رصد مناخ الأرض على مدى 485 مليون سنة يكشف تاريخ من التحولات وتحذيرًا من معدل الاحترار غير المسبوق

كشفت جهود طموحة لفهم مناخ الأرض على مدى الـ 485 مليون سنة الماضية عن تاريخ من التحولات البرية ودرجات الحرارة الأعلى بكثير مما أدركه العلماء في السابق – مما يقدم تذكيرًا بمدى التغيير الذي تحمله الكوكب بالفعل وتحذيرًا من معدل الاحترار غير المسبوق الناجم عن البشر.

ويقول المؤلفون، إن الجدول الزمني الذي نُشر في مجلة ساينس هو أكثر إعادة بناء دقيقة لدرجات حرارة الأرض في الماضي، وقد تم إنشاؤه من خلال الجمع بين أكثر من 150 ألف قطعة من الأدلة الأحفورية مع نماذج المناخ الحديثة، وهو يُظهر الارتباط الوثيق بين ثاني أكسيد الكربون ودرجات الحرارة العالمية ويكشف أن العالم كان في حالة أكثر دفئًا طوال معظم تاريخ الحياة الحيوانية المعقدة.

متوسط حرارة الأرض وصل 36 درجة مئوية في أعلى مستوياتها

وتشير الدراسة إلى أن متوسط درجة حرارة الأرض، في أعلى مستوياتها، وصل إلى (36 درجة مئوية) – وهو أعلى بكثير من (14.98 درجة مئوية) التي سجلها الكوكب العام الماضي .

قالت إميلي جود، الباحثة في جامعة أريزونا ومؤسسة سميثسونيان المتخصصة في المناخات القديمة والمؤلفة الرئيسية للدراسة، إن الاكتشافات حول الماضي الحارق للأرض تشكل سببًا إضافيًا للقلق بشأن تغير المناخ الحديث.

وأضافت، يوضح الجدول الزمني كيف ارتبطت التحولات السريعة والدراماتيكية في درجات الحرارة بالعديد من أسوأ لحظات العالم – بما في ذلك الانقراض الجماعي الذي قضى على ما يقرب من 90 % من جميع الأنواع وضربة الكويكب التي قتلت الديناصورات، قائلة “نحن نعلم أن هذه الأحداث الكارثية.. تغير شكل الحياة”، عندما ترتفع درجة حرارة البيئة بهذه السرعة، لا تستطيع الحيوانات والنباتات مواكبة ذلك”.

وأضافت جود وزملاؤها، أنه في أي لحظة من نصف المليار سنة تقريبًا التي قامت بتحليلها الأرض لم تتغير بالسرعة التي تتغير بها الآن:

– “بنفس الطريقة التي ضرب بها كويكب ضخم الأرض، فإن ما نفعله الآن هو أمر غير مسبوق.”

– 485 مليون سنة من الاضطرابات في درجات الحرارة

– يشمل الخط الزمني كل عصر الفانروزوي تقريبًا – العصر الجيولوجي الذي بدأ بظهور الكائنات الحية متعددة الخلايا غير المجهرية ويستمر حتى اليوم.

كوكب الأرض يسخن على مدى العشرين ألف عام الماضية

مناخ عالمي ملئ بطفرات وتحولات مفاجئة

وقال جيس تيرني، عالم المناخ في جامعة أريزونا والمؤلف المشارك للدراسة، إن الجدول الزمني الجديد يصور مناخًا عالميًا كان أكثر ديناميكية وتطرفًا مما تصوره الباحثون، وبالمقارنة مع الرسوم البيانية المستندة فقط إلى نماذج المناخ، والتي تميل إلى تصوير تقلبات أصغر وأبطأ في درجات الحرارة، فإن الجدول الزمني الجديد مليء بالطفرات المفاجئة والتحولات المفاجئة.

ولكن، بما يتماشى مع عقود من الأبحاث السابقة حول المناخ، فإن الرسم البياني يتوافق بشكل وثيق مع تقديرات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، مع ارتفاع درجات الحرارة بما يتناسب مع تركيزات الغاز الذي يحبس الحرارة.

وقال تيرني “إن ثاني أكسيد الكربون هو في الواقع ذلك المقياس الرئيسي. إنها رسالة مهمة.. من حيث فهم سبب كون الانبعاثات الناجمة عن الوقود الأحفوري مشكلة اليوم”.

في بداية الجدول الزمني، منذ حوالي 485 مليون سنة، كانت الأرض في ما يسمى بمناخ الدفيئة، حيث لم تكن هناك أي أغطية جليدية قطبية ودرجات حرارة متوسطة أعلى من (30 درجة مئوية)، وكانت المحيطات مليئة بالرخويات والمفصليات، وكانت النباتات الأولى قد بدأت للتو في ترسيخ أقدامها على الأرض.

بدأت درجات الحرارة في الانخفاض ببطء على مدى الثلاثين مليون سنة التالية، مع سحب ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، قبل أن تنخفض إلى ما يسميه العلماء حالة البيت البارد منذ حوالي 444 مليون سنة.

انتشرت الصفائح الجليدية عبر القطبين وانخفضت درجات الحرارة العالمية بأكثر من (10 درجات مئوية).

يُعتقد أن هذا التبريد السريع كان سببًا في أول انقراض جماعي من “الخمسة الكبار” على الأرض – اختفى حوالي 85% من الأنواع البحرية مع انخفاض مستويات سطح البحر وتغير كيمياء المحيطات.

وقد حدث تحول أكثر دراماتيكية في نهاية العصر البرمي، أي منذ حوالي 251 مليون سنة، فقد أطلقت الانفجارات البركانية الهائلة مليارات الأطنان من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، مما تسبب في ارتفاع درجة حرارة الكوكب بنحو (10 درجات مئوية) في حوالي 50 ألف سنة.

وسقطت الأمطار الحمضية عبر القارات؛ وانهارت النظم البيئية البحرية مع ارتفاع درجة حرارة المحيطات ونقص الأكسجين.

ظهر الإنسان الحديث بعد 50 مليون سنة من انخفاض درجات الحرارة

أسوأ انقراض في العصر الفانروزوي

قال تيرني: “نعلم أن هذا هو أسوأ انقراض في العصر الفانروزوي. وعلى سبيل القياس، يجب أن نشعر بالقلق بشأن الاحتباس الحراري الناجم عن أنشطة الإنسان لأنه سريع للغاية، نحن نغير درجة حرارة الأرض بمعدل يتجاوز أي شيء نعرفه”.

وتوضح الدراسة أيضًا أن الظروف التي اعتاد عليها البشر مختلفة تمامًا عن تلك التي هيمنت على تاريخ كوكبنا.

فخلال معظم عصر الفانروزوي، تشير الأبحاث إلى أن درجات الحرارة المتوسطة تجاوزت 22 درجة مئوية، مع وجود القليل من الجليد أو عدم وجوده على الإطلاق عند القطبين، ولم تسود مناخات باردة – بما في ذلك مناخنا الحالي – سوى 13% من الوقت.

وقالت جود، إن هذا هو أحد أكثر الاكتشافات إثارة للذهول في البحث، فقد تحملت الحياة على الأرض مناخات أكثر حرارة بكثير من المناخ الذي يخلقه الناس الآن من خلال الانبعاثات المسببة لارتفاع درجة حرارة الكوكب، لكن البشر تطوروا خلال أبرد عصر في عصر الفانروزوي، عندما كانت درجات الحرارة العالمية المتوسطة منخفضة إلى (11 درجة مئوية).

يقول العلماء، إنه بدون اتخاذ إجراءات سريعة للحد من انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري، فإن درجات الحرارة العالمية قد تصل إلى ما يقرب من (17 درجة مئوية) بحلول نهاية القرن – وهو مستوى لم نشهده في الجدول الزمني منذ عصر الميوسين، منذ أكثر من 5 ملايين سنة.

قالا جود: “لقد بنينا حضارتنا حول تلك المناظر الطبيعية الجيولوجية لمخزن الجليد، وعلى الرغم من أن المناخ كان أكثر دفئًا، إلا أن البشر لم يعيشوا في مناخ أكثر دفئًا، وهناك الكثير من العواقب التي يواجهها البشر خلال هذا الوقت”.

تاريخ درجة حرارة سطح الأرض على مدار 485 مليون سنة

لغز الحفريات

بدأ المشروع منذ ما يقرب من عقد من الزمان، عندما كان علماء سميثسونيان يطورون قاعة حفريات جديدة للمتحف الوطني للتاريخ الطبيعي، وفي انحراف عن معظم معارض علم الحفريات الأخرى، التي تميل إلى تسليط الضوء على غرابة الديناصورات وغيرها من المخلوقات القديمة، سعت القاعة الجديدة إلى رسم أوجه التشابه بين ماضي الأرض وتحولات المناخ التي تحدث اليوم .

ولكن عندما قرر القائمون على المعرض تركيب رسم بياني لدرجة حرارة الأرض خلال العصر الفانروزوي، أدركوا أنه لا يوجد جدول زمني واحد، ورغم أن العلماء تمكنوا من تجميع تقديرات مستمدة من مجموعات بيانات متباينة وإعادة بناء فترات زمنية أقصر، فإن هذا النهج ترك مجالاً كبيراً للشكوك والأخطاء.

وقال سكوت وينج، أمين قسم النباتات الأحفورية بالمتحف وأحد مؤلفي الدراسة الجديدة: “لم يكن هذا مرضيًا من الناحية العلمية”، لقد أراد هو وزملاؤه إنشاء تقدير للمناخات السابقة “بطريقة إحصائية صارمة”.

وقال بنجامين ميلز، الباحث في المناخ القديم بجامعة ليدز في إنجلترا والذي لم يشارك في الدراسة، إن هذه النتيجة أكثر دقة من التقديرات الأخرى لأنها تستخدم نهج استيعاب البيانات.

وكتب ميلز في تحليل نُشر إلى جانب الجدول الزمني: “سيساهم هذا في تقييم العمليات الدافعة وراء التغيرات في درجات الحرارة طويلة الأمد والآليات الطبيعية لاستقرار أو زعزعة استقرار مناخ الأرض”.

“كل الأشياء التي لا نعرفها“

وقال وينج، إن الجدول الزمني الجديد لدرجات الحرارة يثير العديد من الأسئلة بقدر ما يقدم العديد من الإجابات، فالعثور على متوسط درجات حرارة عالمية تزيد عن 35 درجة مئوية يعني أن بعض أجزاء الكوكب كانت أكثر حرارة – خلال الأجزاء الأكثر دفئًا من العصر الطباشيري، على سبيل المثال، ربما وصلت درجات الحرارة المتوسطة في المناطق الداخلية من القارات إلى (50 درجة مئوية)، حتى أكثر الأنواع الحديثة صلابة ستذبل في مثل هذه البيئة الحارة.

وقال وينج “إنه مؤشر على كل الأشياء التي لا نعرفها عن كيفية عمل مناخات الاحتباس الحراري”.

وأضاف أن الكائنات الحية التي تطورت خلال عصور الدفيئة ربما كانت أكثر تكيفًا مع الحرارة الشديدة من النباتات والحيوانات التي تعيش اليوم، أو ربما كانت درجات الحرارة العالمية أكثر اتساقًا خلال تلك الفترات، حيث أصبحت مناطق قليلة أكثر برودة أو دفئًا من المتوسط.

وقال مايكل مان، عالم المناخ بجامعة بنسلفانيا والمعروف بتحليلاته لدرجات الحرارة العالمية في الماضي، إنه فوجئ أيضاً بالاقتراح بأن الكوكب أصبح دافئاً للغاية.

وأضاف أن هذا الاكتشاف يدعم مخاوف العديد من العلماء من أن حلقات التغذية الراجعة في نظام الأرض قد تؤدي إلى درجات حرارة أعلى بكثير مما تتوقعه معظم نماذج المناخ، ولكن من المحتمل أيضًا أن تفترض عملية استيعاب البيانات ارتفاعًا كبيرًا في درجات الحرارة وتغفل العوامل التي قد تمنع حدوث تأثير الاحتباس الحراري الجامح.

أكبر انقراض جماعي منذ 250 مليون سنة

جرس إنذار

أقر وينج، بأن هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به، ويهدف هو وزملاؤه إلى مواصلة تحسين الجدول الزمني من خلال إضافة بيانات من وكلاء على الأرض، مثل أوراق الحفريات.

كما يأملون أن يساعد ذلك الباحثين الذين يحاولون نمذجة تغير المناخ في المستقبل من خلال السماح لهم بفحص الفترات الأكثر دفئًا من ماضي الأرض .

وبالنسبة للمليارات من البشر الذين يعيشون الآن في أكثر الأعوام حرارة على الإطلاق – ويواجهون مستقبلاً أكثر حرارة – قال جود إن الجدول الزمني يجب أن يكون بمثابة جرس إنذار.

حتى في أسوأ السيناريوهات، فإن الاحترار الناجم عن الإنسان لن يدفع الأرض إلى ما هو أبعد من حدود قابلية السكن، لكنه سيخلق ظروفًا لا تشبه أي شيء شوهد في 300000 عام من وجود جنسنا البشري – الظروف التي يمكن أن تسبب دمارًا في النظم البيئية والمجتمعات .

كما قالت جود”ما دام هناك كائن حي واحد أو اثنان على قيد الحياة، فستظل هناك حياة.

أنا لست قلقًا بشأن ذلك”، “ما يقلقني هو شكل الحياة البشرية وما يعنيه البقاء على قيد الحياة”.