تُظهِر الصواعد القديمة التي يعود تاريخها إلى عام 1,000 من كهف في الهند أن الرياح الموسمية ليست موثوقة إلى حد كبير - حيث تكشف حلقاتها عن تاريخ طويل من موجات الجفاف المميتة

في كهف بعيد في شمال شرق الهند، تتساقط مياه الأمطار ببطء من السقف في نفس الأماكن منذ أكثر من 1000 عام.مع كل قطرة، تتراكم المعادن الموجودة في الماء على الأرض بالأسفل، وتنمو ببطء لتشكل 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 احتمال حدوث موجات جفاف كارثية لعدة سنوات في المستقبل.

من خلال تحليل الكيمياء الجيولوجية لهذه الصواعد في أ دراسة جديدة تم النشر في سبتمبرفي 19 نوفمبر 2022، في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، تمكنا من إنشاء التسلسل الزمني الأكثر دقة حتى الآن للرياح الموسمية الهندية الصيفية على مدى الألفية الماضية.وهو يوثق كيف شهدت شبه القارة الهندية في كثير من الأحيان موجات جفاف طويلة وشديدة لم يسبق لها مثيل خلال الـ 150 عامًا الماضية من الجفاف الموثوق به. الأمطار الموسمية القياسات.

فترات الجفاف التي اكتشفناها تتزامن بشكل مذهل معها الروايات التاريخية عن الجفاف والمجاعات, أحداث الوفيات الجماعية و التغيرات الجيوسياسية في المنطقة.

وهي توضح كيف تزامن تراجع الإمبراطورية المغولية وصناعات النسيج في الهند في ثمانينيات وتسعينيات القرن الثامن عشر مع أشد فترة جفاف استمرت 30 عامًا على مدار الألفية.كان من الممكن أن يتسبب عمق الجفاف ومدته في فشل المحاصيل على نطاق واسع ومستوى المجاعة تمت مناقشتها في وثائق مكتوبة في ذلك الوقت.

جفاف طويل آخر يشمل مجاعة ديكان 1630-1632، وهي واحدة من أكثر موجات الجفاف تدميراً في تاريخ الهند.ومات الملايين من الناس بسبب فشل المحاصيل.في نفس الوقت تقريبًا، كانت العاصمة المغولية المتقنة تم التخلي عن فتحبور سيكري و انهارت مملكة Guge في غرب التبت.

إن النتائج التي توصلنا إليها لها آثار مهمة اليوم على تخطيط المياه في عالم يزداد حرارة، وخاصة بالنسبة للهند، التي تسير بخطى سريعة مع صناعتها الزراعية الضخمة التي تعتمد على الرياح الموسمية. قريبا سيكون الأكثر اكتظاظا بالسكان بلد على هذا الكوكب.

لماذا يهم تاريخ الرياح الموسمية

بدأ العلماء في قياس هطول الأمطار الموسمية في الهند بشكل منهجي باستخدام الأدوات في سبعينيات القرن التاسع عشر تقريبًا.ومنذ ذلك الحين، شهدت الهند حوالي 27 موجة جفاف واسعة النطاق على المستوى الإقليمي.ومن بينها، كانت حالة واحدة فقط ــ في الفترة من 1985 إلى 1987 ــ تعاني من الجفاف لمدة ثلاث سنوات متتالية أو ما هو أسوأ من ذلك.

إن الاستقرار الواضح للرياح الموسمية الهندية في تلك البيانات قد يقود المرء إلى الاعتقاد بأن فترات الجفاف الطويلة التي تدوم عدة سنوات ولا حالات الجفاف المتكررة هي جوانب جوهرية لتقلبها.هذه النظرة التي تبدو مطمئنة حاليًا ترشد البنية التحتية الحالية للموارد المائية في المنطقة.

ومع ذلك، فإن أدلة الصواعد على فترات الجفاف الطويلة والشديدة على مدى الألف عام الماضية ترسم صورة مختلفة.

إنه يشير إلى أن فترة الاستخدام القصيرة لا تلتقط النطاق الكامل لتقلبات الرياح الموسمية الهندية.كما أنه يثير تساؤلات حول الموارد المائية الحالية في المنطقة، والاستدامة وسياسات التخفيف التي تقلل من إمكانية حدوث موجات جفاف طويلة الأمد في المستقبل.

كيف تلتقط الصواعد تاريخ الرياح الموسمية في المنطقة؟

لإعادة بناء الاختلافات السابقة في هطول الأمطار، قمنا بتحليل الصواعد من كهف موملوه، بالقرب من بلدة تشيرابونجي في ولاية ميغالايا - واحدة من أكثر المواقع رطوبة في العالم.

الصواعد هي هياكل مخروطية الشكل تنمو ببطء من الألف إلى الياء، بمعدل ملليمتر واحد تقريبًا كل 10 سنوات.وتوجد داخل طبقات نموها كميات ضئيلة من اليورانيوم والعناصر الأخرى التي تم الحصول عليها عندما تسللت مياه الأمطار إلى الصخور والتربة فوق الكهف.وبمرور الوقت، يتحلل اليورانيوم المحتجز في الصواعد إلى الثوريوم بوتيرة يمكن التنبؤ بها، لذا يمكننا معرفة عمر كل طبقة من طبقات الصواعد من خلال قياس نسبة اليورانيوم إلى الثوريوم.

يأتي الأكسجين الموجود في جزيئات مياه الأمطار في نوعين أساسيين من النظائر – الثقيل والخفيف.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.

ملكنا وأظهرت الأبحاث السابقة 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 تكون فيها الرياح الموسمية ضعيفة، يستمد هطول الأمطار هنا في المقام الأول 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.

يمتلك مصدرا الرطوبة توقيعات مختلفة تمامًا لنظائر الأكسجين، ويتم الحفاظ على هذه النسبة بأمانة في الصواعد.يمكننا استخدام هذا الدليل للتعرف على القوة الإجمالية لشدة الرياح الموسمية في وقت تشكل الصواعد.قمنا بتجميعها معًا تاريخ هطول الأمطار الموسمية عن طريق استخلاص كميات ضئيلة من كربونات الكالسيوم من حلقات النمو ثم قياس نسب نظائر الأكسجين.ولربط سجلنا المناخي بسنوات تقويمية محددة، قمنا بقياس نسبة اليورانيوم والثوريوم.

الخطوات التالية

يمكن لسجلات المناخ القديم عادةً أن تخبرنا ماذا وأين ومتى حدث شيء ما.لكن في كثير من الأحيان، لا يمكنهم وحدهم الإجابة عن سبب أو كيف حدث شيء ما.

تُظهر دراستنا الجديدة أن فترات الجفاف الطويلة حدثت بشكل متكرر خلال آلاف السنين الماضية، ولكن ليس لدينا فهم جيد لسبب فشل الرياح الموسمية في تلك السنوات.وقد كشفت دراسات مماثلة باستخدام العينات الجليدية في جبال الهيمالايا، وحلقات الأشجار، وغيرها من الكهوف، عن فترات جفاف طويلة الأمد، ولكنها تواجه نفس التحدي.

في المرحلة التالية من دراستنا، نتعاون مع مصممي النماذج المناخية لإجراء دراسات منسقة لنمذجة النماذج البديلة، والتي نأمل أن تقدم المزيد من التبصر في ديناميكيات المناخ التي تسببت في حدوث مثل هذه الفترات الطويلة من الجفاف واستدامتها خلال الألفية الماضية.