يكشف دراسة جديدة أن التغييرات في تداول مياه القاع الأنتاركتية منذ حوالي 18,000 إلى 10,000 عام مضت دفعَ إطلاق الكربون المخزن إلى الغلاف الجوي، مما ساهم في الاحتباس الحراري في نهاية العصر الجليدي الأخير. حلل الباحثون نوى الرواسب لتتبع هذه التغييرات، مبرزين دور المحيط الجنوبي في دورة الكربون العالمية. تشير النتائج إلى تداعيات على ذوبان الجليد الأنتاركتي الحديث وتوقعات المناخ.
منذ حوالي 12,000 عام، مع انتهاء العصر الجليدي الأخير وبدء الهولوسين، ارتفعت درجات الحرارة العالمية، مما يمثل انتقالًا مناخيًا رئيسيًا. نشرت دراسة في Nature Geoscience، بقيادة الدكتور هوانغ هوانغ من مختبر لاوشان في تشينغداو وبمشاركة الدكتور ماركوس غوتياهر من GEOMAR، أعادت بناء مدى مياه القاع الأنتاركتية (AABW) على مدى الـ32,000 عام الماضية.
فحص الفريق تسع نوى رواسب من قطاعي المحيط الأطلسي والهندي في المحيط الجنوبي، على أعماق بين 2,200 و5,000 متر. حللوا التركيب الإيزوتوبي للنيوديميوم في الرواسب لتتبع التغييرات في كتل المياه العميقة. «كنا نريد فهم كيف تغيرت تأثير مياه القاع الأنتاركتية، أبرد وأكثر كثافة كتلة مائية في المحيط العالمي، خلال الذوبان الجليدي الأخير، وما هو الدور الذي لعبته في دورة الكربون العالمية»، يقول هوانغ، الذي أكمل الدكتوراه في GEOMAR عام 2019.
خلال العصر الجليدي، احتوى المحيط الجنوبي العميق على مياه غنية بالكربون من المحيط الهادئ، مقدمة للمياه العميقة الدائرية الحالية، والتي عزلت الكربون وأبقت على انخفاض CO2 الجوي. بين 18,000 و10,000 عام مضى، توسعت AABW في مرحلتين، متزامنة مع أحداث الاحتباس الحراري الأنتاركتي. هذا التوسع، المدفوع بانخفاض تغطية الجليد البحري ومياه الذوبان التي خفضت كثافة الماء، زاد من الخلط الرأسي وأحضر الكربون المخزن إلى السطح، مُطلقًا إياه في الغلاف الجوي.
«توسع AABW مرتبط بعدة عمليات»، يوضح غوتياهر. «الاحتباس الحراري حول الأنتاركتيكا قلل من تغطية الجليد البحري، مما أدى إلى دخول المزيد من مياه الذوبان إلى المحيط الجنوبي. مياه القاع الأنتاركتية التي تشكلت خلال هذه الفترة المناخية الانتقالية كانت أقل كثافة بسبب انخفاض الملوحة. تمكنت هذه AABW الجليدية المتأخرة من الانتشار أبعد في المحيط الجنوبي، مما أدى إلى عدم استقرار هيكل كتل المياه الحالي وزيادة التبادلات بين المياه العميقة والسطحية».
تتحدى الدراسة الافتراضات السابقة بأن التغييرات في المحيط الأطلسي الشمالي دفعَ بشكل أساسي التغييرات في المحيط الجنوبي، مع التأكيد على التأثيرات الأنتاركتية على ارتفاع CO2. اليوم، سخن المحيط الجنوبي أسرع من معظم المحيطات تحت 1,000 متر في الـ50 عامًا الماضية. «المقارنات مع الماضي دائمًا غير كاملة»، يقول غوتياهر، «لكن في النهاية يتعلق الأمر بكمية الطاقة في النظام. إذا فهمنا كيف استجاب المحيط للاحتباس الحراري في الماضي، يمكننا فهم أفضل ما يحدث اليوم بينما تستمر رفوف الجليد الأنتاركتية في الذوبان». مثل هذه الرؤى البليموضوعية من نوى الرواسب تساعد في نمذجة فقدان الجليد المستقبلي وديناميكيات الكربون.