قد يكون تباطؤ تيار المحيط الجنوبي المتباطئ مرتبطًا بدورة المناخ الطبيعية – ولكن هذا ليس سببًا للتوقف عن القلق بشأن ذوبان الجليد في القطب الجنوبي.

يشير بحثنا الجديد في القطب الجنوبي إلى أن الطبقة الحيوية من الماء البارد على قاع البحر ، والتي تدور حول الكرة الأرضية وتؤثر على قدرة المحيط على الاستمرار في امتصاص الكثير من الارتفاع في حرارة الغلاف الجوي وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، تزداد سخونة وتتقلص.

يرجع جزء كبير من هذا إلى تغير المناخ من صنع الإنسان ، والذي يؤدي إلى ذوبان طبقات الجليد في القطب الجنوبي وتعطيل النظام المعقد الذي يتحكم في هذا الدوران. ولكن يبدو أنه فيما يتعلق بالثلاثين عامًا الماضية ، قد تكون الدورة الطبيعية مسؤولة جزئيًا عن التغييرات التي لوحظت.

امتص المحيط أكثر من 90٪ من الحرارة الزائدة وحوالي 30٪ من ثاني أكسيد الكربون الإضافي الذي ولده الإنسان منذ بداية العصر الصناعي. وقد أدى ذلك إلى الحد بشكل كبير من تأثير تغير المناخ على سطح الأرض حيث نعيش.

يحدث معظم هذا التبادل للغازات والحرارة بين الغلاف الجوي والمحيطات في المحيط الجنوبي حول القارة القطبية الجنوبية من خلال الحركة العمودية المعقدة للمياه. أحد أكبر الدوافع لهذه الحركة العمودية هو إنتاج ما يسميه علماء المحيطات مياه قاع القطب الجنوبي.

حول ساحل القطب الجنوبي ، تتلامس مياه البحر بالقرب من نقطة التجمد مع الهواء الأكثر برودة وتتجمد في جليد البحر ، وتطرد الملح وتستهلك المياه العذبة لتترك المياه الباردة والمالحة والكثيفة.

يتم إنتاج الغالبية العظمى من هذه المياه الكثيفة في مواقع قليلة فقط حول القارة القطبية الجنوبية. في هذه الأماكن ، تدفع الرياح التي تهب من القارة المتجمدة باستمرار الجليد البحري المتشكل حديثًا بعيدًا عن الرفوف الجليدية المحيطة لإنشاء مناطق من المياه المفتوحة تُعرف باسم Polynyas.

تنتج مصانع بولينيا الجليدية كميات كبيرة من المياه الباردة والمالحة التي تتدحرج أسفل المنحدر القاري للقارة القطبية الجنوبية مثل شلال تحت الماء إلى قاع المحيط. بمجرد الوصول إلى هناك ، تنتشر مياه قاع القطب الجنوبي ، وهي الكتلة المائية الأعمق والأكثر كثافة والأكبر من نوعها في جميع أنحاء العالم ، وتخزن الكربون من الغلاف الجوي لمئات أو حتى آلاف السنين.

عندما تتحرك مياه قاع أنتاركتيكا شمالًا على طول قاع البحر ، فإنها تقود ناقل المحيط العظيم ، المعروف أيضًا باسم دوران الانقلاب: التيارات التي تعيد توزيع الحرارة والكربون والمغذيات حول أحواض المحيط وتنظم المناخ العالمي.

استخدم بحثنا الجديد الملاحظات من السفن والأقمار الصناعية للكشف عن أن حجم المياه السفلية في بحر ويديل ، القطاع الأطلسي للمحيط الجنوبي وأحد أكبر منتجي هذه الكتلة المائية ، قد انخفض بأكثر من 20٪ خلال الثلاثين الماضية سنوات ، مما تسبب في ارتفاع درجة حرارة بحر ويدل العميق أربع مرات أسرع من المتوسط ​​العالمي.

تشير أدلةنا إلى أن ضعف الرياح البحرية في المنطقة هو المسؤول عن تقلص البولينيس وتقليل المياه الباردة والكثيفة والمالحة التي تغذي مياه قاع القطب الجنوبي وتدفع ناقل المحيط العالمي. يمكن أن يؤدي ذلك إلى إبطاء دوران الانقلاب العميق ، مع تداعيات عميقة على النظام المناخي.

ربطت الدراسات السابقة بين الناقل المحيطي العالمي البطيء والمياه الأقل برودة وكثافة تتشكل في المحيط الجنوبي بسبب زيادة المياه الذائبة من الأرفف الجليدية. في حين أن تغير المناخ من صنع الإنسان مهم ، فإن بحثنا الجديد يشير إلى أن التباين الطبيعي في الرياح والجليد البحري مهم أيضًا.

ما خطب الريح في بحر ويديل؟

أدت الرياح الأضعف التي هبت في البحر في جنوب بحر ويديل على مدى الثلاثين عامًا الماضية إلى الحد من حجم بولينيا الساحلية ، والتي بدورها أنتجت كميات أقل من الجليد البحري.

وجدنا أن هذا التغيير في الرياح يبدو أنه مرتبط بتغيرات درجة حرارة السطح فوق المحيط الهادئ الاستوائي خلال نفس الفترة ، وهي جزء من دورة طبيعية مشابهة لظاهرة النينيو ، والمعروفة باسم تذبذب المحيط الهادئ بين العقود.

تتأرجح درجات حرارة سطح البحر في المحيط الهادئ الاستوائي قوية بما يكفي للتأثير على ضغط الهواء المحلي وحتى التأثير على الرياح على جانبي شبه جزيرة أنتاركتيكا. وهذا يعني أن الاتجاه في رياح بحر ويديل وما يترتب على ذلك من تكوين مياه قاع أنتاركتيكا على مدى الثلاثين عامًا الماضية قد يكون أيضًا جزءًا من دورة طبيعية أطول.

إذا كان ذلك طبيعيًا ، فهل يجب أن نتوقف عن القلق؟

ساعدتنا الملاحظات المستندة إلى السفن في إظهار أن طبقة المياه السفلية كانت ترتفع درجة حرارتها وتقل ضعفها في كل مكان حول القارة القطبية الجنوبية منذ عقود. في مناطق أخرى غير بحر ويديل ، تشير كل من توقعات النماذج الحديثة والملاحظات إلى أنه يمكن تفسير ذلك من خلال زيادة المياه العذبة من ذوبان الجروف الجليدية في القطب الجنوبي ، مما يعطل تكوين المياه المالحة والكثيفة التي كانت ستغرق لولا ذلك.

تم العثور على تغيير مماثل في طبقة المياه السفلية لبحر Weddell ، على الرغم من أن الجروف الجليدية هنا لا تذوب بنفس السرعة كما في أي مكان آخر في القطب الجنوبي. ويرجع ذلك أساسًا إلى أن مصنع بولينيا للجليد البحري بالقرب من الساحل عادة ما يحافظ على دفء مياه المحيط الجنوبي.

على الرغم من أن دراستنا تشير إلى أن التغييرات في بحر Weddell هي نتيجة للتنوع الطبيعي في نظام الأرض ، إلا أنها أيضًا جزء من اتجاه واسع النطاق في القطب الجنوبي لا يمكن تفسيره بوضوح من خلال الأسباب الطبيعية. في الحقيقة ، إنعاش وتقلص مياه القاع يتوافق مع التوقعات العلمية حول ذوبان الغطاء الجليدي. أظهرت ملاحظات الأقمار الصناعية خسارة ثابتة في كتلة الغطاء الجليدي منذ عام 2002.

النماذج هي واحدة من أفضل الأدوات لترجمة المعرفة الحالية بالفيزياء والظروف الحالية والماضية إلى فهم مناخ المستقبل. لكن تمثيلها للعديد من العمليات المهمة ، مثل تكوين المياه في قاع أنتاركتيكا ، غالبًا ما يكون غير مكتمل. ولذا يتطلب الأمر بحثًا مستمرًا لتعزيز فهمنا لكيفية عمل نظام الأرض وصقل توقعات المستقبل.

المزيد والمزيد من الأدلة تشير إلى أن الغطاء الجليدي في أنتاركتيكا معرض للاحترار المناخي وأن ذوبان هذا الخزان الكبير من الجليد سيعطل الدوران المتقلب الذي يمتد عبر المحيط العالمي. سيؤدي هذا إلى تعطيل المناخ وتسريع ارتفاع مستوى سطح البحر على مستوى العالم.

بصفتنا علماء يدرسون التفاعل المعقد بين المحيط والغطاء الجليدي والغلاف الجوي حول القارة القطبية الجنوبية ، نأمل أن يساعد الاستمرار في تحسين فهمنا لنظام الأرض والتوقعات المناخية المستقبلية على إعلام صانعي القرار. هناك حاجة إلى جهود منهجية لتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري على الفور وإبطاء وتيرة الاحتباس الحراري.