌شد، و در معرض خطر جدی ذوب شدن غیرقابل برگشت است.

پل بیرمن، دانشمند دانشگاه ورمونت که سرپرستی این مطالعه جدید را بر عهده داشت، گفت: «گذشته گرینلند، که در 12 فوت (3.4 متر) خاک یخ زده حفظ شده است، آینده ای گرم، مرطوب و عمدتاً بدون یخ را برای سیاره زمین نشان می دهد. غلظت دی اکسید کربن در جو را به شدت کاهش می دهد.

در نور

تحقیقات جدید این تیم، همراه با کارهای قبلی آنها، باعث بازنگری جدی و دردسرساز در مورد تاریخچه یخ گرینلند می شود. تامی ریتنور، دانشمند دانشگاه ایالتی یوتا و یکی از نویسندگان این مقاله، می گوید: «همیشه فرض بر این بود که ورقه یخی گرینلند حدود ۲ و نیم میلیون سال پیش تشکیل شده است – و در تمام این مدت در آنجا بوده و بسیار پایدار است. مطالعه جدید “شاید لبه ها ذوب شده باشند یا با بارش برف بیشتر کمی ضخیم تر شده باشند، اما از بین نرفته اند و به طور چشمگیری ذوب نمی شوند.” اما این مقاله نشان می دهد که چنین است.

در آزمایشگاه Rittenour، رسوب هسته Camp Century برای چیزی که “سیگنال لومینسانس” نامیده می شود مورد بررسی قرار گرفت. از آنجایی که تکه‌های سنگ و ماسه توسط باد یا آب منتقل می‌شوند، می‌توانند در معرض نور خورشید قرار بگیرند – که اساساً هرگونه سیگنال شب تاب قبلی را حذف می‌کند – و سپس دوباره در زیر سنگ یا یخ مدفون می‌شوند. در تاریکی، با گذشت زمان، کانی‌های کوارتز و فلدسپات موجود در رسوب، الکترون‌های آزاد را در کریستال‌های خود جمع می‌کنند. در یک اتاق تاریک تخصصی، تیم Rittenour قطعاتی از رسوب هسته یخ را برداشت و آنها را در معرض نور سبز آبی یا فروسرخ قرار داد و الکترون های به دام افتاده را آزاد کرد. با برخی ابزارها و اندازه‌گیری‌های پیچیده و آزمایش‌های مکرر فراوان، تعداد الکترون‌های آزاد شده نوعی ساعت را تشکیل می‌دهند که دقیقاً زمان آخرین باری که این رسوبات در معرض خورشید قرار گرفته‌اند را نشان می‌دهد. ریتنور گفت: «و تنها راه برای انجام این کار در کمپ سنچری، حذف یک مایل یخ است. همچنین، برای داشتن گیاهان، باید نور داشته باشید.»

این داده های جدید قدرتمند با بینش های آزمایشگاه UVM بیرمن ترکیب شد. در آنجا، دانشمندان کوارتز را از هسته Camp Century بررسی می کنند. در داخل این کوارتز، اشکال کمیاب – به نام ایزوتوپ – از عناصر بریلیم و آلومینیوم هنگامی که زمین در معرض آسمان قرار می گیرد و می تواند توسط پرتوهای کیهانی مورد اصابت قرار گیرد، جمع می شود.

نگاهی به نسبت‌های بریلیم و سایر ایزوتوپ‌ها به دانشمندان دریچه‌ای را نشان داد که سنگ‌های روی سطح چه مدت در معرض قرار گرفته‌اند در مقابل سنگ‌هایی که زیر لایه‌های یخ مدفون شده‌اند. این داده‌ها به دانشمندان کمک کرد تا نشان دهند که 400000 سال پیش، رسوبات Camp Century برای کمتر از 16000 سال قبل از انباشته شدن در زیر یخ‌ها در آسمان قرار داشت، و بازه زمانی را که این بخش از گرینلند باید عاری از یخ بود، محدود کرد.

اندازه‌گیری‌های فوق‌العاده ایزوتوپ‌های بریلیم که در طول این مطالعه انجام شده‌اند، فقط در مرکز طیف‌سنجی جرمی شتاب‌دهنده LLNL امکان‌پذیر است. حداقل مواد هسته ای در دسترس برای تجزیه و تحلیل وجود داشت و غلظت آن در ده ها هزار اتم در هر گرم کوارتز بود. آلن هدی از LLNL تجزیه و تحلیل داده های ایزوتوپی را انجام داد و به توسعه مدل مواجهه-دفن کمک کرد.

زیر یخ

کمپ سنچری یک پایگاه نظامی بود که در دهه 1960 در تونل های زیر ورقه یخی گرینلند پنهان شده بود. برای تکمیل آن، ارتش ادعا می کند که این کمپ یک ایستگاه علمی قطب شمال است.

پس از اینکه ارتش محل را ترک کرد، تیم علمی اولین بررسی در نوع خود را انجام داد که شامل حفاری یک هسته یخی در عمق تقریباً یک مایلی بود. دانشمندان در Camp Century بر روی خود یخ متمرکز بودند – بخشی از تلاش برای درک دوره های یخبندان گذشته زمین و دوره های گرم، بین یخبندان. آنها علاقه خاصی به 12 فوت (3.4 متر) رسوب جمع آوری شده از زیر هسته یخی خود نداشتند. سپس در پیچ عجیبی از تاریخ، هسته یخ در دهه 1970 از یک فریزر نظامی در دانشگاه بوفالو و سپس به فریزر دیگری در دانمارک در دهه 1990 منتقل شد. در آنجا برای چندین دهه گم شد تا زمانی که هسته ها به یک فریزر جدید منتقل شدند دوباره پیدا شد.

سطح دریا

کمپ سنچری 138 مایل از ساحل و تنها 800 مایل از قطب شمال فاصله دارد. جدید علوم پایه این مطالعه نشان می‌دهد که منطقه در مرحله ۱۱ ایزوتوپ دریایی، یک دوره طولانی بین یخبندان با دمایی مشابه یا کمی گرم‌تر از امروز، کاملاً ذوب شده و با پوشش گیاهی پوشیده شده است. با این اطلاعات، مدل‌های این تیم نشان می‌دهند که در این مدت ورقه یخ به اندازه‌ای ذوب شد که باعث افزایش حداقل پنج فوتی (1.4 متری) و شاید تا 20 فوتی (6 متری) سطح دریا شد. هایدی به تفسیر و توسعه این مدل کمک کرد.

این تحقیق که توسط بنیاد ملی علوم ایالات متحده پشتیبانی می شود، با یافته های دو هسته یخی دیگر که در دهه 1990 از مرکز گرینلند جمع آوری شده بودند، مطابقت دارد. رسوبات حاصل از این هسته ها همچنین نشان می دهد که ورقه یخی غول پیکر در گذشته زمین شناسی اخیر ذوب شده است. ترکیب این هسته های قبلی با بینش جدید Camp Century ماهیت شکننده کل صفحه یخی گرینلند را در گذشته (با 280 قسمت در میلیون CO2 اتمسفر یا کمتر) و امروز (422ppm و افزایش آن) نشان می دهد.

تامی ریتنور از یوتا می‌گوید: «اگر ما فقط بخش‌هایی از یخ‌های گرینلند را ذوب کنیم، سطح دریاها به طرز چشمگیری افزایش می‌یابد. با مدل‌سازی سرعت ذوب و واکنش به دی‌اکسید کربن بالا، ما به افزایش متری سطح دریا، احتمالاً ده‌ها متری، نگاه می‌کنیم. و سپس به ارتفاعات نیویورک، بوستون، میامی، آمستردام نگاه کنید. به بنگلادش، هند و آفریقا نگاه کنید – اکثر مراکز جمعیتی جهان نزدیک به سطح دریا هستند.

بیرمن گفت: چهارصد هزار سال پیش هیچ شهری در ساحل وجود نداشت و اکنون شهرهایی در ساحل وجود دارند.

باسیل واو از دانشگاه ورمونت در این مقاله مشارکت داشت.