عندما كانت جرينلاند خضراء:تقدم التربة القديمة الموجودة تحت ميل من الجليد تحذيرات للمستقبل

منذ حوالي 400 ألف سنة، كانت أجزاء كبيرة من جرينلاند خالية من الجليد.تنعم التندرا المخملية بأشعة الشمس على المرتفعات الشمالية الغربية للجزيرة.تشير الأدلة إلى أن أ غابة شجرة التنوب غطت الأشجار التي تعج بالحشرات الجزء الجنوبي من جرينلاند.وكان مستوى سطح البحر العالمي أعلى بكثير في ذلك الوقت، بين 20 و40 قدمًا فوق مستويات اليوم.وفي جميع أنحاء العالم، كانت الأرض التي تؤوي اليوم مئات الملايين من الناس مغمورة بالمياه.

لقد عرف العلماء منذ فترة أن الغطاء الجليدي في جرينلاند قد اختفى في الغالب في مرحلة ما من العام مليون سنة الماضية, ، ولكن ليس بالضبط متى.

وفي دراسة جديدة في مجلة العلوم, حددنا التاريخ باستخدام التربة المجمدة تم استخراجها خلال الحرب الباردة من أسفل قسم يبلغ سمكه ميلًا تقريبًا من الغطاء الجليدي في جرينلاند.

إن التوقيت ــ منذ حوالي 416 ألف سنة، مع استمرار الظروف الخالية من الجليد إلى حد كبير لمدة تصل إلى 14 ألف سنة ــ أمر مهم.في ذلك الوقت، الأرض وما عليها البشر الأوائل كانوا يمرون بواحدة من أطول الفترات بين الجليدية منذ أن غطت الصفائح الجليدية خطوط العرض العليا لأول مرة قبل 2.5 مليون سنة.

إن طول هذا الاحترار الطبيعي وحجمه وتأثيراته يمكن أن يساعدنا في فهم الأرض التي يخلقها الإنسان الحديث الآن للمستقبل.

عالم محفوظ تحت الجليد

في يوليو 1966، علماء أمريكيون وأمريكيون.أكمل مهندسو الجيش جهدًا دام ست سنوات لتحقيق ذلك الحفر من خلال الغطاء الجليدي في جرينلاند.تم الحفر في معسكر القرن, ، إحدى القواعد العسكرية الأكثر غرابة – لقد كانت كذلك تعمل بالطاقة النووية وتتكون من سلسلة من الأنفاق المحفورة في الغطاء الجليدي في جرينلاند.

كان موقع الحفر في شمال غرب جرينلاند على بعد 138 ميلاً من الساحل ويقع أسفله بمقدار 4560 قدمًا من الجليد.وبمجرد وصولهم إلى قاع الجليد، واصل الفريق حفر 12 قدمًا أخرى في التربة الصخرية المتجمدة بالأسفل.

في عام 1969، كشف تحليل الجيوفيزيائي ويلي دانسجارد للنواة الجليدية من معسكر القرن لأول مرة تفاصيل كيفية تغير مناخ الأرض. تغيرت بشكل كبير على مدى 125000 سنة الماضية.وقد أفسحت الفترات الجليدية الباردة الممتدة، التي تمدد فيها الجليد بسرعة، المجال للفترات الجليدية الدافئة عندما ذاب الجليد وارتفع مستوى سطح البحر، مما أدى إلى إغراق المناطق الساحلية حول العالم.

على مدار ما يقرب من 30 عامًا، لم يول العلماء سوى القليل من الاهتمام للتربة المتجمدة التي يبلغ ارتفاعها 12 قدمًا من معسكر القرن.دراسة واحدة تحليل الحصى لفهم الأساس الموجود أسفل الطبقة الجليدية.واقترح آخر بشكل مثير للاهتمام أن التربة متجمدة الأدلة المحفوظة في وقت أكثر دفئا من اليوم.ولكن مع عدم وجود طريقة لتأريخ المادة، لم يهتم سوى عدد قليل من الناس بهذه الدراسات.وبحلول التسعينيات، اختفت نواة التربة المتجمدة.

منذ عدة سنوات مضت، عثر زملاؤنا الدنماركيون على التربة المفقودة مدفونة عميقًا في ثلاجة كوبنهاجن، وقمنا بتشكيل مجموعة الفريق الدولي لتحليل أرشيف المناخ المتجمد الفريد هذا.

وفي العينة العليا، وجدناها محفوظة تمامًا النباتات الأحفورية - دليل إيجابي على أن الأرض الموجودة أسفل معسكر القرن كانت خالية من الجليد في وقت ما في الماضي - ولكن متى؟

يؤرخ الصخور القديمة والأغصان والأوساخ

باستخدام عينات مقطوعة من مركز قلب الرواسب وتم إعدادها وتحليلها في الظلام بحيث تحتفظ المادة بذاكرة دقيقة لآخر تعرض لها لأشعة الشمس، نعلم الآن أن الطبقة الجليدية التي تغطي شمال غرب جرينلاند - التي يبلغ سمكها اليوم حوالي ميل - اختفت خلال الفترة الدافئة الطبيعية الممتدة يعرفه علماء المناخ باسم نظام المعلومات 11, منذ ما بين 424000 إلى 374000 سنة مضت.

لكي نحدد بشكل أكثر دقة متى ذابت الطبقة الجليدية، قام أحدنا، تامي ريتنور, ، استخدمت تقنية تعرف باسم التأريخ التلألؤي.

مع مرور الوقت، تتراكم المعادن الطاقة كعناصر مشعة مثل اليورانيوم والثوريوم والبوتاسيوم وتتحلل وتطلق الإشعاع.كلما طالت فترة دفن الرواسب، زاد تراكم الإشعاع كإلكترونات محاصرة.

وفي المختبر، تقيس الأدوات المتخصصة أجزاء صغيرة من الطاقة، المنبعثة على شكل ضوء من تلك المعادن.يمكن استخدام هذه الإشارة لحساب المدة التي دُفنت فيها الحبوب، حيث أن التعرض الأخير لأشعة الشمس كان سيحرر الطاقة المحتبسة.

مختبر بول بيرمان قام الباحثون في جامعة فيرمونت بتأريخ آخر مرة تم فيها العثور على العينة بالقرب من السطح بطريقة مختلفة، باستخدام نظائر مشعة نادرة من الألومنيوم والبريليوم.

تتشكل هذه النظائر عندما تصطدم الأشعة الكونية، التي تنشأ بعيدًا عن نظامنا الشمسي، بالصخور الموجودة على الأرض.ولكل نظير نصف عمر مختلف، مما يعني أنه يضمحل بمعدل مختلف عند دفنه.

عن طريق قياس كلا النظائر في نفس العينة، الجيولوجي الجليدي درو المسيح كان قادرًا على تحديد أن ذوبان الجليد قد كشف الرواسب على سطح الأرض لمدة تقل عن 14000 عام.

نماذج الصفائح الجليدية التي تديرها بنيامين كيسلينج, ، والتي تدمج الآن معرفتنا الجديدة بأن معسكر القرن كان خاليًا من الجليد قبل 416000 عام، تظهر أن الغطاء الجليدي في جرينلاند لا بد أن يكون قد تقلص بشكل كبير في ذلك الوقت.

وعلى أقل تقدير، تراجعت حافة الجليد لعشرات إلى مئات الأميال حول جزء كبير من الجزيرة خلال تلك الفترة.أدت المياه الناتجة عن ذوبان الجليد إلى رفع مستوى سطح البحر العالمي بما لا يقل عن 5 أقدام وربما يصل إلى 20 قدمًا مقارنة باليوم.

تحذيرات للمستقبل

تحذر التربة المتجمدة القديمة من أسفل الغطاء الجليدي في جرينلاند من المتاعب المقبلة.

خلال العصر الجليدي MIS 11، كانت الأرض دافئة وكانت الصفائح الجليدية مقتصرة على خطوط العرض العليا، مثلما هو الحال اليوم. مستويات ثاني أكسيد الكربون وظلت النسبة في الغلاف الجوي بين 265 و280 جزءًا في المليون لمدة 30 ألف سنة تقريبًا.واستمر MIS 11 لفترة أطول من معظم العصور الجليدية بسبب تأثير شكل مدار الأرض حول الشمس على الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى القطب الشمالي.وعلى مدى هذه الألفية الثلاثين، أدى هذا المستوى من ثاني أكسيد الكربون إلى ارتفاع درجة حرارة الأرض بما يكفي لإذابة جزء كبير من جليد جرينلاند.

اليوم، يحتوي غلافنا الجوي على ثاني أكسيد الكربون بمقدار 1.5 مرة أكثر مما كان عليه في MIS 11 420 جزء في المليون, ، وهو التركيز الذي ارتفع كل عام.يحبس ثاني أكسيد الكربون الحرارة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب.ووجود كميات كبيرة منه في الغلاف الجوي يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة العالمية، كما يشهد العالم الآن.

على مدى العقد الماضي، ومع استمرار ارتفاع انبعاثات الغازات الدفيئة، شهد البشر السنوات الثماني الأكثر حرارة على الإطلاق.شهد يوليو 2023 الأسبوع الأكثر سخونة على الإطلاق, ، بناء على بيانات أولية.مثل هذه الحرارة يذوب صفائح الجليد, كما يؤدي فقدان الجليد إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب، حيث تمتص الصخور الداكنة ضوء الشمس الذي كان ينعكس في السابق من الجليد الأبيض الساطع والثلج.

وحتى لو توقف الجميع عن حرق الوقود الأحفوري غدا، فإن مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ستفعل ذلك تبقى مرتفعة لآلاف إلى عشرات الآلاف من السنين.وذلك لأن ثاني أكسيد الكربون يستغرق وقتًا طويلاً للانتقال إلى التربة والنباتات والمحيطات والصخور.نحن نعمل على تهيئة الظروف الملائمة لفترة طويلة جدًا من الدفء، تمامًا مثل MIS 11.

وما لم يخفض الناس تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بشكل كبير، فإن الأدلة التي وجدناها عن ماضي جرينلاند تشير إلى مستقبل خالٍ من الجليد إلى حد كبير للجزيرة.

كل ما يمكننا القيام به للحد من انبعاثات الكربون و عزل الكربون الموجود بالفعل في الغلاف الجوي سيزيد من فرص بقاء المزيد من الجليد في جرينلاند.

والبديل هو عالم يمكن أن يشبه إلى حد كبير نظام المعلومات الإدارية 11 - أو حتى أكثر تطرفا:أرض دافئة، وتقلص الصفائح الجليدية، وارتفاع مستوى سطح البحر، وأمواج تتدحرج فوق ميامي ومومباي والهند والبندقية بإيطاليا.