الملخص:
اقترح العلماء آلية جديدة لشرح كيفية تشكل العصور الجليدية الماضية للأرض: تبريد المحيطات الناجم عن توسع الصفائح الجليدية في نصف الكرة الشمالي قد ينتقل إلى نصف الكرة الجنوبي من خلال دوران المحيطات العالمي، مما يؤدي إلى تغيير الدورة الدموية وظروف الجليد البحري في المحيط حول القارة القطبية الجنوبية، مما يسمح بتخزين المزيد من ثاني أكسيد الكربون في أعماق البحار، مما يعزز المزيد من تبريد المناخ العالمي. تلقي الدراسة ضوءًا جديدًا على الروابط المناخية بعيدة المنال منذ فترة طويلة بين نصفي الكرة الشمالي والجنوبي.
أشرف على هذه الدراسة باحثون من جامعة سانت أندروز في المملكة المتحدة، ونشرت النتائج في مجلة المناخ بتاريخ 22 أكتوبر 2026. ويركز البحث على سؤال علمي طويل الأمد: يعرف العلماء بالفعل أن المحيط الجنوبي يلعب دورًا مهمًا في تنظيم تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، ولكن كان هناك نقص في التفسيرات الفيزيائية الواضحة لكيفية تأثير الصفائح الجليدية الضخمة التي تشكلت في نصف الكرة الشمالي على المحيطات المحيطة بالقارة القطبية الجنوبية على بعد آلاف الكيلومترات. بعيدا.
شهدت الأرض العديد من العصور الجليدية في تاريخها الطويل. خلال هذه الفترات، تنخفض درجات الحرارة العالمية وتغطي الصفائح الجليدية مساحات واسعة من الأراضي في نصف الكرة الشمالي. Changes in the Earth's orbit will change the solar radiation received at different latitudes, creating conditions for the formation and expansion of ice sheets; at the same time, atmospheric carbon dioxide concentration, ocean circulation, and the ability of ice and snow to reflect sunlight will also affect the development and duration of ice ages. ويعتقد العلماء أن هذه العوامل لا تعمل بشكل مستقل، ولكنها قد تؤثر على بعضها البعض من خلال سلسلة من آليات التغذية الراجعة.
وتبدأ الآلية التي اقترحها فريق البحث في خطوط العرض العليا من نصف الكرة الشمالي. عندما تؤدي التغيرات المدارية إلى تبريد هذه المناطق في الصيف، قد تتشكل الصفائح الجليدية وتتوسع تدريجيًا. ستبرد الصفائح الجليدية الكبيرة مياه شمال الأطلسي القريبة وتغير بنية درجة الحرارة وتوزيع كثافة المياه. وبما أن مياه البحر تشارك في نظام دوران المحيطات العالمي، فقد تنتشر إشارة التبريد هذه تدريجيًا باتجاه الجنوب، مما يؤثر في النهاية على المحيط الجنوبي حول القارة القطبية الجنوبية.
يعد المحيط الجنوبي جزءًا مهمًا من دورة الكربون على الأرض. The ocean absorbs carbon dioxide from the atmosphere and stores some of it in the deep sea through seawater sinking, deep water circulation, and other physical and biological processes. If circulation and sea ice conditions in the Southern Ocean change, the carbon exchange between the ocean and the atmosphere may also change, leaving more carbon dioxide in the ocean instead of being released back into the atmosphere.
يعد ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي أحد الغازات الدفيئة المهمة، كما أن انخفاض تركيزاته يقلل من قدرة الغلاف الجوي على الاحتفاظ بالحرارة. لذلك، إذا كان توسع الغطاء الجليدي في نصف الكرة الشمالي يمكن أن يعزز تخزين المزيد من الكربون في المحيط الجنوبي من خلال دوران المحيطات، فقد يشكل ذلك ردود فعل تبريد متزايدة تدريجيًا: التبريد الشمالي يعزز توسع الغطاء الجليدي، ويؤثر الغطاء الجليدي على دوران المحيطات، ويمتص المحيط الجنوبي ثاني أكسيد الكربون ويخزنه بشكل أكبر، ويؤدي ضعف تأثير الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي إلى استمرار التبريد العالمي.
ولاختبار هذه الفرضية، أجرى الباحثون عمليات محاكاة لنموذج مناخ المحيطات. فبدلاً من تبريد الكوكب بأكمله بشكل مباشر، خفضوا درجات الحرارة فقط في المناطق الشمالية من المحيط لمحاكاة تأثيرات توسع الغطاء الجليدي الكبير على المياه المحيطة. ثم نظر فريق البحث لمعرفة ما إذا كان هذا التبريد الموضعي يمكن أن ينتقل إلى نصف الكرة الجنوبي من خلال دوران المحيطات ويسبب تغييرات من شأنها أن تكون مفيدة لتخزين الكربون في المحيطات.
تظهر نتائج المحاكاة أن تبريد المياه عند خطوط العرض العليا في نصف الكرة الشمالي وحده يمكن أن يؤدي إلى استجابة عالمية كبيرة. سيؤدي تبريد المحيطات الشمالية فقط إلى انخفاض بنسبة 74% في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي مقارنة بالسيناريو الذي قام فيه الباحثون بتبريد الكوكب بأكمله في وقت واحد. تشير هذه النتيجة إلى أن التبريد المحلي في نصف الكرة الشمالي يمكن أن يكون له تأثيرات كبيرة على دورة الكربون العالمية من خلال اتصالات المحيطات لمسافات طويلة.
يقدم هذا العمل تفسيرا محتملا لظاهرتين مناخيتين كان من الصعب ربطهما في السابق: توسع الصفائح الجليدية في نصف الكرة الشمالي، وانخفاض ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي الناجم عن التغيرات في دوران المحيطات في نصف الكرة الجنوبي، كما قال المؤلف الرئيسي ماديسون شانكر من كلية علوم الأرض والبيئة في جامعة سانت أندروز. وأثبت فريق البحث من خلال محاكاة النموذج أن هذا الاتصال ممكن من حيث الآلية الفيزيائية.
ومع ذلك، فإن نسبة 74% تأتي من تجارب نموذجية محددة ولا تعني أن كل توسع للغطاء الجليدي في نصف الكرة الشمالي في التاريخ الحقيقي سيؤدي بالضرورة إلى نفس النسبة من انخفاض ثاني أكسيد الكربون. ما تظهره نتائج النموذج هو أن هذه الآلية قد تلعب دورًا مهمًا، بدلًا من أن مساهمتها الفعلية في تكوين كل فترة جليدية قد تم تحديدها بدقة. يتأثر النظام المناخي الحقيقي للأرض أيضًا بعوامل مثل حقول الرياح، ومدى الجليد البحري، وملوحة مياه البحر، ونشاط الحياة البحرية، وموقع القارات.
تكمن أهمية هذه الدراسة في ربط العمليات المناخية في نصفي الكرة الشمالي والجنوبي والتي تمت دراستها بشكل منفصل نسبيًا في الماضي. في السابق، عندما شرح العلماء انخفاض ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي خلال العصور الجليدية، كانوا يركزون غالبًا على التغيرات في المحيط حول القارة القطبية الجنوبية. تشير الأبحاث الجديدة إلى أن المحيط الجنوبي ليس نظامًا مناخيًا مستقلاً وأن حالته قد تتأثر بالتغيرات في الصفائح الجليدية والمحيطات حتى نصف الكرة الشمالي.
إن فهم هذا الارتباط لن يساعد في إعادة بناء تاريخ المناخ الماضي للأرض فحسب، بل قد يساعد العلماء أيضًا على تحسين النماذج المناخية. يمكن للمحيطات أن تمتص، وتنقل، وتخزن كميات كبيرة من الكربون على مدى فترات زمنية طويلة، وسوف تؤثر التغيرات في دورانها على تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وستؤدي إلى مزيد من التغير في درجات الحرارة العالمية. إذا تمكنت النماذج من محاكاة هذه العمليات بشكل أكثر دقة، فيمكنها تفسير التحولات بين الفترات الدافئة والجليدية في تاريخ الأرض بشكل أفضل.
لا شك أن آلية العصر الجليدي التي تشكلت بشكل طبيعي على الأرض في الماضي لا يمكن مقارنتها بشكل مباشر بمسار تطور الانحباس الحراري العالمي اليوم. تتأثر تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي الحديث بشكل كبير بحرق الوقود الأحفوري البشري والتغيرات في استخدام الأراضي، كما تختلف سرعة تغير المناخ الحالي وظروفه الخلفية عن العديد من سيناريوهات المناخ القديم. ولا يزال الباحثون بحاجة إلى مزيد من التأكيد على قوة هذا الارتباط بين محيطات نصف الكرة الشمالي والجنوبي في أوقات تاريخية مختلفة والدور الذي قد يلعبه في تغير المناخ في المستقبل.
بشكل عام، تكشف هذه الدراسة عن آلية ردود فعل عبر نصف الكرة الأرضية قد تدفع الأرض إلى العصر الجليدي: تبريد المحيطات الناجم عن توسع الغطاء الجليدي في نصف الكرة الشمالي قد يؤثر على قدرة تخزين الكربون في المحيط الجنوبي من خلال الدورة العالمية، وبالتالي تضخيم عملية التبريد لنظام الأرض بأكمله. وهو يذكر العلماء بأن مناخ الأرض لا يتحدد من خلال منطقة واحدة فقط، ولكن من خلال نظام مترابط معقد من الغلاف الجوي والمحيطات والصفائح الجليدية ودورات الكربون. لفهم كيف بدأت العصور الجليدية، من الضروري تتبع كيفية انتقال هذه التغييرات وتعزيزها بشكل متبادل عبر نصف العالم.
التعليقات