ذوب شدن سریع خاک منجمد قطب شمال و تاثیری که بر زندگی همه انسان ها دارد (قسمت اول) - وبلاگ مقاله های تخصصی

به گزارش وبلاگ مقاله های تخصصی، خاک منجمد، سریع تر از آنچه که انتظار می رفت در حال ذوب شدن است. این پدیده، در حال تغییر شکل منظره ها است و گازهای کربنی آزاد می نماید که فرایند گرم شدن زمین را سریع تر می نماید.

سرگئی زیموف، بوم شناس و دانشمند روسی، یک استخوان ماموت پشمالو را روی توده ها می اندازد. او در گل و لای کنار رود کلیما زیر یک پرتگاه بلند از خاک در حال فروریختن نشسته است. فصل تابستان در شرق سیبری ادامه داشت؛ در قسمتی از روسیه که از مسکو به آلاسکا نزدیک تر است. در چشم انداز ای که دیده می شد، برف و یخبندانی وجود نداشت.

در همین پرتگاه که دووانی یار نام دارد، رود کلیما با عبور خود موجب فرسایش شده بود و آنچه زیر صخره ها بود، آشکار نموده بود؛ یک لایه از خاک منجمد یا پرمافراست که صدها فوت عمق دارد و به سرعت در حال ذوب شدن است.

شاخه ها و تکه های گیاهان، قسمت هایی از بدن حیوانات عصر یخبندان مثل آرواره گاومیش، استخوان ماموت و استخوان ران اسب ها روی ساحل افتاده بود و زیر چکمه های زیموف خرد می شد.

او در حالی که فسیل ها را از بین خاک بیرون می کشید گفت:

من عاشق دووانی یار هستم. مثل یک کتاب است که هر ورق از آن داستانی از تاریخ طبیعت را بازگو می نماید.

در فضای بسیار وسیعی در بالای این سیاره، تغییر اقلیم، در حال ثبت یک بخش تازه در دفتر تاریخ طبیعت است. خاک های منجمد شمالی آن طور که دانشمندان قبلا پیش بینی نموده بودند، به تدریج در حال ذوب شدن نیست. از نظر زمین شناسی، ذوب شدن خاک منجمد به شکلی بسیار سریع و غیرمنتظره در حال اتفاق افتادن است.

با ذوب شدن و نرم شدن این خاک، در منطقه های مثل دووانی یار، آثار باقیمانده از زندگی های باستانی و در پی آن حجم وسیعی از کربن، پیدا و آزاد می گردد. کربنی که طی هزاران سال در خاک منجمد، حبس شده است. ورود این گازهای متان و کربن دی اکسید باعث می گردد که تغییر اقلیم سرعت بگیرد حتی با وجود کوشش بشر برای جلوگیری از انتشار آلودگی های سوخت های فسیلی.

متان یکی از گازهای گلخانه ای قوی است که از زمین های در حال ذوب زیر دریاچه ها در منطقه قطب شمال آزاد می گردد. در فصل زمستان، یخ سطح دریاچه ها، این گاز را در خود نگه می دارد. در این آبگیر در نزدیکی فربنکس آلاسکا، دانشمندان یخ را سوراخ نموده اند و متان در حال آزاد شدن را آتش زده اند.

افراد کمی بهتر از زیموف، خطرات ناشی از این پدیده را درک می نمایند. او از یک ایستگاه تحقیقاتی در یک پایگاه استخراج طلا که حدود سه ساعت با قایق از دووانی یار فاصله دارد، چندین دهه عمر خود را صرف کشف رازهای قطب شمال در حال گرم شدن نموده است.

در این راستا او کوشش نموده است تا مفاهیم و حقایق متعددی را آشکار کند. از جمله اینکه قطب شمال در زمان عصر یخبندان پلیستوسن، بیابانی ناگسستنی از یخ بوده و فقط در بعضی نقاط آن تکه هایی از خاک قابل مشاهده بوده است.

در عوض، وجود مقادیر فراوانی فسیل ماموت و سایر چرندگان بزرگ در دووانی یار و مکان های دیگری که زیموف از آنها نام می برد مثلا سیبری، آلاسکا و غرب کانادا نشان می دهد که این منطقه ها چمنزارهایی حاصل خیز بوده اند و از نظر وجود علف ها و گیاهان مختلف بسیار غنی بوده اند.

بعد از مرگ این حیوانات و گیاهان، سرمای هوا تجزیه آنها را کندتر نموده است. به مرور زمان بر اثر وزش باد، زیر خاک مدفون شده اند و در خاک منجمد گیر افتاده اند. در نتیجه، خاک منجمد شمالی از نظر وجود کربن بسیار غنی تر از آن چیزی است که دانشمندان فکر می کردند.

اکنون، تحقیقات تازه نشان می دهد که با گرم شدن زمین، این کربن سریع تر آزاد می گردد. در نتیجه سرعت غیرمنتظره گرم شدن قطب شمال و حرکت آب ذوب شده در منطقه ها قطبی، محققان اکنون می پندارند که به ازای هر یک درجه سلسیوس افزایش دما در میانگین دمای هوای زمین، خاک منجمد، به مقدار حدود 4 تا 6 سال انتشار گازهای گلخانه ای و سوختن نفت و زغال سنگ در زمین، گاز فراوری می نماید. این اندازه دو یا سه برابر آن چیزی است که چند سال پیش دانشمندان تخمین زده بودند.

در همین چند دهه اگر مصرف سوخت های فسیلی خود را کنترل نکنیم، خاک منجمد به مقدار فراوری گاز گلخانه ای در چین، به منبع بزرگ آلودگی و افزایش دمای هوا تبدیل می گردد. چین بزرگترین فراورینماینده گازهای گلخانه ای در جهان است.

ما به تنهایی مسئول این مشکل نیستیم. هیئت بین دولتی تغییر اقلیم یا به طور خلاصه IPCC که یکی از نهادهای سازمان ملل متحد است، اخیرا خاک منجمد را وارد پروژه ها و طرح های خود نموده است. هنوز اندازه آسیبی که این پدیده می تواند در پی داشته باشد، دست کم گرفته می گردد.

پتانسیل خاک منجمد برای گرم کردن کره زمین به وسیله خود ما دست کم گرفته شده است. ولی اگر کوشش کنیم تا دمای هوا را دو درجه کاهش دهیم، همانطور که 195 کشور جهان با این پروژه در سال 2015 در پاریس به توافق رسیدند، تحقیقات تازه نشان می دهد که ممکن است با این روش بتوانیم فراوری گازهای گلخانه ای را 8 سال زودتر از آنچه که مدل های IPCC پیش بینی نموده اند، قطع کنیم تا بتوانیم با ذوب شدن خاک منجمد که در حال وقوع است، مبارزه کنیم.

این احتمالا یکی از کم اهمیت ترین دلایل ما برای تغییر رویه به سمت استفاده از انرژی های پاک است. فرقی نمی نماید که هدف ما برای مبارزه با گرم تر شدن زمین چه باشد، در هر صورت باید سریع تر از آنچه که فکر می کنیم، حرکت کنیم.

دره رود آلاتنا که در جنوب آلاسکا جریان دارد، به راهرویی برای حیوانات تبدیل شده است که به وسیله آن به قطب شمال در حال گرم شدن مهاجرت می نمایند. تعداد سگ های آبی در حال افزایش سریع است.

زیموف در دهه 1970 برای اولین بار به عنوان دانشجوی دانشگاه به این منطقه آمد تا در پروژه نقشه برداری یک سفر تحقیقاتی یاری کند. او از همان ابتدا به این چشم انداز، به دورافتاده بودن و انزوای آن علاقه مند می گردد. زمستان های تاریک اینجا، فرصتی برای فکر کردن به او می داد. او چند سال بعد برگشت و پایگاه علمی شمال شرقی را تحت نظر آموزشگاه علوم روسیه پایه گذاری کرد.

امروزه خودش و پسرش نیکیتا این مجموعه را اداره و مدیریت می نمایند. این ایستگاه علمی امروزه مقدار دانشمندان متخصص قطب شمال است که از سراسر جهان به اینجا سفر می نمایند.

یک روز در تابستان سال 2018، من و عکاسی به نام کیتی اورلینسکی به زیموف پیوستیم تا امکانات لازم برای یکی از تاسیسات کنترل کربن را که در خلیج آمبارچیک در نزدیکی دهانه رود کلیما در اقاینوس منجمد شمالی واقع شده است ببریم.

پرمافراست، یعنی خاکی که در تمام طول سال منجمد است، با لایه های عمیقی از خاک و گیاهان در حال تجزیه پوشیده شده است. این لایه، لایه فعال نام دارد. این خاک معمولا هر تابستان ذوب می گردد و دوباره در زمستان یخ می زند و از لایه خاک منجمد حفاظت می نماید تا دمای آن بالاتر نرود.

ولی در بهار سال 2018، گروهی که برای نیکیتا کار می کردند، کشف کردند که خاک نزدیک سطح اطراف منطقه چرسکی در جریان شب های قطبی طولانی زمستان اصلا یخ نزده بودند. این پدیده تا کنون مشاهده نشده بود. ماه ژانویه در سیبری بسیار سرد است تا جایی که بازدم انسان هم یخ می زند.

سرگئی زیموف در این مورد گفت:

سه سال پیش دمای خاکی که روی پرمافراست قرار داشت حدود منفی 3 درجه سانتیگراد بود. سپس به منفی دو درجه سانتیگراد رسید. بعد به منفی یک درجه سانتیگراد رسید و سال جاری دمای آن دو درجه بالای صفر بود.

از بعضی ابعاد، این پدیده باعث شگفتی نیست. پنج سالی که گرم ترین سال های زمین از اواخر قرن نوزدهم شناخته شده اند از سال 2014 آغاز می شوند. قطب شمال هم با سرعتی دو برابر سایر نقاط که زمین در حال گرم شدن است. یکی از دلایل آن، از دست رفتن یخ های دریا است. در سال 2017 توندرا در گرینلند با بدترین آتش سوزی شناخته شده در طول تاریخش روبرو شد. رزوهای قبل از اینکه به سیبری برویم، در دماسنج های لاکسلو در نروژ در 380 کیلومتری مدار شمالگان دمای ثبت شده به 32 درجه سلسیوس رسیده بود.

در نیم قرن اخیر دمای خاک منجمد در سراسر جهان در حال افزایش بوده است. در نورث اسلاپ آلاسکا، در سی سال اخیر این دما 11 درجه افزایش داشته است. ذوب شدن محلی پرمافراست به خصوص در منطقه های که توسعه، سطح زمین را از بین می برد و اجازه می دهد تا گرما به زمین نفوذ کند باعث فرسایش خطوط ساحلی، جاده ها، ترک خوردن لوله ها و فروریختن سردخانه های یخی شده است؛ جایی که شکارچیان شمالی، گوشت شکار را در آن نگهداری می نمایند.

تابستان های گرم مدت ها است که زندگی ساکنان شمالی زمین را تحت تاثیر قرار داده است.

با این حال آنچه که زیموف در سال 2018 در حال مستندسازی آن بود، پروژه متفاوتی بود. این پروژه فراتر از قطب شمال را در بر می گرفت و آن آنالیز ذوب شدن خاک منجمد در زمستان بود. بر خلاف آنچه که ممکن است تصور کنید، بارش برف، مقصر اصلی آن بود. برف در این منطقه مثل یک پتو عمل می نماید و گرمای تابستانی را در خاک نگه می دارد و به دام می اندازد.

در یک مرکز تحقیقاتی که 17 کیلومتر تا چرسکی فاصله دارد، دانشمندی به نام ماتیاس گوکد از انستیتوی بیوشیمی مکس پلانک آلمان متوجه شد که عمق برف در مدت پنج سال اخیر، دو برابر شده است. تا آوریل سال 2018، دمای لایه فعال 10 درجه فارنهایت افزایش یافته است.

خاک های قدیمی پرمافراست قطبی، بقایای گیاهان، برگ ها و حیواناتی را نگه می دارد که هزاران سال پیش در عصر یخبندان زندگی می کردند. همه این کربن ها در مکانی امن در زمین زیر یخ مدفون شده بودند تا همین حالا.

این پدیده فقط به سیبری محدود نمی گردد. ولادیمیر رومانوسکی، متخصص پرمافراست در دانشگاه فربنکس آلاسکا است. او سال ها لایه فعال خاک را آنالیز نموده است. این لایه تا اواسط ماه ژانویه به طور کامل در تقریبا 180 نقطه از آلاسکا یخ می زند.

ولی در مکان هایی که با بارش برف سنگین همراه بوده است، این یخ زدن لایه فعال ابتدا به ماه فوریه و سپس به ماه مارس موکول شده است. در سال 2018 هشت مورد از سایت های مورد آنالیز رومانوسکی در نزدیکی فربنکس و چند مورد در شبه جزیره سوارد در غرب آلاسکا اصلا یخ نزدند.

در سراسر جهان، پرمافراست تا 1600 گیگاتون کربن را در خود نگه می دارد. این اندازه تقریبا دو برابر آن چیزی است که در اتمسفر وجود دارد. هیچ کس انتظار نداشت که همه خاک منجمد یا بخشی از آن ذوب گردد. تا این اواخر که دانشمندان احتمال دادند که پرمافراست 10 درصد از کربن خود را از دست خواهد داد. و احتمال می رفت که این فرایند حدود 80 سال طول بکشد.

ولی وقتی لایه فعال در زمستان دیگر یخ نزند، همه چیز سرعت می گیرد. گرمای اضافه شده، فرصتی فراهم می نماید که میکروب ها، متریال های ارگانیک را به خاک تبدیل نمایند که باعث آزاد شدن کربن دی اکسید و متان می گردد. این پدیده در تمام طول سال ادامه پیدا می نماید در حالی که فقط باید در چند ماه تابستان اتفاق بیافتد. گرمای زمستانی هم به خاک منجمد راه پیدا می نماید و باعث ذوب شدن سریع تر آن می گردد.

رویزین کومان، شیمی دان جوی در دانشگاه کلمبیا است که فراوری کربن به وسیله هواپیماها را آنالیز می نماید. او می گوید: تمامی تصورات و فرضیه های ما در حال تغییر است.

او به همراه همکارانش کشف نموده است که اندازه کربن دی اکسید فراوری شده از نورث اسلاپ آلاسکا در اویل فصل زمستان از سال 1975 تا به حال، 73 درصد افزایش پیدا نموده است.

کومان در این مورد ادامه می دهد:

ما در کوشش بودیم تا بفهمیم در قطب شمال چه رویدادی در حال وقوع است و بر روزهای گرم تابستان تکیه می کردیم. در حالی که همه چیز در زمستان و در تاریکی شب اتفاق می افتاد.

البته چند زمستان محدود برفی نمی تواند این فرایند را ایجاد کند. در زمستان سال گذشته، برف کمتری در چرسکی بارید و خاک به شکل قابل توجهی خنک تر شد. در فربنکس هم برف کمی وجود داشت. ولی در بعضی از سایت های مطالعاتی رومانوسکی در آلاسکا، لایه فعال زمین به مقدار ای گرما در خود نگه داشته بود که مانع از یخ زدن کامل آن می شد.

مکس هولمز معاون مرکز تحقیقاتی وودز هول در ماساچوست که روی چرخه کربن در آلاسکا و چرسکی تحقیق می نماید، می گوید:

این پدیده واقعا شگفت انگیز است. من همواره تصور می کردم که پدیده ذوب شدن خاک منجمد، آهسته و پیوسته ادامه دارد و احتمالا پنج سال گذشته، یک دوره پنج ساله عجیب و غیرطبیعی باشد. ولی اگر این طور نباشد چه می گردد؟ چه اتفاقی می افتد اگر همه چیز سریع تر پیش برود؟

مطالعه قسمت دوم