ظاهرة الاحتباس الحراري عمرها 40 مليون سنة.. تكوين الطين تسبب في إطالة أمده حوالي 400000 سنة
ر هذا الحدث طويلًا بشكل غير عادي عند مقارنته بالاضطرابات المناخية السابقة في عصر الإيوسين
لا يعد الاحتباس الحراري حدثًا في العصر الحديث فحسب، بل كان سمة بارزة في التاريخ الجيولوجي للأرض منذ آلاف السنين، أحد هذه الأحداث وقع منذ حوالي 40 مليون سنة، واستمر حوالي 400000 سنة، والمعروف باسم مناخ الإيوسين الأوسط الأمثل (MECO).
يعتبر هذا الحدث طويلًا بشكل غير عادي عند مقارنته بالاضطرابات المناخية السابقة في عصر الإيوسين، مثل الحد الأقصى الحراري الباليوسيني-الإيوسيني منذ حوالي 56 مليون سنة، والذي استمر حوالي 200000 عام. يشير بحث جديد نُشر في مجلة Nature Geoscience إلى أن منطقة MECO ربما تأثرت بالتغيرات التي طرأت على التجوية الصخرية، وتحديدًا تجوية معادن السيليكات، مثل الكوارتز والفلسبار والميكا والبيروكسين والطين. نشر مايكل هينيهان مقالة أخبار وآراء حول البحث في نفس العدد من المجلة.
تساعد التجوية الكيميائية لصخور السيليكات على موازنة ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، حيث يذوب هذا الغاز في مياه الأمطار والمنتج الحمضي ثم يقوم بتجوية الصخور، مع تشكل معادن جديدة وغالبًا ما تنتج كربونات الكالسيوم التي يتم تخزينها بعد ذلك في قاع البحر. ولذلك، فإن سحب ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي يساعد على تقليل آثار ظاهرة الاحتباس الحراري وبالتالي يقلل درجة حرارة الكوكب.
نوى الصخور الكربونية
أجرى الدكتور ألكسندر كراوس من جامعة كوليدج لندن بالمملكة المتحدة وزملاؤه تحليلات على نوى الصخور الكربونية التي تم الحصول عليها من قاع البحر من مشاريع الحفر في المحيطات الاستوائية وجنوب المحيط الأطلسي والمحيط الهادئ الاستوائي. قاموا بقياس نسب نظائر الليثيوم (الوفرة النسبية لنفس العنصر ولكن بكتل ذرية مختلفة، 6 Li و 7 Li، والمشار إليها هنا بـ δ 7 Li)، والذي يعتبر مؤشرًا للتجوية السيليكاتية.
حدد فريق البحث ذروة إيجابية مميزة تبلغ حوالي 3‰ في δ 7 Li بالتزامن مع ارتفاع درجة حرارة المناخ. ومن الجدير بالذكر أن هذه هي النتيجة الإيجابية الوحيدة المعروفة δ 7 Li التي تم تسجيلها خلال حدث الاحترار. يعزون ذلك إلى تغير في أسلوب التجوية، من المتطابق (الانحلال الكامل للمعادن الأصلية) إلى غير المتطابق (الذوبان الجزئي مع الترشيح والتعديل لإنتاج معادن ثانوية جديدة).
تآكل الصخور
في حين أن تآكل الصخور المصدر ليس له أي تأثير على نظائر الليثيوم، فإن تكوين المعادن الثانوية مثل الطين يرى الضوء 6 Li مدمجًا بشكل تفضيلي، مما يترك البيئة المحيطة غنية بـ 7 Li، خاصة في الأنهار من الجريان السطحي للأرض، لذلك، يعد δ 7 Li في الأنهار مؤشرًا مباشرًا على تآكل الصخور، وتشير البيانات إلى أن تكوين الطين المعزز خلال مكونات تكوين الكربونات المعزولة في MECO.
يمتلك الليثيوم فترة بقاء تبلغ حوالي مليون سنة في المحيط قبل إزالته، ومن هنا ذكر الباحثون أن التحول الملحوظ في δ 7 Li خلال الفاصل الزمني MECO البالغ حوالي 400000 عام يعد أمرًا كبيرًا.
اقترح العمل السابق أن أحداث الاحترار ترتبط بنظائر الليثيوم السالبة، لكن هذا البحث الجديد يظهر أن العكس هو الحال بالنسبة للمواقع الثلاثة.
ويفسر الدكتور كراوس والمؤلفون المشاركون ذلك من خلال تدفق السوائل الحرارية المائية إلى المواقع في الأبحاث السابقة، بينما لا يوجد دليل على ذلك في أي من المواقع في هذه الدراسة.
بيانات نظائر الليثيوم
باستخدام نظام النمذجة المطور حديثًا (نموذج الصندوق البيوجيوكيميائي الكيميائي لـ CARLIOS)، استخدم فريق البحث تقديرات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ودرجة الحرارة جنبًا إلى جنب مع بيانات نظائر الليثيوم لإعادة إنتاج خصائص MECO في ثمانية سيناريوهات، مثل حموضة المحيطات وتشبع كربونات الكالسيوم في العمق.
واحد فقط من هذه السيناريوهات أعاد خلق ظروف MECO المتوقعة بشكل كافٍ، مع زيادة في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي الناتج عن النشاط البركاني، ولكن مع انخفاض في تعرض صخور كربونات الكالسيوم للتآكل، بالإضافة إلى انخفاض في المغنيسيوم في مياه البحر مما يؤثر على قابلية ذوبان الكالسيت. وبالتالي فإن النتيجة هي ذوبان الكربونات بشكل أسرع من الترسيب.
اقتراح الدكتور كراوس وزملاؤه هو أن المزيد من تكوين الطين على الأرض من شأنه أن يحتفظ بالكالسيوم والمغنيسيوم، اللذين ينجذبان إلى الطين في التربة، وبالتالي تقليل وصول الكالسيوم إلى المحيط لتكوين الكربونات في قاع البحر.
يتم رسم نظام التجوية لهذا السيناريو على ذراع Dellinger لتحديد التغيرات في شدة التجوية، قبل MECO، كان التآكل منخفضًا نسبيًا في السهول الفيضية الواقعة عند خطوط العرض العليا مع انخفاض مستوى سطح البحر، بالإضافة إلى الجيوب الصغيرة في المناطق الاستوائية، حيث من المحتمل أن تصل درجات حرارة الهواء القريب من السطح إلى أكثر من 30 درجة مئوية، مما يؤدي إلى ذوبان صافي عالمي للملوثات الثانوية. المعادن.
ومع ذلك، مع مرور الوقت، فإن زيادة الدورة الهيدرولوجية والنشاط البركاني الذي أدى إلى حفر الأساس مع تدفقات الحمم البركانية قد غير هذا إلى نمط من التآكل المعدني الأولي، مع تكوين الطين الثانوي. حصدت هذه الطينات الكالسيوم والمغنيسيوم، مما أدى إلى تعطيل نقل الأول إلى المحيط ودورة الكربونات والسيليكات (انحلال صخور السيليكات الأرضية وتكوين الكربونات البحرية).
وأخيرًا، تم الوصول إلى نقطة التحول بحيث تنعكس الدورة مرة أخرى، حيث يفوق ذوبان الطين تكوين الطين .
وبالتالي، فإن الزيادة العالمية في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ودرجات حرارة السطح إلى جانب التآكل من المحتمل أن تحافظ على MECO لفترة أطول، وتشير نماذج الدكتور كراوس إلى أن نظام التجوية هذا منذ حوالي 40 مليون سنة لا يختلف كثيرًا عن النظام الذي نشهده اليوم.
