جریان قطبی جنوبگان (ACC) قدرتمندترین جریان روی کره زمین است که دور قاره جنوبگان می‌چرخد و بر آب‌وهوای جهانی تأثیر می‌گذارد.
بر اساس مشاهدات چند دهه اخیر، سرعت این جریان در حال افزایش بوده است. کارشناسان مطمئن نبودند که این پدیده ناشی از گرمایش ناشی از فعالیت‌های بشر است یا یک الگوی طبیعی است.
بااین‌حال، دانشمندان کشف کرده‌اند که این نیروی محرکه اقیانوس حتی قوی‌تر می‌شود. این موضوع چه معنایی برای آینده سیاره ما دارد؟
اعماق اقیانوس
گروهی بین‌المللی از محققان یک سفر جسورانه را به آب‌های پرتلاطم و دورافتاده آغاز کردند. هدف آنها بازیابی هسته‌های رسوبی بود که حاوی میلیون‌ها سال سرنخ در مورد رفتار جریان ACC در کنار تغییرات دمایی زمین است.
کارشناسان با تجزیه‌وتحلیل دقیق، رازهایی را که در لایه‌های رسوب نهفته بود کشف کردند.
جریان، آب‌وهوا و یخ
این مطالعه ارتباط قوی بین سرعت جریان ACC و دمای کلی زمین را نشان می‌دهد، شبیه ترموستات.
در دوره‌های سردتر، جریان کند می‌شد. اما زمانی که سیاره درگذشته به طور طبیعی گرم می‌شد، جریان با سرعت‌بخشیدن به آن پاسخ می‌داد.
آنچه واقعاً نگران‌کننده است این است که این افزایش سرعت‌های گذشته ACC مستقیماً به کاهش قابل‌توجه یخ‌های جنوبگان مرتبط بوده است. ما در حال حاضر شاهد سرعت مشابهی از ACC هستیم که ناشی از گرمایش ناشی از فعالیت‌های بشر است.
این نشان می‌دهد که به‌احتمال زیاد یخ‌های جنوبگان همچنان عقب‌نشینی خواهند کرد – که به طور بالقوه باعث بالا آمدن سطح آب دریا و حتی بر توانایی اقیانوس برای جذب کربن از جو ما تأثیر می‌گذارد.
چرا جریان‌های جنوبگان مهم هستند؟
گیزلا وینکلر، ژئوشیمی‌دان در رصدخانه Lamont-Doherty Earth Observatory دانشگاه کلمبیا می‌گوید: «این قدرتمندترین و سریع‌ترین جریان روی کره زمین است. این احتمالاً مهم‌ترین جریان در سیستم آب‌وهوایی زمین است.»
ACC نقش مهمی در سیستم آب‌وهوایی زمین ایفا می‌کند و به‌عنوان یک نوار نقاله جهانی عمل می‌کند که گرما و مواد مغذی را در سراسر اقیانوس‌های جهان توزیع می‌کند.
ویژگی‌های جریان ACC
- مقیاس وسیع: جریان ACC بزرگ‌ترین جریان اقیانوسی است که در اطراف جنوبگان امتداد می‌یابد و اقیانوس‌های اطلس، اقیانوس آرام و هند را به هم متصل می‌کند. این تنها جریان اقیانوسی است که به طور کامل دور کره زمین می‌چرخد و از هر گونه مانع قاره‌ای عاری است.
- حجم و سرعت: این جریان آب بیشتری نسبت به هر جریان دیگری – حدود ۱۳۵ میلیون مترمکعب در ثانیه – حمل می‌کند. جریان آن تحت‌تأثیر الگوهای باد، چرخش زمین و اختلاف در تراکم آب قرار می‌گیرد.
- عمق و عرض: جریان ACC از سطح تا کف اقیانوس امتداد می‌یابد و به اعماق ۴۰۰۰ متری (حدود ۱۳۱۲۳ فوت) می‌رسد و عرض آن تا ۲۰۰۰ کیلومتر (حدود ۱۲۴۳ مایل) است.
- عملکردهای جریان ACC
- تنظیم آب‌وهوا: جریان ACC نقش اساسی در تنظیم آب‌وهوای جهانی ایفا می‌کند. این جریان با انتقال آب گرم از خط استوا به سمت قطب‌ها و آب سرد به سمت خط استوا به توزیع گرما در اطراف سیاره کمک می‌کند.
- جذب کربن: جریان ACC در چرخه جهانی کربن نقش اساسی دارد. این جریان مقادیر قابل‌توجهی از دی‌اکسیدکربن را از جو جذب کرده و آن را به اعماق اقیانوس منتقل می‌کند، جایی که می‌تواند قرن‌ها در آنجا ذخیره شود.
- توزیع مواد مغذی: جریان ACC با هم زدن آب از اعماق مختلف (بالا آمدن)، مواد مغذی را از اعماق به سطح می‌آورد و از اکوسیستم‌های دریایی در اطراف جنوبگان و فراتر از آن پشتیبانی می‌کند.
اهمیت جریان ACC
- حمایت از تنوع زیستی: مواد مغذی آورده شده به سطح توسط جریان ACC از شکوفایی فیتوپلانکتون‌ها که پایه و اساس شبکه غذایی جنوبگان هستند، حمایت می‌کند و از انواع مختلفی از جانوران دریایی از کریل تا نهنگ‌ها پشتیبانی می‌کند.
- تأثیر بر گردش اقیانوس جهانی: جریان ACC بر الگوهای گردش اقیانوس جهانی، از جمله تشکیل توده‌های آب عمیق در شمال اقیانوس اطلس که نوار نقاله جهانی را هدایت می‌کنند که یک جزء حیاتی از سیستم آب‌وهوایی زمین است، تأثیر می‌گذارد.
- شاخص تغییر آب‌وهوا: تغییرات در سرعت یا الگوی جریان ACC می‌تواند نشان‌دهنده تغییرات در سیستم آب‌وهوایی جهانی باشد. افزایش سرعت آن به دلیل افزایش بادهای غربی نگران‌کننده است، زیرا می‌تواند پیامدهایی برای افزایش سطح دریا و الگوهای دمای جهانی داشته باشد.
- تأثیر اقیانوس بر جریان جنوبگان: چگونه افزایش سرعت جریان ACC به طور مستقیم بر روی چیزها تأثیر می‌گذارد؟ در اینجا نحوه آن آمده است:
- ذوب‌شدن یخ‌های قفسه‌ای جنوبگان: بادها در اقیانوس جنوبی در چند دهه گذشته حدود ۴۰ درصد قوی‌تر شده‌اند که باعث رانش جریان ACC و کشیدن آب‌های گرم‌تر به سمت یخ‌های قفسه‌ای شناور جنوبگان می‌شود.
این قفسه‌ها مانند شاخه‌های غول‌پیکر عمل می‌کنند که یخچال‌های طبیعی عظیم را نگه می‌دارند. آب گرم‌تر آنها را از زیر فرسایش می‌دهد و باعث ذوب‌شدن آنها می‌شود.
وینکلر توضیح می‌دهد: «اگر یک تکه یخ را در هوا رها کنید، ذوب شدن آن زمان زیادی می‌برد. اگر آن را با آب گرم تماس دهید، به سرعت ذوب می‌شود.»
اسفنج کربن نامطمئن: اقیانوس‌های اطراف جنوبگان بخش حیاتی از چرخه کربن زمین هستند. آنها حدود ۴۰ درصد از دی‌اکسیدکربن (CO2) که انسان‌ها در جو منتشر می‌کنند را جذب می‌کنند و به‌عنوان یک «اسفنج کربن» عمل می‌کنند.
این فرایند در تعدیل گرمایش جهانی حیاتی است، زیرا CO2 را از جو خارج می‌کند، جایی که در غیر این صورت گرما را به دام می‌اندازد و به اثر گلخانه‌ای کمک می‌کند.
آینده جریان جنوبگان:
محققان خاطرنشان کردند: «این یافته‌ها شواهد زمین‌شناسی را در حمایت از افزایش بیشتر جریان ACC با گرمایش مداوم جهانی ارائه می‌دهد.»
با ادامه انتشار گازهای گلخانه‌ای توسط انسان‌ها در جو، تقریباً مسلم است که جریان ACC به سرعت‌بخشیدن ادامه خواهد داد. این احتمالاً گرم‌شدن شدیدتر را در اطراف جنوبگان به وجود می‌آورد و بیشتر یخچال‌های طبیعی غرب جنوبگان را بی‌ثبات می‌کند.
این مخزن عظیم یخ که بخش زیادی از آن در زیر سطح دریا قرار دارد، پتانسیل افزایش قابل‌توجه سطح آب دریا را دارد.
زمان توجه به جریان جنوبگان فرارسیده است:
جریان ACC به‌اندازه افزایش دما یا ذوب‌شدن یخ‌های قطبی توجه جلب نمی‌کند، اما شاید باید این‌طور باشد. این جریان قدرتمند رابطه پیچیده‌ای با سیستم آب‌وهوایی سیاره ما دارد و تغییرات در آن اثرات موجی در سراسر جهان خواهد داشت.
درک این نیروهای پیچیده، همراه با کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، برای آماده‌شدن برای آینده‌ای که در آن جریان ACC سریع‌تر، افزایش سطح دریا و آب‌وهوای شدید ممکن است دنیای ما را دوباره شکل دهد، ضروری است.
این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.
