تظهر الصواعد البالغة من العمر 1000 عام من كهف في الهند أن الرياح الموسمية ليست موثوقة للغاية – حلقاتها تكشف عن تاريخ طويل من موجات الجفاف المميتة

في كهف بعيد في شمال شرق الهند ، تساقطت مياه الأمطار ببطء من السقف في نفس المناطق لأكثر من 1000 عام. مع كل قطرة ، تتراكم المعادن الموجودة في الماء على الأرض أدناه ، وتنمو ببطء إلى أبراج كربونات الكالسيوم المعروفة باسم الصواعد.

هذه الصواعد هي أكثر من مجرد عجائب جيولوجية – مثل حلقات الأشجار ، تسجل طبقاتها تاريخ هطول الأمطار في المنطقة. كما أنها تحمل تحذيرًا بشأن احتمالية حدوث موجات جفاف كارثية متعددة السنوات في المستقبل.

من خلال تحليل الكيمياء الجيولوجية لهذه الصواعد في دراسة جديدة نُشرت في 19 سبتمبر 2022 ، في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ، تمكنا من إنشاء التسلسل الزمني الأكثر دقة حتى الآن للرياح الموسمية الهندية الصيفية خلال الألفية الماضية. ويوثق كيف شهدت شبه القارة الهندية في كثير من الأحيان حالات جفاف طويلة وشديدة على عكس ما لوحظ في آخر 150 عامًا من قياسات موثوقة لهطول الأمطار الموسمية.

كانت فترات الجفاف التي اكتشفناها متزامنة بشكل مذهل مع الروايات التاريخية للجفاف والمجاعات وأحداث الوفيات الجماعية والتغيرات الجيوسياسية في المنطقة.

ويوضحون كيف تزامن تراجع إمبراطورية المغول وصناعات النسيج في الهند في ثمانينيات وتسعينيات القرن الثامن عشر مع أشد فترات جفاف استمرت 30 عامًا على مدار الألفية. كان من الممكن أن يتسبب عمق الجفاف ومدته في فشل المحاصيل على نطاق واسع ومستوى المجاعة الذي نوقش في الوثائق المكتوبة في ذلك الوقت.

يشمل الجفاف الطويل الآخر مجاعة ديكان 1630-1632 ، وهي واحدة من أكثر فترات الجفاف تدميراً في تاريخ الهند. مات الملايين من الناس بسبب فشل المحاصيل. في نفس الوقت تقريبًا ، تم التخلي عن العاصمة المغولية المتقنة فاتحبور سيكري وانهارت مملكة Guge في غرب التبت.

النتائج التي توصلنا إليها لها آثار مهمة اليوم على تخطيط المياه في عالم يزداد احترارًا ، لا سيما بالنسبة للهند ، التي ، بفضل صناعتها الزراعية الشاسعة التي تعتمد على الرياح الموسمية ، في طريقها لتصبح قريبًا الدولة الأكثر اكتظاظًا بالسكان على هذا الكوكب.

لماذا تاريخ الرياح الموسمية مهم

بدأ العلماء قياسًا منهجيًا لهطول الأمطار الموسمية في الهند باستخدام الأدوات في حوالي سبعينيات القرن التاسع عشر. منذ ذلك الحين ، شهدت الهند حوالي 27 حالة جفاف منتشرة إقليمياً. من بينها ، واحد فقط – 1985 إلى 1987 – كان ثلاث سنوات متتالية من الجفاف أو أسوأ.

قد يؤدي الاستقرار الظاهر للرياح الموسمية الهندية في تلك البيانات إلى افتراض أنه لا فترات الجفاف الممتدة التي تستمر لعدة سنوات ولا حالات الجفاف المتكررة هي جوانب جوهرية لتقلباتها. هذه النظرة المطمئنة على ما يبدو تُعلم حاليًا البنية التحتية لموارد المياه في المنطقة الحالية.

ومع ذلك ، فإن دليل الصواعد القاسية على موجات الجفاف الشديدة التي طال أمدها على مدى الألف عام الماضية يرسم صورة مختلفة.

يشير إلى أن فترة الآلات القصيرة لا تعكس النطاق الكامل لتقلب الرياح الموسمية الهندية. كما يثير تساؤلات حول موارد المياه الحالية في المنطقة ، وسياسات الاستدامة والتخفيف التي تقلل من إمكانية حدوث حالات جفاف طويلة الأمد في المستقبل.

كيف تلتقط الصواعد تاريخ الرياح الموسمية للمنطقة؟

لإعادة بناء الاختلافات السابقة في هطول الأمطار ، قمنا بتحليل الصواعد من كهف Mawmluh ، بالقرب من بلدة Cherrapunji في ولاية ميغالايا – أحد أكثر المواقع رطوبة في العالم.

الصواعد هي هياكل مخروطية تنمو ببطء من الألف إلى الياء ، بمعدل حوالي مليمتر واحد كل 10 سنوات. محاصرون داخل طبقات نموهم كميات صغيرة من اليورانيوم وعناصر أخرى تم الحصول عليها عندما تسللت مياه الأمطار إلى الصخور والتربة فوق الكهف. بمرور الوقت ، يتحلل اليورانيوم المحاصر في الصواعد إلى الثوريوم بوتيرة يمكن التنبؤ بها ، لذلك يمكننا معرفة عمر كل طبقة نمو الصواعد عن طريق قياس نسبة اليورانيوم إلى الثوريوم.

يأتي الأكسجين الموجود في جزيئات مياه الأمطار في نوعين أساسيين من النظائر – ثقيلة وخفيفة. مع نمو الصواعد ، فإنها تحبس في بنيتها نسب نظائر الأكسجين لمياه الأمطار المتسربة التي تتسرب إلى الكهف. يمكن أن تنشأ اختلافات طفيفة في هذه النسبة من مجموعة من الظروف المناخية في وقت سقوط مياه الأمطار في الأصل.

أظهر بحثنا السابق في هذا المجال أن الاختلافات في نسب نظائر الأكسجين في مياه الأمطار ، وبالتالي ، في الصواعد ، تتبع التغيرات في الوفرة النسبية لمصادر الرطوبة المختلفة التي تساهم في هطول الأمطار الموسمية الصيفية.

خلال السنوات التي يكون فيها دوران الرياح الموسمية ضعيفًا ، ينشأ هطول الأمطار هنا بشكل أساسي من الرطوبة التي تبخرت من بحر العرب القريب. ومع ذلك ، خلال سنوات الرياح الموسمية القوية ، يجلب دوران الغلاف الجوي كميات وفيرة من الرطوبة إلى هذه المنطقة على طول الطريق من جنوب المحيط الهندي.

يحتوي مصدرا الرطوبة على بصمات مختلفة تمامًا لنظائر الأكسجين ، ويتم الحفاظ على هذه النسبة بأمانة في الصواعد. يمكننا استخدام هذا الدليل للتعرف على القوة الكلية لشدة الرياح الموسمية في وقت تشكل الصواعد. قمنا بتجميع تاريخ هطول الأمطار الموسمية من خلال استخراج كميات دقيقة من كربونات الكالسيوم من حلقات نموها ثم قياس نسب نظائر الأكسجين. لترسيخ سجل المناخ لدينا على سنوات تقويمية دقيقة ، قمنا بقياس نسبة اليورانيوم والثوريوم.

الخطوات التالية

يمكن أن تخبر سجلات المناخ القديم عادة ماذا وأين ومتى حدث شيء ما. لكن في كثير من الأحيان ، لا يستطيعون وحدهم الإجابة عن سبب أو كيف حدث شيء ما.

تظهر دراستنا الجديدة أن فترات الجفاف الممتدة حدثت بشكل متكرر خلال آلاف السنين الماضية ، لكننا لا نملك فهمًا جيدًا لسبب فشل الرياح الموسمية في تلك السنوات. كما كشفت دراسات مماثلة باستخدام قلب الجليد في الهيمالايا وحلقات الأشجار والكهوف الأخرى عن فترات جفاف طويلة ولكنها تواجه نفس التحدي.

في المرحلة التالية من دراستنا ، نتعاون مع مصممي نماذج المناخ لإجراء دراسات نمذجة بديلة منسقة نأمل أن تقدم مزيدًا من التبصر في ديناميات المناخ التي أدت إلى استمرار فترات الجفاف الطويلة هذه خلال الألفية الماضية.