برای سال‌ها، دانشمندان در تلاش بوده‌اند تا دو سوال اساسی درباره کره زمین را پاسخ دهند: اول، چه چیزی باعث تشکیل صفحات یخی عظیم در طول آخرین عصر یخبندان شد؟ دوم، این صفحات چگونه توانستند به سرعت گسترش یابند؟ بررسی‌های اخیر از سوی محققان دانشگاه آریزونا سرنخ‌های جدیدی ارائه کرده است که نه تنها برای آخرین عصر یخبندان، بلکه برای دیگر دوره‌های یخبندان زمین نیز کاربرد دارد. این تحقیق که در نشریه معتبر Nature Geoscience منتشر شده است، با شبیه‌سازی‌های پیشرفته به بررسی چرخه‌های یخبندان و گرمایش زمین و گسترش سریع صفحات یخی در نیم‌کره شمالی پرداخته است. این صفحات یخی در گذشته بخش‌های وسیعی از کانادا، سیبری و حتی اروپا را پوشش داده‌اند.
100,000 سال پیش: شروع یک سرمایش بزرگ
حدود 100,000 سال پیش، زمین یک دوره سرمایش شدید را تجربه کرد. در این زمان، حیوانات عظیم‌الجثه‌ای مانند ماموت‌ها در مناظر یخ‌زده شمالی پرسه می‌زدند. در طول 10,000 سال، یخچال‌های کوچک کوهستانی به تدریج رشد کردند و به صفحات یخی عظیمی تبدیل شدند که اکنون با نام “صفحات یخی کانادایی و اسکاندیناوی” شناخته می‌شوند. اما پرسش اصلی این است: چگونه مناطقی معتدل‌تر مانند اسکاندیناوی که تابستان‌های نسبتاً گرم‌تری دارند، توانستند یخچال‌های بزرگ تشکیل دهند؟
مارکوس لوفورستروم (Marcus Lofverstrom)، نویسنده اصلی این تحقیق و استاد زمین‌شناسی در دانشگاه آریزونا، توضیح می‌دهد که اقلیم اسکاندیناوی و کانادا به دلایلی متفاوت است. در حالی که کانادا با سرمای شدید طبیعی‌اش همیشه مستعد تشکیل یخچال است، اسکاندیناوی به دلیل تأثیر جریان‌های گرم آتلانتیک شمالی، در تابستان‌ها آب و هوای معتدل‌تری دارد. بنابراین، انتظار می‌رود که اسکاندیناوی در شرایط طبیعی عمدتاً بدون یخ باقی بماند.
پاسخ معما: گذرگاه‌های اقیانوسی کانادا
کلید این معما در نقش گذرگاه‌های اقیانوسی کانادا نهفته است. این گذرگاه‌ها، که در میان جزایر شمال کانادا قرار دارند، مسیرهایی حیاتی برای جریان‌های آب گرم آتلانتیک شمالی محسوب می‌شوند.
تیم تحقیقاتی لوفورستروم از مدل پیشرفته Community Earth System Model استفاده کرد تا شرایط اقلیمی 100,000 سال پیش را شبیه‌سازی کند. این شبیه‌سازی نشان داد که بسته شدن این گذرگاه‌ها، احتمالاً به دلیل تشکیل یخ دریایی، نقش مهمی در تغییرات اقلیمی ایفا کرده است. تا زمانی که این گذرگاه‌ها باز بودند، جریان‌های اقیانوسی اجازه نمی‌دادند اسکاندیناوی دچار سرمای شدید شود. اما پس از مسدود شدن این گذرگاه‌ها، جریان‌های گرم به طور قابل توجهی کاهش یافتند و سرما به مناطق معتدل‌تری مانند اسکاندیناوی گسترش یافت. این اتفاق امکان تشکیل یخچال‌ها را در این منطقه فراهم کرد.
برای تأیید این نظریه، دانشمندان به رسوبات دریایی آتلانتیک شمالی نگاه کردند. این رسوبات نشان دادند که یخچال‌های کانادایی چند هزار سال زودتر از یخچال‌های اسکاندیناوی تشکیل شده‌اند. همچنین، تضعیف جریان‌های اقیانوسی در همان دوره زمانی مشاهده شده است. این شواهد با پیش‌بینی‌های مدل‌سازی کاملاً منطبق بود و اعتبار بیشتری به نظریه تیم تحقیقاتی بخشید.
اهمیت تحقیق: از گذشته تا آینده
درک چرایی و چگونگی وقوع یخبندان‌های گذشته فقط برای فهم تاریخ اقلیم زمین مهم نیست؛ بلکه برای پیش‌بینی تغییرات اقلیمی آینده نیز بسیار حیاتی است. حتی کوچک‌ترین تغییرات در سیستم اقلیمی کره خاکی ما می‌تواند به تغییراتی عظیم منجر شود، همان‌طور که در گذشته نیز اتفاق افتاده است.
لوفورستروم می‌گوید که این تحقیق نه تنها به توضیح عصرهای یخبندان بزرگ، بلکه به درک دوره‌های کوتاه سرمای شدید مانند “یانگر درایاس” (Younger Dryas) کمک می‌کند. این دوره سرد کوتاه در انتهای آخرین عصر یخبندان رخ داد و مسیر گرمایش زمین را مختل کرد.
این تحقیق همچنین، نشان می‌دهد که تغییرات کوچک در جریان‌های اقیانوسی یا یخچال‌ها می‌توانند تأثیرات بسیار بزرگی بر سطح آب دریاها، دمای جهانی و اقلیم داشته باشند. این یافته‌ها برای درک نحوه واکنش سیستم اقلیمی زمین به تغییرات امروزی، از جمله گرمایش جهانی، بسیار مهم است.
استقبال جامعه علمی
پروفسور آندرس لوورمان (Anders Levermann) از مؤسسه پوتسدام، این مطالعه را “گامی مهم در حل یکی از اسرار بزرگ اقلیم زمین” توصیف کرده است. این پژوهش نمونه‌ای از موفقیت همکاری‌های بین‌رشته‌ای است که با ترکیب تخصص در علوم زمین‌شناسی، اقیانوس‌شناسی و مدل‌سازی اقلیمی حاصل شده است.
لوفورستروم و تیمش قصد دارند به مطالعه عوامل پیچیده تأثیرگذار بر چرخه‌های یخبندان ادامه دهند. او امیدوار است که یافته‌های این تحقیق الهام‌بخش پژوهش‌های بیشتری در این زمینه باشد.
نتیجه‌گیری
تحقیقات جدید نشان می‌دهد که تغییرات کوچک در سیستم اقلیمی می‌توانند تأثیرات بزرگ و ماندگاری داشته باشند. این کشف نه تنها به حل یکی از اسرار تاریخ اقلیم زمین کمک می‌کند، بلکه به ما یادآوری می‌کند که تغییرات اقلیمی امروز، هر چند کوچک، ممکن است پیامدهای غیرمنتظره و عمیقی به همراه داشته باشند.
