التغيرات التراكمية الصغيرة في كمية الإشعاع الشمسي الواصل إلى الأرض ساعدت في إحداث أحداث مناخية كبرى وتغيير العصور الجليدية
الانخفاض المستمر في مصدر الحرارة الأساسي للكوكب يشير إلى "إعادة تنظيم محورية" للمناخ منذ ما يقرب من مليون عام
توصل علماء في الصين إلى أدلة تشير إلى أن التغيرات التراكمية الصغيرة في كمية الإشعاع الشمسي الواصل إلى الأرض ساعدت في إحداث أحداث مناخية كبرى أدت إلى تغيير العصور الجليدية على الكوكب.
يمكن للدراسة، التي بحثت في مناخ الكوكب على مدى المليوني عام الماضية، أن تقدم رؤى حول كيفية تأثير الإشعاع الشمسي القادم على تطور المناخ عن طريق تسخين وتبريد محيطات الأرض .
من المرجح أن يكون الانخفاض المستمر في الإشعاع الشمسي الوارد والذي استمر حتى قبل 935 ألف عام هو السبب وراء اتجاهات درجات حرارة سطح البحر الأكثر برودة، فضلاً عن حدث مناخي انتقالي كبير أدى إلى تغيير كيفية دوران الأرض بين فترات أكثر برودة وأكثر دفئًا.
وكتب فريق البحث في ورقة بحثية نشرت في العدد الصادر في سبتمبر من مجلة Global and Planetary Change المحكمة: “الإشعاع الشمسي الوارد، المعروف باسم الإشعاع الشمسي، يعمل كمصدر أساسي للحرارة لنظام مناخ الأرض”.
تغير المناخ طويل الأمد
وقال الفريق الذي قاده جين تشانج دونج وباحثون آخرون من معهد بيئة الأرض التابع للأكاديمية الصينية للعلوم: “نفترض أن الاضطرابات التراكمية في أشعة الشمس أدت إلى خلل في التوازن الحراري داخل نظام مناخ الأرض، مما ساهم في تغير المناخ طويل الأمد في العصر البلستوسيني”.
خلال عصر البليستوسين، وهي فترة جيولوجية بدأت منذ حوالي 2.6 مليون سنة واستمرت حتى 11700 سنة مضت، تشكلت صفائح جليدية واسعة النطاق وغيرها من الأنهار الجليدية بشكل متكرر على أجزاء كبيرة من العالم.
ورغم أن من المعروف أن أشعة الشمس تؤدي إلى التغيرات المناخية التي تحدث بسبب التحولات في معالم مدار الأرض – مثل شكل مدارها حول الشمس – فإن الباحثين قالوا إن تأثيرها على تطور المناخ على المدى الطويل لا يزال غير مفهوم جيدا.
حدث منذ ما بين 2 مليون و940 ألف عام
ولم يكن التعرض لأشعة الشمس يعتبر محركًا لاتجاه التبريد طويل الأمد خلال العصر البلستوسيني، بما في ذلك انخفاض قدره 2.3 درجة مئوية (4.2 فهرنهايت) في درجات حرارة سطح البحر، والذي حدده الفريق بأنه حدث منذ ما بين 2 مليون و940 ألف عام.
وتضمنت التفسيرات المختلفة المقترحة لاتجاهات التبريد تغييرات في مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، وديناميكيات الغطاء الجليدي، ودورة المحيطات، لكن الباحثين الصينيين قالوا إنهم لم يفسروا الاتجاهات بشكل كاف.
وقد أدت اتجاهات التبريد في نهاية المطاف إلى الانتقال إلى منتصف العصر البلستوسيني، وهو حدث مناخي كبير أدى إلى تمديد طول الدورات الجليدية في العالم – الفترات بين العصور الجليدية – من حوالي 41 ألف عام إلى 100 ألف عام.
خفض مستويات الحرارة في المحيطات
وفي ورقة بحثية أخرى نشرت في مجلة “ساينس” المحكمة في الأول من أغسطس، قام باحثون صينيون، إلى جانب علماء دوليين، بفحص دور النمو غير المتزامن للصفائح الجليدية القطبية كمحفز لحدث الانتقال.
وفي هذه الدراسة الجديدة، قال الفريق إن التأثير التراكمي لانخفاض الإشعاع الشمسي القادم إلى الأرض ساعد في خفض مستويات الحرارة في المحيطات، مما خلق الظروف اللازمة لنمو الصفائح الجليدية.
ولدراسة تأثير أشعة الشمس على تغير المناخ على المدى الطويل، جمع الفريق 26 سجلاً لدرجات حرارة سطح البحر من جميع أنحاء العالم، وقدم مؤشراً جديداً ساعد في تحديد شذوذ أشعة الشمس.
ورغم أن الاختلافات في الإشعاع الشمسي كانت صغيرة، قال الباحثون إن حتى التغييرات الصغيرة في الإشعاع الشمسي الوارد يمكن أن تؤثر على التوازن الحراري من خلال تغيير محتوى الحرارة في المحيطات، ويمكن أن تؤدي التغييرات التراكمية إلى اختلال كبير في التوازن الحراري.
المحيطات ، التي تغطي أكثر من 70 % من سطح الأرض، هي خزاننا الرئيسي للحرارة، حيث تمتص أكثر من 90 % من الحرارة التي ينتجها البشر.
إعادة تنظيم محورية لنظام المناخ
وقال الباحثون إنه منذ حوالي 900 ألف عام، أنهت “إعادة تنظيم محورية لنظام المناخ” اتجاه التبريد الطويل الأمد بحدث تبريد مفاجئ، مما أدى إلى زيادة حجم الجليد العالمي.
وقد لوحظ انتقال مماثل في المؤشر منذ 935 ألف سنة، وهو ما يتوافق مع حدث التبريد. وحتى هذه النقطة، أظهر المؤشر أن هناك انخفاضًا مستمرًا في الإشعاع الشمسي التراكمي.
الحدث التبريدي
وقال الفريق: “إن نتائج المحاكاة لدينا تدعم بشكل عام فكرة أن الانخفاض في الإشعاع الشمسي التراكمي ساهم في الحدث التبريدي”.
“ومن وجهة نظر الحفاظ على الطاقة، وعلى الرغم من أن التقلبات عالية التردد في أشعة الشمس تسبب تغييرات طفيفة في محتوى الحرارة في المحيط، فإن التأثير التراكمي لهذه الزيادات أو النقصان الصغيرة المستمرة يمكن أن يؤدي إلى تغييرات كبيرة”، على مدى فترة زمنية أطول، كما قال الفريق.
وقال الباحثون إنه ينبغي إجراء المزيد من عمليات المحاكاة التي تتضمن ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وغيره من التدابير للحصول على نظرة أعمق إلى اتجاهات المناخ على المدى الطويل وفهم أفضل للتاريخ المناخي للأرض.
