تقدم بذور الخشخاش القديمة وخشب الصفصاف أدلة على الانهيار الأخير للغطاء الجليدي في جرينلاند ولمحة عن مستقبل أكثر دفئًا

عندما ركزنا مجهرنا على عينة التربة لأول مرة، ظهرت أجزاء من المواد العضوية:بذرة خشخاش صغيرة، والعين المركبة للحشرة، وأغصان الصفصاف المكسورة، وجراثيم الطحالب.هيمنت على رؤيتنا المجالات ذات الألوان الداكنة التي تنتجها فطريات التربة.

وكانت هذه لا لبس فيه بقايا النظام البيئي التندرا في القطب الشمالي - والدليل على أن الغطاء الجليدي في جرينلاند بالكامل قد اختفى مؤخرًا أكثر مما يدركه الناس.

جاءت هذه التلميحات الصغيرة عن الحياة الماضية من مكان غير متوقع على الإطلاق، وهو حفنة من التربة كانت مدفونة تحت ميلين من الجليد أسفل قمة الغطاء الجليدي في جرينلاند.توقعات ذوبان الغطاء الجليدي في المستقبل لا لبس فيها:عندما يختفي الجليد في القمة، على الأقل 90% سوف يذوب جليد جرينلاند.

في عام 1993، أكمل الحفارون في القمة مشروع الغطاء الجليدي الثاني في جرينلاند، أو GISP2، الملقب بـ آلة الزمن مسافة ميلين.جاءت البذور والأغصان والأبواغ التي عثرنا عليها من بضع بوصات من التربة في الجزء السفلي من تلك النواة، وهي التربة التي تم دفنها جافة، ولم يمسها أحد لمدة ثلاثة عقود في بيئة بلا نوافذ. منشأة تخزين كولورادو.

يعتمد تحليلنا الجديد على عمل الآخرين الذين فعلوا ذلك على مدار العقد الماضي متكسرة بعيدا عن الاعتقاد أن الغطاء الجليدي في جرينلاند كان موجودًا بشكل مستمر منذ 2.6 مليون سنة على الأقل عندما بدأت العصور الجليدية في العصر الجليدي.في عام 2016، قام العلماء بقياس النظائر النادرة في الصخور من أعلى وأسفل عينة التربة GISP2، واستخدموا نماذج تشير إلى أن الجليد قد اختفى مرة واحدة على الأقل. خلال 1.1 مليون سنة الماضية.

الآن، من خلال العثور على بقايا التندرا المحفوظة جيدًا، أكدنا أن الغطاء الجليدي في جرينلاند قد ذاب بالفعل من قبل وكشف الأرض الموجودة أسفل القمة لفترة كافية لتتشكل التربة ولكي تنمو التندرا هناك.وهذا يخبرنا أن الطبقة الجليدية هشة ويمكن أن تذوب مرة أخرى.

منظر طبيعي مع الخشخاش القطبي الشمالي والطحالب

بالنسبة للعين المجردة، فإن الأجزاء الصغيرة من الحياة الماضية غير ملحوظة - بقع داكنة، تطفو بين حبيبات لامعة من الطمي والرمل.ولكن، تحت المجهر، فإن القصة التي يروونها مذهلة.ترسم البذور والأبواغ الضخمة وأجزاء الحشرات معًا صورة لبيئة باردة وجافة وصخرية كانت موجودة في وقت ما خلال المليون سنة الماضية.

فوق سطح الأرض، نما الخشخاش القطبي الشمالي بين الصخور.فوق كل ساق من هذه العشبة الصغيرة ولكن العنيدة، كانت هناك زهرة مقعرة واحدة تتبع الشمس عبر السماء لتحقيق أقصى استفادة من ضوء كل يوم.

كانت الحشرات الصغيرة تطن فوق حصائر من الطحالب الصخرية الصغيرة، وتزحف عبر السطح الحصوي وتحمل الجراثيم في الصيف.

في التربة الصخرية كانت هناك كرات داكنة تسمى التصلب، تنتجها الفطريات التي تتحد مع جذور النباتات في التربة لمساعدة كليهما في الحصول على العناصر الغذائية التي يحتاجانها.في مكان قريب، تتكيف شجيرات الصفصاف مع الحياة في التندرا القاسية بحجمها الصغير وشعرها الغامض الذي يغطي سيقانها.

تركت كل من هذه الكائنات الحية أدلة خلفها في تلك الحفنة من التربة - الدليل الذي أخبرنا أن جليد جرينلاند قد تم استبداله ذات يوم بنظام بيئي قوي للتندرا.

الجليد في جرينلاند هش

اكتشافاتنا، التي نشرت في أغسطس.5, 2024, في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم, أثبت الباحثون أن جليد جرينلاند معرض للانصهار عند تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أقل مما هي عليه اليوم.وقد دفعت المخاوف بشأن هذه الثغرة الأمنية العلماء إلى دراسة الغطاء الجليدي منذ الخمسينيات.

في ستينيات القرن الماضي، استخرج فريق من المهندسين أول قلب جليدي عميق في العالم معسكر القرن, ، أ قاعدة عسكرية تعمل بالطاقة النووية بنيت في الغطاء الجليدي على بعد أكثر من 100 ميل من الساحل الشمالي الغربي لجرينلاند.لقد درسوا الجليد، لكن لم يكن لديهم فائدة تذكر لقطع الصخور والتربة التي نشأت في قاع النواة.تم تخزينها ثم فقدت حتى عام 2019، عندما تم تخزينها أعيد اكتشافه في ثلاجة المختبر.وكان فريقنا من بين العلماء الذين تم استدعاؤهم لتحليلها.

وفي تربة معسكر القرن، وجدنا أيضًا بقايا نباتات وحشرات كانت موجودة مجمدة تحت الجليد.باستخدام النظائر النادرة و تقنيات التلألؤ, ، تمكنا من تأريخهم إلى فترة ما منذ حوالي 400000 سنة, عندما كانت درجات الحرارة مماثلة اليوم.

نواة جليدية أخرى، DYE-3 من جنوب جرينلاند، تحتوي على الحمض النووي يظهر أن غابات التنوب غطت ذلك الجزء من الجزيرة في وقت ما خلال المليون سنة الماضية.

وتقدم الأدلة البيولوجية حجة مقنعة بشأن هشاشة الغطاء الجليدي في جرينلاند.معًا، يمكن للنتائج التي تم الحصول عليها من ثلاثة عينات جليدية أن تعني شيئًا واحدًا فقط:وباستثناء محتمل لعدد قليل من المناطق الجبلية في الشرق، لا بد أن الجليد قد ذاب من الجزيرة بأكملها في المليون سنة الماضية.

فقدان الطبقة الجليدية

عندما يختفي الجليد في جرينلاند، تتغير جغرافية العالم ــ وهذه مشكلة بالنسبة للبشرية.

ومع ذوبان الغطاء الجليدي، سيرتفع مستوى سطح البحر في النهاية أكثر من 23 قدمًا، و سوف تغرق المدن الساحلية.وستكون معظم مدينة ميامي تحت الماء، وكذلك الكثير من مدن بوسطن ونيويورك ومومباي وجاكرتا.

اليوم، يرتفع مستوى سطح البحر بمعدل أكثر من بوصة كل عقد, وفي بعض الأماكن أسرع عدة مرات.وبحلول عام 2100، عندما يصبح أطفال اليوم أجداداً، فمن المرجح أن يكون مستوى سطح البحر في جميع أنحاء العالم أعلى بعدة أقدام.

استخدام الماضي لفهم المستقبل

يؤدي الفقدان السريع للجليد إلى تغيير القطب الشمالي.تساعد البيانات المتعلقة بالأنظمة البيئية السابقة، مثل تلك التي جمعناها من تحت جليد جرينلاند، العلماء على فهم كيف ستتغير بيئة القطب الشمالي مع ارتفاع درجة حرارة المناخ.

عندما ترتفع درجات الحرارة، يذوب الثلج الأبيض الناصع ويتقلص الجليد، مما يؤدي إلى ظهور الصخور الداكنة والتربة التي تمتص حرارة الشمس.القطب الشمالي هو تصبح أكثر اخضرارا مع مرور كل عام، ذوبان التربة الصقيعية الكامنة وإطلاق المزيد من الكربون الذي من شأنه أن يزيد من ارتفاع درجة حرارة الكوكب.

إن تغير المناخ الذي يسببه الإنسان يسير بخطى سريعة لتدفئة القطب الشمالي وجرينلاند بما يتجاوز درجات الحرارة التي شهدتها منذ ملايين السنين. لإنقاذ الجليد في جرينلاند, تشير الدراسات إلى أن العالم سيحتاج إلى وقف انبعاثات الغازات الدفيئة من أنظمة الطاقة لديه تقليل مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

إن فهم الظروف البيئية التي أدت إلى الاختفاء الأخير للغطاء الجليدي، وكيفية استجابة الحياة في جرينلاند، سيكون أمرا بالغ الأهمية لقياس المخاطر المستقبلية التي تواجه الغطاء الجليدي والمجتمعات الساحلية في جميع أنحاء العالم.