تنگه‌ای به فراخنای زمین

برگردان؛ احسان سنایی

از آشکارترین نمونه‌های تأثیرات شگرف عوارض نه‌چندان وسیع جغرافیایی بر اوضاع اقلیمی سراسری زمین را می‌توان در حدفاصل شرقی‌ترین سواحل آسیا و غربی‌ترین سواحل آلاسکا یافت؛ باریکه‌ای از آب و یخ به نام «تنگه‌ی برینگ» که مطابق پژوهش‌های اخیر، همانند شاه‌راهی محوری برای گذر جریانات آبی بزرگ‌مقیاس و نتیجتاً متعادل‌سازی الگوی جهانی آب‌وهوای زمین حین وقوع دوران‌های سخت یخ‌بندان عمل می‌کرده است.

تنگه‌ی سراسر سپید برینگ، از دید دوربین MODIS، سوار بر ماهواره‌ی ترا در تاریخ هفتم می 2000 / ناسا

پژوهش اخیری که به سرپرستی دانشمندان «مرکز ملی پژوهش‌های جوی» (NCAR) ایالات متحده صورت پذیرفت، مشخص نمود که گشایش و انسداد مکرر تنگه‌ی باریک برینگ در‌ نتیجه‌ی افت‌وخیزهای متعدد ارتفاع آب‌ها در طول تاریخ، تأثیر مستقیمی بر جریانات آبی حامل املاح و گرما به سوی دو اقیانوس آرام و اطلس شمالی داشته است.

این تأثیرات، با اِعمال تغییراتی شگرف در الگوی دمایی حاکم بر تابستان بخش‌هایی از آمریکای شمالی و گرینلند، موجبات بروز پیشروی و عقب‌نشینی متناوب یخچال‌های وسیع منطقه را فراهم می‌نموده که همین امر ارتفاع آب‌های سراسر زمین را دستخوش دگرگونی‌های محسوسی می‌کرده است.

هر چند این مشاهدات، مستقیماً دربرگیرنده‌ی فاکتورهایی چون گرمایش کنونی زمین نبوده، اما با برجسته‌سازی نقش پیچیدگی‌ سامانه‌ی اقلیمی زمین، اهمیت توجه به توانایی تغییرات به‌ظاهر ساده و ناچیز را در ایجاد دگرگونی‌های چشمگیر، خصوصاً در دایره‌ی قطبی شمال گوشزد نموده است.

«آکسو هو»، از دانشمندان NCAR و سرپرست گروه نویسندگان مقاله‌ی مزبور که در شماره‌ی این هفته‌ی نشریه «نیچر ژئوساینس» به چاپ رسیده است، می‌گوید: «آب‌و‌هوای سراسری زمین به ضرباتی حساس است که شاید ناچیز و جزئی به نظر رسند. حتی فرآیندهای کوچک اگر در مکان مناسب بوقوع بپیوندند، قادر به تقویت دگرگونی‌های اقلیمی در سرتاسر زمین‌اند».

این گروه، از آخرین نسل ابررایانه‌ها به‌منظور مطالعه‌ی اوضاع اقلیمی گذشته‌ی زمین، با جزئیاتی که درنظرگرفتن‌شان حتی تا چند سال پیش میّسر نبود، استفاده کرد. آن‌ها کارشان را با تلاش برای حل معمای آخرین عصر یخبندان زمین آغاز نمودند: چرا در حدود ۱۱۶ ‌هزار سال پیش، طاقچه‌های یخی شمالگان، مکرراً به مدت ۷۰ ‌هزار سال پیش و پس می‌رفتند؟ این طاقچه‌های غول‌آسا آنچنان آبی را درون خود محبوس کرده بودند که ارتفاع دریاهای زمین در این فواصل زمانی، تا ۳۰ متر افت و خیز داشته است!

دانشمندان اغلب ایجاد چنین نوسانات بزرگ‌مقیاسی را به رقص مداری زمین به گرد خورشید نسبت ‌می‌دادند، اما در بازه‌ی زمانی مورد بررسی تیم پژوهشی NCAR، نوسانات مکانی مدار زمین ارتباطی به تحرک طاقچه‌های یخی و تغییرات تراز سطح آب‌ها نداشت.

از این‌رو اعضای تیم، احتمال جایگزین دیگری را مطرح نمودند: تغییرات تنگه‌ی برینگ، یا همان مکان ملاقات اقیانوس‌های اطلس و آرام در نیمکره‌ی شمالی، ممکن است بر جریانات اقیانوسی موجود در سرتاسر زمین تأثیرگذار باشند.

هرچند این تنگه‌ی باریک، تنها آب‌راهی به پهنای ۸۰ کیلومتر مابین روسیه و غربی‌ترین جزایر آلاسکاست، اما خط ارتباطی مطلوبی میان آب‌های شیرین اقیانوس آرام شمالی به آب‌های شور اطلس شمالی، آن‌هم از طریق اقیانوس سرد شمالگان به حساب می‌آید. این جریانات، ابزاری مؤثر به‌منظور تعدیل قوای جریان اقیانوسی بزرگی موسوم به «چرخه‌ی بازگشتی نصف‌النهار» است، چرخه‌ای که محرکی کلیدی در انتقال گرما از نواحی گرمسیری به قطبین می‌باشد.

نقشه‌ی ژرفاسنجی دریای برینگ. نواحی قرمزرنگ، با حداکثر ارتفاع، در حدود 4000 متر از سطح دریاهای آزاد ارتفاع دارند و نواحی آبی سیر، در حدود 7900 متر گودتر از سطح آب دریاها هستند. نواحی متمایزشده با رنگ آبی کمرنگ که اکثریت دریای برینگ را تحت سیطره خود دارند، تنها 0 تا 50 متر از سطح آب‌ها گودترند و همین امر استعداد بالای تنگه‌ی برینگ را برای انسداد‌های گاه‌به‌گاه در طول تاریخ زمین نشان می‌دهد / آزمایشگاه اقیانوسی – دریایی – محیطی NOAA

تیم، با بهره‌گیری از مدل «سامانه‌ی اقلیمی مبتنی بر جامعه‌ی [علمی] NCAR»، که ابزار رایانه‌ای قدرتمندی به‌منظور مطالعه‌ی اوضاع جوی سیاره ماست، به مقایسه‌ی ارتباطات احتمالی موجود میان شرایط حاکم بر تنگه‌ی برینگ و واکنش‌های اقلیمی دوران‌های یخ‌بندان زمین پرداختند.

آن‌ها مدل نام‌برده را بر ابررایانه‌های جدید مستقر در NCAR و دپارتمان انرژی «آزمایشگاه ملی اوک ریج» اجرا نموده و کانون توجه‌شان را به عوارض جغرافیایی ریزمقیاسی که تا چندی پیش در شبیه‌سازی‌‌های بلندمدت الگوهای اقلیمی درنظر گرفته نمی‌شد، معطوف نمودند.

شبیه‌سازی‌های بعدی که با هدف بررسی نوسانات احتمالی تراز آب‌ دریاها صورت پذیرفت، مشخص نمود که الگوی تکرارشونده‌ای با وقفه‌های چندین هزارساله که به‌ یقین در ارتباط مستقیم با بازگشایی و انسداد تنگه‌ی برینگ است، ضربات گسترده‌ای را به الگوهای اقیانوسی و طاقچه‌های یخی وارد می‌آورد. آن‌چه از شبیه‌سازی‌های مذکور به دست آمد را می‌توان در سناریوی کوتاه زیر خلاصه کرد:

- با افول دمای متوسط جهانی به‌ دنبال تغییرات مداری زمین، طاقچه‌های یخی شمال از گذشته گسترده‌تر شدند. این امر، خود افول تراز آب‌های سیاره و تخلیه‌ی آب روان از تنگه‌ی برینگ را به دنبال آورد و درنتیجه دره‌ی خشک و یخ‌بسته‌ای میان آمریکا و آسیا به جا ماند.

- با قطع جریان آب نسبتاً شیرین اقیانوس آرام به اطلس، اقیانوس اطلس شمالی از املاح بیش‌از‌اندازه اشباع شدکه این امر افزایش قدرت چرخه‌ی بازگشتی نصف‌النهار را به دنبال داشت، چرخه‌ای که همچون نوار نقاله‌ای عظیم، آب گرم و دلپذیر نواحی گرمسیری را به سرزمین‌های سرد شمال هدایت می‌نمود.

- ورود آب‌های گرم بیشتر به قلمرو سواحل گرینلند و بخشی از آمریکای شمالی، میانگین دمای منطقه را تا ۱.۵ درجه‌ی سلسیوس افزایش داد.

همین افزایش اندک دما کافی بود تا پیشروی پوسته‌ی یخی سطح دریا متوقف شده و حتی با نرخ ۱۱۲ متر در هر هزار سال، از ارتفاعشان کاسته شود. هر چند اقیانوس آرام نیز از سویی به میزان مساوی «سردتر» گردید، اما بالعکس هیچ‌گونه حجم عظیمی از یخ را در بر نداشت تا قادر به تأثیر بر آب‌و‌هوای جهانِ آن روز باشد.

- به مدت هزاران سال، حجم یخی هنگفت مستقر در سواحل گرینلند و آمریکای شمالی به تدریج از میان رفت و سطح آب‌های منطقه تا بازگشایی مجدد تنگه‌ی برینگ افزایش یافت.

- با برقراری دیگربار جریان آب شیرین اقیانوس آرام، از قدرت چرخه‌ی نصف‌النهار کاسته شد و گرینلند و آمریکای شمالی باز آرام‌آرام رو به سردی نهادند. یخچال‌ها بار دیگر از هوا سبقت گرفته و سطح آب‌ها افولی دوباره را تجربه کرد. تنگه‌ی برینگ بار دیگر خشکید و این چرخه بارها تکرار شد.

سرانجام 34‌هزار سال پیش، با اتمام چرخه‌ی مداری ۹۵ ‌هزار ساله‌ی زمین، این چرخه‌ی اقلیمی نیز در هم شکست. در آن‌ زمان، سیاره در سیر مداری‌اش به گرد خورشید آن‌چنان از منبع گرمابخش آفتاب فاصله گرفته بود که حتی انسداد تنگه‌ی برینگ نیز تأثیری در پیشروی یخ‌ها نداشت.

با بازگشت شرایط مداری زمین به نقطه‌ای مطلوب، نهایتاً در حدود ۱۰ ‌هزار سال پیش، این تنگه برای آخرین بار گشوده شد و با تعدیل اقلیم و ایجاد آب‌و‌هوایی باثبات، راه را برای پیشرفت تمدن بشری گشود. «جرالد میل»، از دانشمندان NCAR می‌گوید:

«مطالعا‌تی از این دست، نقش شاخصی را در تعیین اختلافات جزئی موجود میان [نسخه‌های مختلف] سامانه‌‌ی اقلیمی ما دارد. اگر بتوانیم شناخت خود از نیروهای مؤثر بر آب‌و‌هوای گذشته را ارتقا دهیم، در آینده خواهیم توانست پیش‌بینی‌های بهتری از نحوه‌ی دگرگونی‌های احتمالی اقلیم‌مان داشته باشیم.»

در این پژوهش علاوه بر NCAR، محققانی از «مرکز ملی تحقیقات علمی» (CNRS) در فرانسه، دانشگاه ایالتی کلرادو در بولدر، دانشگاه کاتولیک لووین در بلژیک و دانشگاه‌های ملی استرالیا و هاروارد نیز شرکت داشته‌اند.