پر بازدید ترین مطالب

اگر همه سوخت های فسیلی را بسوزانیم، همه یخ های قطب جنوب آب خواهند شد؟


در این پست دنبال پاسخ یک پرسش مهم می رویم: اگر انسان ها همه سوخت های فسیلی موجود را بسوزانند، می توانند بزرگ ترین و پایدارترین یخسار یا ورق یخ زمین یعنی جنوبگان را آب کنند؟ آیا تاثیرات صنعتی نوع انسان می تواند با آب کردن یخ های قطب جنوب پیش برود؟ پروفسور اندی ریجول، متخصص سیستم زمین از دانشگاه کالیفرنیا با طراحی مدل های مختلف پاسخ این پرسش ها را یافته است. با ساختنی همراه باشید و پاسخ این پرسش را به همراه نکات جالب دیگر بخوانید.

همین ابتدا بگوییم که پاسخ مثبت است؛ اگرچه یک مدلسازی کامپیوتری نشان داده برای اینکار باید همه منابع سوخت فسیلی را بسوزانیم و ده هزار سال صبر کنیم تا یخ های قطب جنوب تا آخرین تکه آب بشوند. شاید با خودتان بگویید مطرح کردن چنین سوالی چه فایده ای دارد که برایش مدلسازی کامپیوتری می کنند. این پرسش در واقع یک آزمایش فکری روی دینامیک یخسارها و واکنش چرخه کربن جهانی به انتشار گاز دی اکسید کربن است. با پیدا کردن پاسخ دقیق چنین پرسشی، شناخت دقیق تری از تاثیرات بلندمدت فعالیت های صنعتی روی سیستم زمین پیدا می کنیم.

اینکه سوزاندن تمام منابع فسیلی می تواند توده های یخی عظیم کره زمین – از جمله یخسارهای غربی و شرقی جنوبگان – را آب کند، نشان می دهد این منابع آب بسیار آسیب پذیر و قابل تغییر هستند و تولید گازهای گلخانه ای باید مدیریت بشود.

درس هایی از گذشته

مطالعات زمین شناسی نشان داده یخسار قطب جنوب همیشه سر جای کنونی نبوده، حدود ۵۰ تا ۱۰۰ میلیون سال پیش آب دریاهای اطراف قطب جنوب گرم بوده و زندگی گیاهی اطراف این شبه جزیره هم نیازمند آب و هوای گرم بوده است‌ (دایناسورها هم آنجا زندگی می کردند). بهترین عملکرد زمین برای بازسازی CO2 اتمسفر در آن زمان و آن منطقه ۵۵۶-۱۱۱۲ بخش در میلیون (ppm) بوده و این مقدار در عصر ما حداکثر به ۴۰۰ ppm می رسد.

نحوه تاثیرپذیری یخ های قطب جنوب از سناریوهای تولید دی اکسید کربن مختلف

نحوه تاثیرپذیری یخ های قطب جنوب از سناریوهای تولید دی اکسید کربن مختلف

این آمار و ارقام راهنمای خوبی برای ترسیم آینده یخسارهای قطب جنوب نیستند. این اقلیم های گرم در گذشته نمایانگر وقفه های چند میلیون ساله در افزایش دی اکسید کربن اتمسفر زمین هستند؛ همانطور که در آینده و با گسترش انرژی های پاک انتشار گازهای گلخانه ای کاهش خواهد یافت. همین فراز و نشیب ها در میزان دی اکسید کربن جوی ما را به قسمت دشوار پرسش می رساند: سطح دی اکسید کربن کی و با چه سرعتی به غلظت پیش از دوره صنعتی یعنی ۲۷۸ ppm خواهد رسید؟

در ساختنی بخوانید :  اخبار علمی : تماشای موجودات زنده در خلاء با کمک نانو سوئیت

رشته دراز دی اکسید کربن

فرایندهای زیادی درگیر حذف تدریجی دی اکسید کربن از اتمسفر هستند که با روند هزار ساله جذب توسط اقیانوس ها و بیوسفر زمین آغاز می شوند. فرایندهای زمین شناسی هم نقش پررنگی در این حذف تدریجی دارند؛ از جمله واکنش های اولیه کربن اسید (دی اکسید کربن محلول در آب) با کانی های کلسیم کربنات موجود در گچ و آهک و در نهایت، تجزیه تدریجی سنگ های سیلیکاتی مثل گرانیت و بازالت در طول صدها هزار سال.

آیا اقیانوس ها می توانند قبل از آب شدن کامل یخ های قطب جنوب، دی اکسید کربن کافی را جذب کنند؟ فرایندهای زمین شناسی چطور؟ آیا این روش های حذف دی اکسید کربن آنقدر کند هستند که حتی در اقلیم های گرمتر و نرخ تغییرات جوی سریع تر هم ناکارآمد می شوند؟

تغییرات خط ساحلی در صورت رسیدن سطح آب دریاها به شش متر

تغییرات خط ساحلی در صورت رسیدن سطح آب دریاها به شش متر

از آنجایی که به ماشین زمان دسترسی نداریم، برای پاسخ به این پرسش ها مدل های عددی طراحی شده که حداکثر سیستم های اقلیمی و کربنی ممکن را شامل می شوند. برای اجرای مدلی که قادر به شبیه سازی فرایندهای صدهزار ساله باشد، بسیاری از فرایندهای فیزیکی اتمسفر حذف شده اند اما واکنش اصلی CO2 با دقت تست شده و از حذف دینامیک های کوتاه مدت سیستم اقلیمی مثل بارندگی های موسمی و ال نینوها تاثیر نپذیرفته است.

بعد از طراحی، مدل با تعداد زیادی از سناریوهای احتمالی برای انتشار گاز CO2 اجرا شد (از ۱۰۰۰ گیگاتون کربن تا ۱۰۰۰۰ گیگاتون). انسان ها تا به امروز ۶۰۰ گیگاتون دی اکسید کربن آزاد کرده اند و بنابراین فاصله چندانی با کمینه اعمال شده در این مدل عددی نداریم.

در ساختنی بخوانید :  اخبار علمی : مکانیزم اثر سکته مغزی روی عملکردهای مغز کشف شد

این رشته دراز به تغییرات اقلیمی می رسد

قبل از اینکه نوبت به واکنش یخ های قطب جنوب به سناریوهای انتشار CO2 برسد، یک نتیجه غیرمنتظره رویت شد. وقتی دی اکسید کربن کافی در اتمسفر آزاد بشود، اقلیم زمین در یک وضعیت گرم گیر می افتد که حدود هشت هزار سال و تا پایان عمر مدل آزمایشی ادامه می یابد.

اینجا دو نکته نقش پررنگی ایفا می کنند. اول، هرچه کربن بیشتری در اتمسفر آزاد بشود کارایی اقیانوس ها در جذب آن کاهش می یابد. اساسا در یک مرحله، مکانیزم اصلی جذب دی اکسید کربن توسط اقیانوس ها – که حاصل واکنش شیمیایی با یون های کربنات است – از کار می افتد. به عبارت دیگر هیچ یون کربناتی برای ایجاد واکنش باقی نمی ماند. اسیدی شدن اقیانوس ها هم به همین روش رخ می دهد. از طرفی حلالیت دی اکسید کربن در هوای گرم کاهش می یابد و بنابراین اقیانوس های گرم کمکی به جذب این گاز نمی کنند. این از اقیانوس ها که امید اصلی ما بودند؛ فرایندهای زمین شناسی چطور؟ این فرایندها به خوبی کار کردند و در همه مدل ها باعث کاهش دی اکسید کربن موجود در اتمسفر شدند. مشکل اینجاست که این فرایندها آنقدر کند بودند که تاثیری از در آب شدن یخ های قطب جنوب نداشتند.

نکته دوم مربوط به ماهیت ارتباط بین اقلیم و دی اکسید کربن است. هرچه مولکول های بیشتری در اتمسفر وجود داشته باشند، کارایی مولکول های CO2 در مواجهه با گرمای خروجی (تابش های فروسرخ) کمتر می شود. این به نفع جوامع انسانی است: به جای اینکه هر گیگاتون آزاد شده تاثیر اقلیمی یکسان داشته باشد، باید مازاد CO2 موجود در اتمسفر را دو برابر کنید تا دمای زمین افزایش یابد. در آزمایش مدل عددی، روی دیگر این واکنش برای سناریوهای حداکثری انتشار دی اکسید کربن مشاهده شد. برای اینکه هربار برای رسیدن به همان میزان کاهش دما باید مقدار CO2 نصف میشد، سرعت کاهش دمای زمین حتی از فرایند تجمیع CO2 هم کندتر بود.

در ساختنی بخوانید :  اخبار علمی : کشف عامل کلیدی جدید در چرخه زندگی ویروس ایدز

مخلص کلام اینکه اگر تمام ذخایر سوخت های فسیلی را بسوزانیم، یخ های قطب جنوب در معرض خطر قرار می گیرند چون با اینکار توانایی اقیانوس ها و سایر مکانیزم های طبیعی برای کاهش سریع غلظت دی اکسید کربن را از بین برده ایم و باعث تغییرات اقلیمی گسترده شده ایم.

یخ های قطب جنوب به دریاها می ریزند

این پاسخ ما را به یک پرسش دیگر می رساند: یخ های آب شده کجا می روند؟ برای این پرسش هم الگوهای اقلیمی طراحی شده که یخ های آب شده در آنها سرازیر شده اند. نتیجه این الگوهای اقلیمی تفاوت چندانی با مطالعات قبلی در این حوزه نداشت. در سناریوهای حداقلی انتشار CO2، حجم یخ های قطب جنوب بیشتر هم شد چون بارش برف در قرن آینده بیشتر شده بود. با این حال، در بلندمدت این حجم اضافی در اثر گرمایش زمین متعادل می شود.

با آب شدن یخ های قطب جنوب وضعیت از بد هم بدتر می شود: همزمان با کاهش ارتفاع یخسارهای قطب جنوب، دمای زمین هم کاهش می یابد و افزایش سطح آب اقیانوس ها این یخسارها را از زیر بی ثبات می کند. در تمام سناریوهای مدل های عددی سطح دریاها در پایان قرن ۲۱ و پایان هزاره بالاتر آمده بود. امیدواریم کار بشر هیچگاه به سوزاندن تمام سوخت های فسیلی نرسد و گرنه سرنوشت خوبی در انتظارمان نخواهد بود. شاید منابع انرژی عجیب و غریب ما را از این سرنوشت نجات بدهند!

منبع

بیشتر بخوانید:

[ad_2]

لینک منبع

ممکن است به این موارد نیز علاقه مند باشید:

آخرین مطالب