تويت
وصلت درجة حرارة العصر الجليدي حسب فريق بقيادة جامعة أريزونا الأخير -العصر الجليدي الأقصى الأخير منذ 20000 سنة- إلى نحو 7.8 درجة مئوية. تخول هذه النتائج علماء المناخ ليفهموا أكثر عن العلاقة بين المستويات الحالية المتزايدة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي -أحد الغازات الدفيئة الرئيسة- ومتوسط درجة الحرارة العالمية.
لقد كان العصر الجليدي الأخير فترة شديدة البرودة غطت فيها الكثبان الجليدية الضخمة نحو نصف أمريكا الشمالية وأوروبا وأمريكا الجنوبية وأجزاء كثيرة من آسيا؛ بينما ازدهرت الحياة النباتية والحيوانية التي تكيفت مع هذا البرد.
قالت جيسيكا تيرني الأستاذة المساعدة في قسم علوم الأرض في جامعة أريزونا: «لدينا الكثير من البيانات حول هذه الفترة الزمنية لأنها كانت محورًا للدراسة لفترة طويلة. لكن أحد الأسئلة البسيطة التي أراد العلم الإجابة عنها هو: ما مدى برودة العصر الجليدي؟».
سجل درجات الحرارة
تيرني هي المؤلفة الرئيسة لورقة بحثية نشرت في مجلة نيتشر فيها أن متوسط درجة الحرارة العالمية للعصر الجليدي كان أبرد من اليوم بست درجات مئوية، علمًا أن متوسط درجة الحرارة العالمية في القرن العشرين كان 14 درجة مئوية.
قالت تيرني: «في تجربتك الشخصية، قد لا يبدو فارق قدره ثماني درجات مئوية كبيرًا من منظور شخصي؛ لكنه -في الواقع- تغييرٌ هائلٌ».
أنشأت تيرني وفريقها خرائط لتوضيح كيفية تباين الاختلافات في درجات الحرارة في مناطق معينة من أنحاء العالم.
وقالت تيرني: «كانت معظم المناطق أقصى الشمال من قارتي أمريكا الشمالية وأوروبا مغطاة بالجليد وكانت شديدة البرودة. حتى هنا في أريزونا، كان هناك تبرد كبير في الجو، لكن أكبر تبرد حدث في المناطق عند خطوط العرض المرتفعة، مثل القطب الشمالي، حيث كانت درجة الحرارة أبرد بمقدار 14 درجة مئوية مما هي عليه اليوم».
وتتوافق هذه النتائج مع الفهم العلمي لكيفية تفاعل أقطاب الأرض مع تغيرات درجات الحرارة.
قالت تيرني: «تتنبأ النماذج المناخية بأن المناطق عند خطوط العرض المرتفعة ستصبح أكثر دفئًا بشكل أسرع من المناطق عند خطوط العرض المنخفضة، عندما تنظر إلى التوقعات المستقبلية، فإنها تتنبأ أن الحرارة ستزداد حقًا فوق القطب الشمالي، ويشار إلى ذلك بالتضخيم القطبي. وبالمثل نجد النمط العكسي لذلك خلال العصر الجليدي الأخير. تكون المناطق عند خطوط العرض الأعلى أكثر حساسية لتغير المناخ وستظل كذلك في المستقبل».
نسبة الكربون في الغلاف الجوي
تُعد معرفة درجة حرارة العصر الجليدي أمرًا مهمًا؛ لأنه يستخدم لحساب حساسية المناخ؛ ما يعني مقدار تغيرات درجة الحرارة العالمية استجابة للكربون في الغلاف الجوي.
حددت تيرني وفريقها أنه مقابل كل مضاعفة لكمية الكربون في الغلاف الجوي، يجب أن ترتفع درجة الحرارة العالمية بمقدار 3.4 درجة مئوية، وهو في منتصف النطاق الذي تنبأ به أحدث جيل من النماذج المناخية (1.8 إلى 5.6 درجة مئوية).
لقد وصلت مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي خلال العصر الجليدي إلى نحو 180 جزءًا في المليون، وهي نسبة منخفضة جدًا، ولكن ارتفعت هذه المستويات قبل الثورة الصناعية لتصل إلى نحو280 جزءًا في المليون، أما اليوم فقد وصلت النسبة إلى 415 جزءًا في المليون.
وأضافت تيرني: «كان مراد اتفاقية باريس الإبقاء على الاحترار العالمي على ما لا يزيد عن 1.5 درجة مئوية فوق مستويات ما قبل الثورة الصناعية، ولكن مع ازدياد مستويات ثاني أكسيد الكربون بالمنوال الحالي، سيكون من الصعب للغاية تجنب أكثر من درجتين مئويتين من الاحترار. لقد حققنا بالفعل حوالي 1.1 درجة مئوية، ولكن كلما تناقصت درجة الحرارة كان أفضل؛ لأن نظام الأرض يستجيب حقًا لتغيرات ثاني أكسيد الكربون».
تشكيل نموذج
نظرًا لعدم وجود موازين حرارة في العصر الجليدي، طورت تيرني وفريقها نماذج لترجمة البيانات التي جمعت من حفريات عوالق المحيط إلى درجات حرارة سطح البحر، ثم دمجوا البيانات الأحفورية مُحاكين نموذج مناخ العصر الجليدي الأخير بتقنية إدماج البيانات المستخدمة في مجال التنبؤ بالطقس.
وقالت تيرني: «ما يحدث في مكتب الأرصاد الجوية هو أنهم يقيسون درجة الحرارة والضغط والرطوبة، ويستخدمون هذه القياسات لتحديث نموذج التنبؤ بالطقس؛ أما هنا فنستخدم النموذج المناخي للمركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي في بولدر بولاية كولورادو لإنتاج نمذجة أحداث الماضي للعصر الجليدي الأخير، ثم نحدِّث تلك النمذجة بالبيانات الفعلية للتنبؤ بما كان عليه المناخ».
تخطط تيرني وفريقها في المستقبل لاستخدام نفس التقنية لإعادة نمذجة الفترات الدافئة من ماضي كوكبنا. وقالت تيرني: «إذا استطعنا إعادة نمذجة المناخات الدافئة الماضية؛ سنتمكن من الإجابة عن أسئلة مهمة حول كيفية تفاعل الأرض مع المستويات المرتفعة جدًا من ثاني أكسيد الكربون وتحسين فهمنا لما قد يحمله تغير المناخ من تأثيرات في المستقبل».
لقد كان العصر الجليدي الأخير فترة شديدة البرودة غطت فيها الكثبان الجليدية الضخمة نحو نصف أمريكا الشمالية وأوروبا وأمريكا الجنوبية وأجزاء كثيرة من آسيا؛ بينما ازدهرت الحياة النباتية والحيوانية التي تكيفت مع هذا البرد.
قالت جيسيكا تيرني الأستاذة المساعدة في قسم علوم الأرض في جامعة أريزونا: «لدينا الكثير من البيانات حول هذه الفترة الزمنية لأنها كانت محورًا للدراسة لفترة طويلة. لكن أحد الأسئلة البسيطة التي أراد العلم الإجابة عنها هو: ما مدى برودة العصر الجليدي؟».
سجل درجات الحرارة
تيرني هي المؤلفة الرئيسة لورقة بحثية نشرت في مجلة نيتشر فيها أن متوسط درجة الحرارة العالمية للعصر الجليدي كان أبرد من اليوم بست درجات مئوية، علمًا أن متوسط درجة الحرارة العالمية في القرن العشرين كان 14 درجة مئوية.
قالت تيرني: «في تجربتك الشخصية، قد لا يبدو فارق قدره ثماني درجات مئوية كبيرًا من منظور شخصي؛ لكنه -في الواقع- تغييرٌ هائلٌ».
أنشأت تيرني وفريقها خرائط لتوضيح كيفية تباين الاختلافات في درجات الحرارة في مناطق معينة من أنحاء العالم.
وقالت تيرني: «كانت معظم المناطق أقصى الشمال من قارتي أمريكا الشمالية وأوروبا مغطاة بالجليد وكانت شديدة البرودة. حتى هنا في أريزونا، كان هناك تبرد كبير في الجو، لكن أكبر تبرد حدث في المناطق عند خطوط العرض المرتفعة، مثل القطب الشمالي، حيث كانت درجة الحرارة أبرد بمقدار 14 درجة مئوية مما هي عليه اليوم».
وتتوافق هذه النتائج مع الفهم العلمي لكيفية تفاعل أقطاب الأرض مع تغيرات درجات الحرارة.
قالت تيرني: «تتنبأ النماذج المناخية بأن المناطق عند خطوط العرض المرتفعة ستصبح أكثر دفئًا بشكل أسرع من المناطق عند خطوط العرض المنخفضة، عندما تنظر إلى التوقعات المستقبلية، فإنها تتنبأ أن الحرارة ستزداد حقًا فوق القطب الشمالي، ويشار إلى ذلك بالتضخيم القطبي. وبالمثل نجد النمط العكسي لذلك خلال العصر الجليدي الأخير. تكون المناطق عند خطوط العرض الأعلى أكثر حساسية لتغير المناخ وستظل كذلك في المستقبل».
نسبة الكربون في الغلاف الجوي
تُعد معرفة درجة حرارة العصر الجليدي أمرًا مهمًا؛ لأنه يستخدم لحساب حساسية المناخ؛ ما يعني مقدار تغيرات درجة الحرارة العالمية استجابة للكربون في الغلاف الجوي.
حددت تيرني وفريقها أنه مقابل كل مضاعفة لكمية الكربون في الغلاف الجوي، يجب أن ترتفع درجة الحرارة العالمية بمقدار 3.4 درجة مئوية، وهو في منتصف النطاق الذي تنبأ به أحدث جيل من النماذج المناخية (1.8 إلى 5.6 درجة مئوية).
لقد وصلت مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي خلال العصر الجليدي إلى نحو 180 جزءًا في المليون، وهي نسبة منخفضة جدًا، ولكن ارتفعت هذه المستويات قبل الثورة الصناعية لتصل إلى نحو280 جزءًا في المليون، أما اليوم فقد وصلت النسبة إلى 415 جزءًا في المليون.
وأضافت تيرني: «كان مراد اتفاقية باريس الإبقاء على الاحترار العالمي على ما لا يزيد عن 1.5 درجة مئوية فوق مستويات ما قبل الثورة الصناعية، ولكن مع ازدياد مستويات ثاني أكسيد الكربون بالمنوال الحالي، سيكون من الصعب للغاية تجنب أكثر من درجتين مئويتين من الاحترار. لقد حققنا بالفعل حوالي 1.1 درجة مئوية، ولكن كلما تناقصت درجة الحرارة كان أفضل؛ لأن نظام الأرض يستجيب حقًا لتغيرات ثاني أكسيد الكربون».
تشكيل نموذج
نظرًا لعدم وجود موازين حرارة في العصر الجليدي، طورت تيرني وفريقها نماذج لترجمة البيانات التي جمعت من حفريات عوالق المحيط إلى درجات حرارة سطح البحر، ثم دمجوا البيانات الأحفورية مُحاكين نموذج مناخ العصر الجليدي الأخير بتقنية إدماج البيانات المستخدمة في مجال التنبؤ بالطقس.
وقالت تيرني: «ما يحدث في مكتب الأرصاد الجوية هو أنهم يقيسون درجة الحرارة والضغط والرطوبة، ويستخدمون هذه القياسات لتحديث نموذج التنبؤ بالطقس؛ أما هنا فنستخدم النموذج المناخي للمركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي في بولدر بولاية كولورادو لإنتاج نمذجة أحداث الماضي للعصر الجليدي الأخير، ثم نحدِّث تلك النمذجة بالبيانات الفعلية للتنبؤ بما كان عليه المناخ».
تخطط تيرني وفريقها في المستقبل لاستخدام نفس التقنية لإعادة نمذجة الفترات الدافئة من ماضي كوكبنا. وقالت تيرني: «إذا استطعنا إعادة نمذجة المناخات الدافئة الماضية؛ سنتمكن من الإجابة عن أسئلة مهمة حول كيفية تفاعل الأرض مع المستويات المرتفعة جدًا من ثاني أكسيد الكربون وتحسين فهمنا لما قد يحمله تغير المناخ من تأثيرات في المستقبل».