نقطه عطف؟ “چه خبر است؟”

توسط کربی شلات

بسیاری از فاجعه‌شناسان اقلیمی استدلال می‌کنند که تنها چند درجه بیشتر دما یا چند قسمت در میلیون گاز گلخانه‌ای می‌تواند سیاره ما را به سمت یک محیط گلخانه‌ای ویرانگر با گرم شدن اقیانوس‌ها، ذوب شدن یخ‌ها، بالا آمدن سطح دریاها و طوفان‌های شدیدتر سوق دهد. آیا نقاط اوج در تاریخ دیرینه اقلیم با تغییرات سریع دما که منجر به گرم شدن یا سرد شدن شدید آب و هوا می شود، بی سابقه است؟ بیایید برای خودمان به برخی از داده های paleoclimate نگاه کنیم.

روزن داران فسیلی را می توان برای شناسایی شرایطی که در آن رسوبات محصور کننده انباشته شده است استفاده کرد. ما می‌توانیم از نسبت‌های اکسیژن 18 برای تشخیص دوره‌های یخبندان و گرم در عصر یخبندان فعلی استفاده کنیم. ما می دانیم که در طی میلیون سال آخر عصر یخبندان پلیستوسن پسین، سیاره به سرد شدن ادامه داد و یک دوره یخبندان-بین یخبندان حدود 100 هزار سال آغاز شد. به نظر می رسد چرخه 100 هزار ساله خروج از مرکز مداری میلانکوویچ این دوره طولانی تر را تعدیل می کند. در طول 2 میلیون سال قبل از پلیستوسن اولیه، سیاره با یک دوره یخبندان-بین یخبندان ثابت 40000 ساله که ظاهراً توسط چرخه شیب 40 ساله هدایت می شد، گرمتر بود.

سوابق پراکسی paleoclimate با وضوح بالا از هسته‌های یخی گرینلند (Boers، 2018) نشان می‌دهد که آخرین بازه یخبندان 120000 ساله با تغییرات آب و هوایی ناگهانی به نام رویدادهای Dansgaard-Oeschger (DO) نقطه‌گذاری شده است. این رویدادها با افزایش سریع دما در گرینلند تا 15 درجه سانتیگراد در طی چند دهه مشخص می شوند. دوره رویداد DO با یک گرم شدن ناگهانی و به دنبال آن یک دوره خنک کننده چند صد ساله آغاز می شود که در آن دما در نهایت به سردی معمولی عصر یخبندان باز می گردد. دلیل این انتقال ها همچنان نامشخص است. با این حال، این انتقال ها ممکن است تحت تأثیر افزایش نیروی خورشیدی چرخه ای قرار گیرند.

در سال 2017، جونگ یون لی و همکارانش نتایج مدلی را منتشر کردند که نشان می داد خنک شدن دمای جهانی عامل اصلی تغییر زمان یخبندان-بین یخبندان است. مدل‌ها نشان می‌دهند که وضعیت مداری میلانکوویچ فعلی ما اوج شیب زیاد و اوج خروج از مرکز بالا است. اگر دمای پراکسی اکسیژن-18 را در برابر شیب مداری و خروج از مرکز در طول آخرین بازه یخبندان رسم کنیم، الگویی ظاهر می شود. ما شاهد فرکانس بالای رویدادهای DO در دوره‌های شیب زیاد و فرکانس پایین در دوره‌های شیب کم هستیم، با دوره‌های گرم بین یخبندان فقط در شیب زیاد و خروج از مرکز بالا رخ می‌دهد. شیب زیاد به تنهایی نمی تواند آغازگر یک دوره بین یخبندان در طول دوره های خروج از مرکز باشد، اما می تواند به اندازه کافی تابش نور را در عرض های جغرافیایی بالاتر ایجاد کند – یک نقطه اوج، اگر بخواهید – اجازه می دهد تا تغییرات در فعالیت خورشیدی باعث تغییر دما از طریق آن شود یخ دریا و در نتیجه کاهش آلبدوی یخ. بازگشت آهسته به دمای سرد قبل از رویداد DO نشان‌دهنده بازیابی آهسته یخ دریا و افزایش آلبیدوی یخ در نتیجه است. در دوره‌های انحراف کم، سیاره سردتر ما فعالیت خورشیدی را سرکوب می‌کند یا از بین می‌برد، بنابراین بر کمبود رویدادهای DO تأثیر می‌گذارد.

منظور من این نیست که شیب و گریز از مرکز همراه با تغییرات در فعالیت خورشیدی تنها محرک‌های این نوع تغییرات آب و هوایی سریع DO هستند، اما این نیروهای خارجی صحنه را تنظیم می‌کنند، بنابراین محرک‌های داخلی مانند تغییر در جریان‌های اقیانوس یا کاهش در albedo روی یخ، سپس می تواند تأثیر گرمایش خود را نشان دهد. تغییر اقلیم تنها یک چیز نیست، بلکه مجموعه ای از تأثیرات درهم تنیده است – با این حال، من معتقدم که تغییرات در فعالیت خورشیدی در رویدادهای DO، و همچنین زمان بندی دوره های یخبندان-بین یخبندان، توسط چرخه های میلانکوویچ “رانده” شده است که پیوند دیگری در زنجیره علّی

برای روشن شدن – چرخه های میلانکوویچ از نظر فنی اولین پیوند علت به تغییرات آب و هوا نیست. که در داستان تغییرات آب و هوایی (https://thestoryofclimatechange.substack.com من یک زنجیره علّی فرضی از تغییرات اقلیمی را به ترتیب تأثیر گذاشتم. با موقعیت مداری کهکشانی منظومه سیاره ای ما (خانه یخی آستین مارپیچی یا گلخانه بین بازوها) شروع می شود، و به دنبال آن موقعیت نوسان مداری درون صفحه و خارج کهکشانی ما (گرم خارج از صفحه و خنک در داخل) صفحه)، و به دنبال آن چرخه های مداری میلانکوویچ (مایل، خروج از مرکز، امتداد)، به ویژه در دوران یخبندان سرد، به دنبال آن تغییرات در فعالیت خورشیدی، در نهایت تأثیرات ذاتی آلبیدو یخ، جریان های اقیانوس، بخار آب و سایر کوتاه مدت قابل توجه است. عواملی مانند آتشفشان خب الآن کجاییم؟ وضعیت آب و هوایی کنونی ما این است: ما تقریباً 1/3 راه را از طریق بازوی مارپیچ قوس طی می کنیم – همچنان به عمق بیشتری در خانه یخی سرد می افتیم. نوسان مداری کهکشانی خارج از صفحه، ما را با حداکثر تابش کیهانی مرتبط و حداکثر تمایل به سرد شدن ابرها و شروع عصر یخبندان کاملاً در صفحه قرار می دهد. ما در بالاترین انحراف و گریز سیاره ای قرار داریم که منجر به این دوره بین یخبندان 20000 ساله می شود. در این دماهای گرمتر، تغییرات در فعالیت خورشیدی خاموش می شود و منجر به کاهش رویدادهای دهه تا قرن ناشی از چرخه خورشیدی می شود.

آیا اکنون در نقطه اوج گرمخانه هستیم؟ راحت ترین پاسخ نه است. فصل گرم در آب و هوای کنونی ما امکان پذیر نیست. حدود 125 میلیون سال دیگر از این خانه یخی خارج می شویم و با خروج از این فضای بازوی مارپیچی سرد قوس و عبور از منطقه داغ بعدی بین بازوها وارد گلخانه بعدی می شویم. گلخانه قریب الوقوع آخرین بار 500 میلیون سال پیش در دوره کامبرین از سیستم ما عبور کرد که منجر به “انفجار کامبرین” شد، شدیدترین انفجار تکاملی که تاکنون شناخته شده است. با عبور از این فضای بین بازوها، شدت تابش کهکشانی با کاهش ابری و افزایش دما کاهش می یابد. اکنون که منظومه سیاره‌ای ما در حال نوسان خارج از صفحه است، تشعشعات کیهانی حتی بیشتر کاهش می‌یابد و پوشش ابر جهانی را به حداقل می‌رساند و دوره‌ای حتی داغ‌تر در حدود 30 میلیون سال را آغاز می‌کند. هر یک از فضاهای بین بازوهای کهکشان راه شیری دارای اندازه منحصر به فردی است، اما ممکن است دو تا سه مورد از این دوره های بسیار گرم خارج از صفحه را در طول گذر 50 تا 100 میلیون ساله ما ایجاد کند. بیشتر در مدار کهکشانی ما، با نزدیک شدن به بازوی مارپیچی سرد بعدی، بازوی پرسئوس، خانه عصر یخبندان اردویسین در 450 میلیون سال پیش، تشعشعات کهکشانی دوباره افزایش می‌یابد.

با این حال، نزدیک‌تر به خانه، پس از حدود 10000 سال دیگر، با شروع شیب زمین به سمت پایین، سیاره به خنک شدن ادامه می‌دهد. با انحراف و انحراف کم که همچنان بالا باقی مانده است، خنک شدن مداوم را به سمت نقطه اوج یخبندان بعدی – یک نقطه اوج – تجربه خواهیم کرد که در آن گریز از مرکز بالا و انحراف کم ناشی از امتداد منجر به انبساط سریع یخ دریا، سرد شدن یخ‌های یخ و 80000 سال آینده عصر یخبندان