تحرّك سفينة بحثية عبر الأمواج ، متجاوزة الرياح القوية الغربية لأربعين هديرًا في المحيط الجنوبي من أجل قياس مستويات ثاني أكسيد الكربون الذائب في المحيط السطحي. الصورة: نيكولاس ميتزل ، مختبر لوثان / IPSL.
مثل الرئة العملاقة ، يمتص المحيط الجنوبي موسمياً كميات هائلة من ثاني أكسيد الكربون (CO2) من الغلاف الجوي ويطلق بعضه مرة أخرى في وقت لاحق من العام - ولكن ليس كلها.
النتيجة النهائية: يزيل المحيط جزءًا كبيرًا من ثاني أكسيد الكربون الذي تنبعث منه الأنشطة البشرية ، مما يبطئ نمو غازات الدفيئة في الغلاف الجوي.
على الرغم من أن المحيط الجنوبي لا يمثل أكثر من ربع إجمالي سطح محيطات العالم ، إلا أنه يمثل 40 في المئة من امتصاص المحيطات العالمي لهذا CO2 من صنع الإنسان.
قبل عقد من الزمن ، ظن العلماء أن بالوعة الكربون في المحيط الجنوبي قد بدأت في التشبع ، حيث أوضحت النماذج أن كمية الكربون التي تم امتصاصها لم تزد منذ أواخر 1980s. كان هذا غير متوقع لأن الافتراض أنه كلما زاد تركيز CO2 في الهواء ، زادت كمية CO2 التي يمتصها المحيط.
مواضيع ذات صلة
لكن بحث جديد نُشر في علوم يشير هذا الأسبوع إلى أن بالوعة الكربون في المحيط الجنوبي أصبحت أقوى بكثير منذ عام 2002 - تضاعف تقريبًا إلى 1.2 مليار طن في عام 2011 (ما يعادل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري السنوية من صنع الإنسان في الاتحاد الأوروبي).
يقول نيكولاس جروبر ، أستاذ الفيزياء البيئية في ETH Zurich الذي قاد الدراسة ، إن النتائج تشير إلى أن قوة حوض الكربون في المحيط الجنوبي تتقلب بقوة ، ربما في دورات دورية ، بدلاً من زيادة رتابة استجابةً لنمو CO2 في الغلاف الجوي.
"لقد فوجئنا برؤية هذه الاختلافات الكبيرة في امتصاص الكربون الصافي لهذا المحيط" ، كما يقول.
"غرق قوي للكربون في المحيط الجنوبي يساعد على التخفيف من تغير المناخ في الوقت الحالي ، وإلا لكان قد ظل عدد أكبر من CO2 في الجو ، لكن لا يمكننا أن نستنتج أن هذا سيستمر إلى الأبد" ، جروبر وقال لصحيفة الغارديان.
"على المرء أن يدرك أنه على الرغم من هذه الزيادة الملحوظة في بالوعة الكربون في المحيط الجنوبي ، ارتفعت الانبعاثات أكثر من ذلك."
مواضيع ذات صلة
إلقاء اللوم على الطقس
يعزو جروبر وزملاؤه تنشيط حوض الكربون قبل كل شيء إلى التغيرات في أنماط الطقس السائدة في المنطقة التي شملتها الدراسة.
منذ مطلع الألفية ، أظهرت أنظمة الضغط الجوي المهيمنة توزيعًا غير متماثل بشكل متزايد. تراكم نظام ضغط عالي قوي فوق قطاع المحيط الأطلسي في المحيط الجنوبي ، بينما تشكلت منطقة مميزة من الضغط المنخفض فوق قطاع المحيط الهادئ.
تميل الرياح الآن إلى النفخ بأسلوب متموج ، في حين أن 1990s تنفجر بشكل أساسي مباشرة من الغرب إلى الشرق.
تسبب تدرج ضغط الهواء بين هذه المناطق ذات الضغط الجوي العالي والمنخفض في تغير أنماط الرياح. تميل الرياح الآن إلى النفخ بأسلوب متموج ، في حين أن 1990s تنفجر بشكل أساسي مباشرة من الغرب إلى الشرق. في 1990s ، كانت هذه الرياح أقوى أيضًا على جزء كبير من المحيط الجنوبي ، مما تسبب في زيادة كمية المياه المتراكمة إلى السطح من العمق.
نظرًا لأن هذه المياه العميقة تحتوي على تركيزات أعلى من CO2 المذاب ، فقد أدى هذا التمزق إلى إطلاق شاذ لهذا الغاز الدفيئة في الغلاف الجوي ، مما أدى إلى ركود أو حتى انخفاض في امتصاص الكربون الصافي للمحيطات.
لا يمكن التنبؤ بالمستقبل
منذ مطلع الألفية ، تراجع التراجع في جميع القطاعات باستثناء المحيط الهادئ ، مما أدى إلى إيقاف إطلاق CO2 المخزن في الجو. لكن الرياح تغيرت أيضا درجة حرارة المياه السطحية.
من خلال جلب الهواء الدافئ من خطوط العرض شبه الاستوائية إلى جنوب المحيط الأطلسي ، قاموا بتسخين المياه السطحية لجنوب الأطلسي بشكل كبير. في الوقت نفسه ، جلب نظام الضغط المنخفض الشاذ في جنوب المحيط الهادئ هواءًا باردًا بشكل استثنائي من المناطق الداخلية من القارة القطبية الجنوبية إلى هذا القطاع من المحيط الجنوبي ، مما أدى إلى تبريد قوي هناك.
معا ، تفسر تغيرات الرياح ودرجة الحرارة الكثير من تنشيط حوض الكربون في المحيط الجنوبي.
إن تبريد المياه السطحية في قطاع المحيط الهادئ يمكّنهم من امتصاص المزيد من ثاني أكسيد الكربون. في قطاع المحيط الأطلسي ، من ناحية أخرى ، من المرجح أن تكون التغييرات في أنماط دوران الرياح التي تحركها الرياح مسؤولة عن زيادة امتصاص المحيطات للـ CO2 في الغلاف الجوي.
حدث تنشيط حوض الكربون في المحيط خلال فترة كانت فيها درجات حرارة الهواء العالمية قد تغيرت قليلاً ، والتي قد تكون مرتبطة بزيادة امتصاص الحرارة من قبل المحيط.
يقول بيتر لاندشوتزر ، باحث ما بعد الدكتوراه المشارك في الدراسة ، إن النموذج لا يمكنه التنبؤ بكيفية تغير النمط في المستقبل ، "لذلك من الأهمية بمكان الاستمرار في قياس تركيزات ثاني أكسيد الكربون السطحية في المحيط الجنوبي".
"هذا مهم بشكل خاص لأن النماذج الحالية غير قادرة على إعادة إنتاج الاختلافات المرصودة" ، يضيف جروبر. وبالتالي ، تعد مجموعات البيانات الطويلة الأجل الوسيلة الموثوقة الوحيدة لتحديد التطور المستقبلي لحوض المحيط للكربون.
مواضيع ذات صلة
هناك عامل آخر لم يتم فهمه بشكل كامل بعد وهو تأثير الظواهر المناخية الواسعة النطاق مثل ظاهرة النينيو والنينيا على حوض الكربون في المحيط الجنوبي. من الملاحظ بشكل خاص أن تنشيط حوض الكربون يتزامن مع فترة من ظاهرة النينيا السائدة - أي درجات حرارة سطح البحر الباردة نسبياً في المحيط الهادئ.
حدث تنشيط حوض الكربون في المحيط أيضًا أثناء فترة تغيرت فيها درجات حرارة الهواء العالمية قليلاً جدًا - ما يسمى بفجوة الاحترار المناخي ، التي قد تكون مرتبطة بزيادة امتصاص الحرارة من قِبل المحيط.
نبذة عن الكاتب
بيتر روغ هو جزء من فريق الاتصالات في ETH زيورخ.
كتب ذات صلة