حتی اگر نشنیده باشید که سال ۲۰۱۰ گرم‌ترین سال در قرن‌های اخیر لقب گرفته است، باز هم احتمالاً دمای بالای هوا در تابستان امسال (1390 خورشیدی) به شما فهمانده که اتفاق عجیبی در آب و هوای زمین در حال رخ دادن است. خیلی‌ها انقلاب صنعتی و تولید غیرطبیعی گاز دی‌اکسیدکربن را مقصر این پدیده می‌دانند؛ اما آیا واقعا انسان مقصر اصلی این تغییرات آب‌وهوایی است؟

 

طوفان مغناطیسی، آتشفشان و زمین برشته | عصر یخبندان یا گرمایش جهانی| زنگ‌ها برای زمین به صدا در می‌آیند
 

بی‌شک انسان در آنچه امروزه به عنوان گرم شدن جهانی از اخبار و رسانه‌ها می‌شنویم و می‌بینیم، نقش مؤثری داشته است. دخالت و برداشت بی حد و حصر نوع بشر در طبیعت باعث دگرگونی عظیمی شده که هیچ کس نمی‌تواند آن را انکار نماید و یا آینده این تحولات را به درستی پیش‌بینی نماید. اما در طول تاریخ مسکونی شدن زمین این اولین باری نیست که سیاره آبی و به ظاهر آرام ما برشته می‌شود. دوره‌های بی‌اندازه گرم و یا سرد زمین نتیجه مستقیم یا غیرمستقیم عوامل متعددی است که از قلب سیاره ما آغاز شده و تا عمق فضا پیش می‌رود. در ادامه قصد داریم به بررسی یک عامل فضایی بپردازیم که می‌تواند اقلیم سیاره حساس ما را به شدت تحت تأثیر خود قرار دهد. در انتها نیز به جمع‌بندی مباحث عنوان شده در سه قسمت مقاله‌های گرمایش جهانی خواهیم پرداخت.

 این مقاله قسمت سوم و آخر از یک مجموعه سه قسمتی درباره نقش عوامل طبیعی بر گرمایش جهانی است. برای درک بهتر موضوع بهتر است که قسمت اول و  دوم را قبلاً مطالعه فرمایید.
 

o بلای آسمانی

دانشمندی به نام مایک بایلی از دانشگاه کویین واقع در شهر بلفاست زمانیکه بر روی حلقه‌های درختان کهن بلوط در شمال ایرلند مطالعه می‌کرد با چند حلقه بسیار باریک روبرو شد. از آنجاییکه حلقه‌های هر درخت نمایانگر میزان رشد درخت درهر سال می‌باشند٬ یافته بایلی نشان می‌داد که در آن سال بخصوص رویدادی بزرگ باعث شده تا درختان آن منطقهرشد خوبی نداشته باشند و برای بقای خود به سختی تلاش کنند. پس از تحقیقات بسیار مشخص شد که حلقه‌های نازک مربوط به سالهای ۲۳۵۴٬ ۱۶۲۸٬ ۱۱۵۹ و ۲۰۸ قبل از میلاد و در نهایت  ۵۳۶ پس از میلاد می‌باشند.

اما آنچه باعث توجه بیشتر بایلی به حلقه‌های ضعیف سال ۵۳۶ میلادی گردید٬ شواهد متعددی بود که از سرتاسر زمین به دست می‌آمد. حلقه‌های ضعیف از سیبری تا غرب اروپا و از شمال تا جنوب آمریکا دیده شدند.همچنین نشانه‌هایی از ایتالیا تا چیننیز به دست آمدند. همه این مدارک نشان می‌دادند که در سال ۵۳۶ میلادی شرایط بد آب و هواییسرتاسر زمین را درنوردیده و قحطی‌های بزرگی حادث شده است.

بایلی تصمیم گرفت برای رسیدن به دلیل این بلای جهانی سری به داستان‌ها و افسانه‌ها بزند. او در کمال تعجب متوجه شد که در آن محدوده زمانی تمدن‌ها و اجتماعات کوچک فراوانی دستخوش نیستی و نابودی شده‌اند. تا اینکه نتیجه تحقیقات چند اخترفیزیکدان انگلیسی بر ایای مشاهدات ثبت شده منجمان قدیمی چینی به دست بایلی رسید که در آنها قید شده بود در محدوده سال‌های ۴۰۰ تا ۶۰۰ پس از میلاد٬ میزان بارش‌های شهاب‌سنگی به شدت افزایش یافته بود.

بایلی حال می‌توانست تئوری خود را مستند به شواهد فراوانی ارائه دهد که در سال ۵۳۶ میلادی زمین شاهد برخوردی مرگ‌بار با یک دنباله‌دار و یا سیارک سرگردان بوده است. برخورداین صخره بزرگ و سرگردان فضایی به زمین و پخش گردو غبار ناشی از آن در سرتاسر این سیاره باعث شده تا انرژی خورشیدی کمتریبه سطح زمین برسد و متعاقب آن فعالیت‌های نباتی و رشد و نمو گیاهان به شدت کاهش پیدا کند.

کاهش تولید گیاه باعث کاهش جمعیت جانوری شده و بنابراین زندگی انسان نیز به خطر افتاده است. جوامع کوچک‌تر که طبعاً آسیب‌پذیرتر هستند در اثر این رویداد به سراشیبی نابودی رانده شدند.

اما برخورد شهاب‌سنگ تنها خطری نیست که از ماوراء جو زمین ما را تهدید می‌کند. زمین بخش کوچکی از منظومه شمسی است که بناچار و به دنبال تک ستاره خود، خورشید به دور کهکشان راه شیری می‌چرخد. سامانه خورشیدی ما علاوه بر گردش به دور مرکز کهکشان در موقعیت همیشگی خود در لبه بیرونی یکی از بازوهای این کهکشان دائماً بالا و پایین می‌رود.

این تصویر بازسازی شده٬ موقعیت خورشید را در کهکشان راه‌شیری نشان می‌دهد

مجموع این حرکات باعث می‌گردد تا هر ۱۴۳ میلیون سال یکبار میزان دریافت تشعشعات کیهانی توسط زمین به بیشترین مقدار خود برسد. این دوره ۱۴۳ میلیون ساله بر برخی از تغییرات ناگهانی آب و هوا کاملاً منطبق است. حدس زده می‌شود که دریافت میزان زیادی از تشعشعات کیهانی باعث افزایش تولید ابرها شده و درنتیجه میزان دریافت انرژی خورشیدی کاهش می‌یابد. نتیجه مستقیم این امر آغاز دوره‌های سرد آب و هوایی است. مطالعات نشان می‌دهد که اثر تشعشعات کیهانی بر تغییر شرایط آب و هوایی سیاره زمین دو برابر اثر گلخانه‌ای گاز دی‌اکسید کربن است.

 

o یک گلوله برفی به نام زمین یک نظریه زمین‌شناسی می‌گوید که حدود ۷۰۰ میلیون سال پیش تمام خشکی‌های زمین تشکیل یک قاره متحد به نام ردینیا را داده بودند. در آن زمان دوران یخبندانی آغاز شد و دریاهای قطبی شروع به یخ زدن کردند. بازتاب وسیع نور خورشید باعث شدت گرفتن سیر نزولی دما و افزایش وسعت یخبندان گردید تا جاییکه برای نخستین و آخرین بار در عمر زمین، این سیاره کاملاً یخ زد و به گلوله برفی بزرگی درست مانند اروپا، قمر سیاره مشتری تبدیل شد. وسعت باورنکردنی یخبندان منجر به کشتار وسیع گونه‌های حیاتی و رسوب اجساد آنها در کف اقیانوس گردید.

در آن دوران حیات را می‌شد تنها در کناره‌های دهانه‌های آتش‌فشانی در اعماق دریاها یافت. گونه‌های بسیار ساده‌ای از حیات که خود را با شرایط اسیدی و داغ این گونه محیط‌ها عادت داده بودند٬ از آب داغ و مواد معدنی خروجی از آن انرژی لازم را کسب کرده و از انقراض کامل تخم حیات بر سیاره آبی رنگ ما جلوگیری کردند. زندگی در شرایط بسیار سخت این گونه‌های نادر باعث شده است که دانشمندان امروزه به فکر مطالعه برای استفاده از خصوصیات ژنتیکی آنها برای مقابله با شرایط حاد آب و هوایی برآیند.

اندک اندک و با افزایش فعالیت‌های آتش‌فشانی، حجم دی‌اکسید کربن و سایر گازهای گلخانه‌ای در جو زمین فزونی گرفت. در نتیجه هوا گرم‌تر و گرم‌تر شد. یخ تشکیل شده بر فراز دریاهای استوایی آب شد و سطح تیره دریاها گرمای بیشتری دریافت کردند. زمین دوباره وارد سیکل گرمایش مجدد شده بود و گلوله برفی فضایی می‌رفت که به زودی میزبان گونه‌های متنوعی از جانوران جدید باشد.

 

 

 

بشر قادر به کنترل میزان دریافت تشعشعات کیهانی نیست. ما همچنین در حال حاضر قادر به پرهیز از برخورد سهمگین با یک دنباله‌دار یا سیارک نیز نیستیم. نوع بشر همچنین هیچ کنترلی بر میزان فعالیت آتش‌فشان‌ها یا خورشید ندارد. حرکات منظم و دوره ای زمین در سیکلهای متفاوت نیز کاملاً خارج از کنترل ما است. هر کدام از این اتفاقات اگر در دوره حیات ما رخ دهد شانس (و یا شاید کلمه بهتر بدبیاری باشد) رویارویی با یک دوره یخبندان فاجعه‌آمیز و یا گرمای ویرانگر را خواهیم داشت. اما تاریخ به ما نشان داده است که این سامانه منظم مجدداً قادر به بازسازی خود می‌باشد و این گردش زندگی را سر باز ایستادن نیست.

در سراسر این مقاله مشاهده نمودیم که علل مختلف تغییر آب و هوای زمین به شدت به یکدیگر وابسته هستند و کوچکترین دخالتی در هر کدام می‌تواند کل سیستم را ناپایدار نماید. آیا ما با مصرفبی‌رویه سوخت‌های فسیلی زمین را به دروازه مرگ نزدیک کرده‌ایم. پاسخ این پرسشها را قطعاً زمانی فرزندان ما خواهند داشت اما آیا آن روز ما نزد آنها سربلند خواهیم بود.

همچنین در لابلای خطوط این مقاله دیدیم که گرمایش زمین در این روزگاران تنها محدود به دخالت‌های نابجای انسانی نمی‌شود اما هیچ شکی هم نیست که زیاده‌رویهای نوع بشر شرایط دوره گرمای کنونی را فاجعه‌بارتر نموده است. همیشه در دوره‌های یخبندان و یا سوزان زمین، گونه‌هایی از حیات برای انقراض کاندید شده‌اند. آیا انسانقرار است یکی از این گونه‌ها باشد؟

بی‌قراری زمین

نوار نقاله اقیانوسی تنها بر چگونگی آغاز یا سرعت پایان دوره‌های یخ‌بندان تأثیر دارد اما چه چیزی باعث تولید حجمی چنان انبوه از صفحات یخی پشت بر پشت هم می‌شود که عصری یخ‌زده را به ارمغان می‌آورد. در سال ۱۹۴۱ یک مهندس صربستانی به نام میلوتین میلانکویچ پاسخی برای این پرسش پیشنهاد داد. به نظر او دوره‌های یخبندان زمین به میزان زاویه انحراف این سیاره نسبت به صفحه دایرةالبروج و شکل مدار زمین به دور خورشید وابسته است. قبل از پرداختن به نظریه میلانکویچ باید سه راز را درباره زمین بدانیم. این سه راز باعث می‌شوند تا موقعیت و وضعیت سیاره ما نسبت به خورشید که تنها و بزرگ‌ترین منبع تولید انرژی در نزدیکی ما است تغییر یابد. بدون شک تغییر وضعیت یا موقعیت زمین باعث کاهش یا افزایش دریافت انرژی تابشی از خورشید می‌شود که می‌تواند منجر به ایجاد دوره‌های آب و هوایی یخبندان یا سوزان گردد.

راز اول این است که زمین روی یک مدار نسبتاً بیضی شکل به دور خورشید می‌چرخد. اما نکته اینجا است که در یک دوره یکصد هزار ساله مدار زمین به دور خورشید کشیده‌تر شده و مجدداً به شکل اولیه خود برمی گردد. به زبان دیگر شکل مدار زمین ازتقریباً یک دایره به بیضی تغییر می‌یابد. این موضوع به دلیل اثرات تداخلی سایر سیارات منظومه شمسی و به خصوص سیارات غول‌پیکر گازی و سنگین مانند برجیس (مشتری) و کیوان (زحل) است. اگر بخواهیم کمی از اصطلاحات مکانیک مدارهای فضایی استفاده کنیم٬ باید بگوییم که خروج از مرکز مدار زمین به دور خورشید در هر یکصد هزار سال یک‌بار افزایش یافته و مجدداً کاهش می‌یابد. خروج از مرکز مدارهای دایره‌ای شکل صفر و برای مدارهای بیضی شکل عددی بین صفر تا یک است. افزایش خروج از مرکز به سمت یک نشانه افزایش کشیدگی شکل بیضی مدار می‌باشد.

راز دوم به کجی محور زمین مربوط می‌شود. کجی محور زمین که در حال حاضر حدود  ۵/۲۳ (بیست و سه و نیم)درجه است، عامل اصلی ایجاد فصول در سیاره زمین محسوب می‌گردد. اما این میزان کجی ثابت نیست و در یک دوره زمانی ۴۱ هزار ساله مقدار آن از حداقل ۱/۲۲ (بیست و دو و یک دهم)درجه به حداکثر ۵/۲۴ (بیست و چهار و نیم) درجه می‌رسد. ما اکنون در دوره کاهشی قرار داریم و انتظار می‌رود که کجی محور زمین تا حدود ۸ هزار سال آینده به حداقل مقدار خود برسد.

راز سوم به نوعی با راز دوم در ارتباط است. در واقع محور گردش زمین، خود هر ۲۳۰۰۰ سال یک ‌بار به دور خط عمود بر صفحه دایرةالبروج می‌چرخد و این بدان معنی است که موقعیت زمین روی مدار خود نسبت به خورشید تغییر می‌یابد. مفهوم این حرف این است که ستاره قطبی تا چند هزار سال دیگر٬ جهت شمال را به ما نشان نخواهد داد. این اثر را جابجایی اعتدالین نیز می‌نامند که باعث می‌شود موقعیت برای مثال آغاز زمستان روی مدار زمین به دور خورشید دائماً جابجا شود.

دوره‌های میلانکوویچ بر پایه حرکات مختلف زمین بنا شده است.

مجموعه این سه راز به اضافه سایر عوامل مؤثر تشکیل دوره‌های آب و هوایی را می‌دهند که به دوره‌های میلانکویچ مشهور هستند. تأثیر متقابل این عوامل بر یکدیگر می‌تواند منجر به ایجاد زمستانهایی مرطوب و بالطبع پر برف گردد. در حالی که تابستانهای ملایم و خنک پیش رو قادر به ذوب کامل برف‌های باریده شده نخواهند بود و این چنین لایه بر روی لایه، برف بر زمین خواهد نشست. وجود برف بر زمین باعث بازتاب نور خورشید می‌شود و این خود آب و هوا را به سمت خنک‌تر شدن هدایت خواهد کرد. آب و هوای خنک‌تر باعث بارش بیشتر برف در زمستان آینده و ذوب کمتر آن در تابستان پیش رو خواهد شد و اندک اندک زمین عصر یخبندان دیگری را شاهد خواهد بود. به همین روال حرکات مختلف زمین به دور خود و یا به دور خورشید می‌توان باعث ایجاد دوره‌های داغ و سوزان را نیز فراهم آورد.

هر چه از زمان ارائه نظریه میلانکویچ می‌گذرد، مدارک و شواهد بیشتری برای اثبات این تئوری پیدا شده و مشخص می‌گردد که ایده این مهندس جوان صرب کاملاً بر حق بوده است. یخ‌های گرینلند و قطب جنوب که در طی هزاران سال لایه لایه بر روی هم خفته‌اند همچون دماسنجی باستانی، شواهدی مبنی بر تغییرات آب و هوای سال‌های گذشته را به خوبی در خود حفظ کرده‌اند. کلید اصلی این دماسنج در ایزوتوپ‌های مختلف مولکول اکسیژن است که در لایه‌های یخی شمال و جنوب زمین ذخیره شده‌اند. نتایج داده‌های جمع‌آوری شده از کمپ‌های حفاری متفاوت به خوبی با نظریه میلانکویچ همخوانی دارند.

این تصویر با شبیه‌سازی اطلاعات دمایی و نمونه‌برداری‌های محیطی ساخته شده است و نشان می‌دهد که ارتباط نزدیکی بین زاویه میل مداری و گستردگی یخ‌های قطبی وجود دارد.

 

حال با توجه به این نظریه اثبات شده، ما درباره آینده آب و هوای سیاره زمین چه می‌توانیم بگوییم؟ خوب آنچه مشخص است این است که در حال حاضر زمین مشغول گذر از یک دوره گرم بین دو عصر یخبندان می‌باشد. اکثر دانشمندان معتقد بودند که نوع بشر باید برای یک عصر یخبندان جدید که هر زمانی امکان دارد آغاز گردد، آماده باشد اما دیوید هودل از دانشگاه فلوریدا با این تفکر مخالف است. او بازرسی‌ها و تحقیقات متعدد و مفصلی بر روی رسوبات کف اقیانوس اطلس، دریاچه‌های مختلف و استلاکتیک‌ها داشته است. نتایج تحقیقات او نشان می‌دهد که دوره یخبندان بعدی با حدود ۲۰ هزار سال تأخیر خواهد آمد.

نتایج به دست آمده از تحقیقات دیوید هودل توسط دو محقق دیگر به نام‌های برگر و لوتر نیز مهر تأیید دریافت کرده است. این دو محقق بلژیکی دریافته‌اند که شکل مدار کنونی زمین به دور خورشید باعث خواهد شد تا دوره یخبندان بعدی تا حدود ۵۰ هزار سال دیگر رخ ندهد.این خبر می‌تواند برای کسانی که امیدوار بودند یک دوره یخبندان کوچک بتواند زمین را از شر گرمایش جهانی در امان دارد، ناامید کننده به شمار می‌آید.

در این دو تصویر مساحت مناطق عاری شده از یخ با رنگ نارنجی مشخص شده است. این دو تصویر به خوبی نشان از آن دارد که ما که در دوره‌ای گرم به سر می‌بریم. بسیاری را عقیده بر این است که دخالت‌ها و بی‌مبالاتی‌های انسان باعث شده نظم بین دوره‌های سرد و گرم به هم بریزد. بنابراین دوره سرد بعدی با هزاران سال تأخیر بخ سراغ زمین خواهد آمد. آیا تا آن زمان حیات زمینی فرصت بقا خواهد یافت؟

نوشته شده در دو شنبه 3 بهمن 1390برچسب:,ساعت توسط احسان|