صحرای کبیر؛ محصول ۰.۶ درجه انحراف محوری زمین

Anuradha K. Herath
برگردان: احسان سنایی

صحرای کبیر آفریقا، یا وسیع‌ترین بیابانِ فعلی زمین، روزگاری دور علفزار حاصلخیزی قرار داشته است. این موضوع، حقیقت عرف جامعه‌ی علمی قلمداد می‌شود؛ اما متخصصین همچنان با داده‌های تاریخی دست به گریبا‌ن‌اند؛ تا به سرعت وقوع این گذار فاحش پی ببرند.

پژوهش‌گران، طی نشست مجمع عمومی اتحادیه‌ی علوم زمین اروپا که اوایل سال جاری میلادی در وین؛ پایتخت اتریش صورت پذیرفت؛ به شواهد جدیدی دست یافتند که بر اساس آن حوزه‌ی خاوری صحرا؛ خصوصاً نواحی پیرامون دریاچه‌ی «یوئا» (Yoa) در کشور چاد، از اواسط دوران «هولوسین» (دوران متأخری که در حدود ۱۲هزار سال پیش آغاز شد) آهسته، ولی پیوسته خشکیده است. دکتر «پیر فرانکوس» (Pierre Francus)؛ استاد مؤسسه‌ی ملی تحقیقات علمی کانادا در کبک و نیز سرپرست نویسندگان پژوهش مزبور، می‌گوید: «این پژوهش مشخص کرد که خواص رسوبی و ژئوشیمیایی ِ رسوبات دریاچه[ی یوئا]، خشکیدگی ِ آهسته‌ی صحرا از ۶هزار سال پیش، تا شرایط کنونی‌اش؛ یعنی در ۱۱۰۰ سال پیش را تأیید می‌کند».

غار شناگران، واقع در جنوب غرب مصر، نمایش‌دهنده‌ی دورانی‌ست که صحرای کبیر از امروز مرطوب‌تر بوده است / Science

در این بررسی، پژوهش‌گران طی نظم سالیانه‌ای، رسوب‌گذاریِِ دریاچه‌ی یوئا را مورد بررسی قرار دادند تا که زمان و نحوه‌ی خشکیدگی ِِ منطقه‌ی صحرا را تعیین کنند. پژوهش‌های پیشین، از مدل‌سازی‌های اقلیمی به همین منظور استفاده می‌بردند تا که نه‌تنها به مقوله‌ی خشکیدگی؛ که به تأثیرپذیری اوضاع اقلیمی غالبِ منطقه در آن دوران نیز پی برند.

حال، عقیده‌ی غالب، از بروز تغییراتی در مدار زمین به‌عنوان دلیل خشکیدگی صحرا نام می‌برد. این دگرگونی‌ها، نهایتاً بر «آفتاب‌گیری» (Insolation)؛ یا میزان دریافت انرژیِ الکترومغناطیسی ِ زمین از جانب خورشید، اثر نهاد. به بیان ساده‌تر، آفتاب‌گیری به میزان نور آفتابِ تابیده بر منطقه‌ای خاص و در زمانی خاص اطلاق می‌گردد و وابسته به مؤلفه‌هایی چون موقعیت جغرافیایی، زمان روز، فصل، دورنمای طبیعی و اقلیم منطقه‌ای‌ست. دکتر «گاوین اشمیت» (Gavin Schimdt)؛ اقلیم‌شناس مؤسسه‌ی پژوهش‌های فضایی ِِ گادرد ناسا توضیح می‌دهد که در حدود ۸هزار سال پیش، مدار زمین با شکل کنونی‌اش اندکی اختلاف داشت.

انحراف محوری زمین، آن‌زمان ۲۴.۱ درجه بود؛ که هم‌اکنون به ۲۳.۵ درجه رسیده است. او می‌گوید: «به‌علاوه [در آن دوران]، نیمکره‌ی شمالی زمین در ماه آگوست (حوالی مردادماه) در نزدیک‌ترین فاصله‌اش تا خورشید بوده؛ حال‌آنکه امروزه این نزدیک‌ترین عبور، در ماه ژانویه (حوالی دی‌ماه) رخ می‌دهد. از این‌رو، تابستانِ نیمکره‌ی شمالی، در قیاس با امروز گرم‌تر بوده است».

دگرگونی‌های بروزکرده در انحراف مداری زمین و نیز حرکت «تقدیمی‌» (یا رقص محوری)اش، به‌واسطه‌ی نیروهای گرانشی ِ واردآمده از سوی دیگر اجسام منظومه‌ی شمسی بروز می‌کند. جهت فهم دقیق آنچه که رخ می‌دهد؛ فرفره‌ی چرخانی را تصور کنید که اندکی در حین حرکت کج شده است. زمین، درست همانند این فرفره به دور خود می‌چرخد. میزان انحراف محوری‌اش از حالت قائم نیز در بازه‌ای ۴۱هزار ساله از ۲۲ تا ۲۵ درجه متغیر است؛ حال‌آنکه هر ۲۶هزار سال یکبار، رقص دوار محورش تکمیل می‌شود. این چرخه‌ها، توسط ستاره‌شناسان تعیین، و به‌دست زمین‌شناسانی که رسوبات اقیانوسی را بررسی می‌کنند، تأیید شده است.

تا مدت‌ها عقیده بر این بود که انحراف محوری زمین، تنها به‌میزانی جزئی، آن‌هم در قرن آتی تغییر خواهد کرد. با این‌حال، پژوهش اخیر اظهار می‌کند که تأثیرات گرمایش جهانی – خصوصاً بر اقیانوس‌ها – می‌تواند که دگرگونی‌هایی را در انحراف محوری زمین پدید آورد. دانشمندان پایگاه پژوهشی JPL ناسا معتقدند که ذوب کنونی یخ‌های گرینلند، هم‌اکنون اختلافی به‌میزان سالانه ۲.۶ سانتیمتر را موجب شده است و پیش‌بینی می‌کنند که این میزان در سالیان آتی شتاب خواهد گرفت.

تغییرات میزان آفتاب‌گیری سرزمین‌های گوناگون زمین که متأثر از همین نوسانات محوری‌ست؛ بر الگوهای اقلیمی‌ای همچون باران‌های موسمی تأثیر خواهد نهاد. هزاران سال پیش که نیمکره‌ی شمالی زمین آفتاب بیشتری را دریافت می‌کرد نیز این باران‌ها شدت یافته بودند. پس از آنکه انحراف محوری فقط اندکی تغییر کرد، از شدت این جریانِ توفنده‌ی اقلیمی کاسته شد و پوشش‌های وسیع گیاهی ناپدید شدند. وقتی‌که گیاهی نباشد تا آب را درون خود گیر اندازد و باز آن را به جو برگرداند؛ از وفور باران نیز پیوسته کاسته می‌شود. این چرخه‌ی بسته‌ی مابین حیات گیاهی و اقلیم؛ نهایتاً اوضاع کنونی صحرا را شکل داد.

تصویر ماهواره‌ای نور مرئی (راست) و نیز راداری از بخشی از صحرای کبیر که در همسایگی رود نیل واقع است. تصویر راداری، به‌روشنی نشان‌دهنده‌ی مسیر [سفیدرنگ] کهنی‌ در میان صحرای کنونی‌ست که روزگاری نیل از درونش می‌گذشته‌ است و حال پوشیده از تپه‌های شنی‌ست / ناسا

هم‌اکنون، شواهد شایان توجهی موجود است که نشان می‌دهد صحرای کبیر، روزگاری اکوسیستمی پوشیده از علف بوده و رطوبت‌اش به‌مراتب از امروز بیشتر بوده است. با این حال، بحث در خصوص نحوه‌ی بروز این گذار همچنان در جریان است. بخشی از این اختلاف میان دانشمندان، به‌سبب نبود اسناد کهن ِ حاکی از شرایط محیطی از این منطقه است. از این‌رو، دانشمندان بایستی‌که به مدل‌سازی‌های اقلیمی روی آورند.

در ۱۹۹۹، دانشمندانِ آلمانی، از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای به‌منظور بازسازی اقلیم زمین در هزاران سال پیش استفاده بردند. آنان نتیجه گرفتند که گذار اقلیمی صحرا، به‌ناگهان و در بازه‌ای حدوداً ۳۰۰‌ساله رخ داده است. در حدود ده سال بعد، گروه دیگری از دانشمندان دست به بررسی دگرگونی‌های محیطی ِ حوزه‌ی شمالی چاد طی بازه‌ای ۶هزارساله زدند و نتیجه گرفتند که صحرا، فرآیند خشکیدگی‌ ِ آهسته‌تری را از سر گذرانده است.

اشمیت از جمله دانشمندانی‌ست که به شواهد حاکی از تغییرات ناگهانی صحرا معتقدند. او می‌گوید: «با توجه به وابستگی بسیار قویِ مابین پوشش گیاهی و موجودیت آب؛ پایان دوران "صحرای سبز"، بسیار ناگهانی و در حدود ۵۵۰۰ سال پیش فرارسیده است. از این‌رو، تغییر بسیار آهسته‌ی مدار زمین، به فروپاشی ناگهانی یک اکوسیستم ختم می‌شود».

از آنجاکه صحرا مساحت قابل توجهی به اندازه‌ی تقریبی یک‌سوم از قاره‌ی آفریقا را به خود اختصاص داده؛ کاملاً امکان این‌که بخش‌هایی از آن، متحمّل تغییرات ناگهانی گشته، و بخش‌های دیگر آهسته تغییر کنند؛ وجود دارد. فرانکوس در این‌باره می‌گوید: «به‌نظر می‌رسد که روندِ خشکیدگی در منطقه‌ی [مورد بررسی ِ] ما آهسته‌تر بوده؛ ولی این لزوماً بدین‌معنا نیست که چنین سرنوشتی گریبا‌ن‌گیر دیگر نقاط، همچون غرب صحرا هم شده باشد. ما ‌نمی‌توانیم احتمال خشکیدگی ِ یکباره را تماماً رد کنیم. درک دگرگونی‌های منطقه‌ای طی تغییرات اقلیمی، چالش ِ پیش روی اقلیم‌شناسان است».

فرانکوس شرح می‌دهد که دگرگونی‌های ناگهانِ اقلیمی، در بسیاری از مناطق زمین و در دوران‌های متفاوتِ پیشین مستند شده است. یک مورد را که به‌عنوان مثال او نام می‌بَرد، یخبندان بزرگی‌ موسوم به «Younger Dryas» است که مابین تقریباً ۱۲۸۰۰ تا ۱۱۵۰۰ سال پیش بر روی زمین رخ داد. مطابق اعلام «سازمان ملی علوم اقلیمی و اقیانوسی ایالات متحده» (NOAA)، این دوران، پایانی ناگهانی داشته؛ آنچنان‌که مثلاً در گرینلند، طی فقط ده سال، دما به میزان ۱۸ درجه‌ی فارنهایت افزایش یافته است. فرانکوس در ادامه می‌افزاید: «بسیاری از دانشمندان گمان می‌برند که تغییرات ناگهانی ِ اقلیم، در آینده نیز امکان‌پذیر است؛ اما ماهیت، جهت‌گیری و شدت این تغییرات، احتمالاً بسیار وابسته به منطقه است».

وی همچنین بدین نکته اشاره می‌کند که در برخی مدل‌سازی‌ها، بروز چنین دگرگونی‌های ناگهانی‌ای اساساً پیش‌بینی نمی‌شود. برخی دانشمندان حس می‌کنند که به اندازه‌ی کافی داده برای فهم فرایندهای محرک این تغییرات؛ اصولاً به‌دلیل دشواریِ احتساب رطوبتِ خاک در مدل‌سازی‌ها، در دست نیست.

به‌هرترتیب، صرف‌نظر از این‌که صحرا آهسته یا سریع خشکیده است؛ اکثریت دانشمندان بر اهمیت فهم نحوه‌ی این تغییر در گذشته و ماهیت نیروهای محرکه‌ی آن متفق‌القول‌اند. این، به پژوهش‌گران حوزه‌ی اقلیم کمک می‌کند تا که نقش مهم رفتاری را که انسان در این تغییرات اقلیمی ِ مصنوعی ایفا می‌کند را نیز به حساب آورند. فرانکوس می‌گوید: «مدل‌هایی که به‌منظور پیش‌بینی آینده به‌کار می‌روند؛ نیازمند آزمایش‌اند و استفاده از اطلاعات تاریخی، راهی برای دستیابی به این هدف است».

منبع: Astrobiology Magazine