گردش آب و جذب کربن با وجود تغییرات در اقیانوس جنوبی

به گزارش مجله خبری نگار،این اقیانوس یکی از مهم‌ترین «چاهک‌های کربن» جهان است؛ یعنی ناحیه‌ای که دی‌اکسیدکربن (CO۲) را از جو جذب کرده و به عمق آب‌ها می‌فرستد. اما با تغییر عوامل محیطی و افزایش گاز‌های گلخانه‌ای (GHGs)، این نقش ممکن است تضعیف شود.

تغییر قانون بازی: کاهش نقش لایه ازون

تأثیرات قابل برگشت تخریب لایه ازون

در قرن بیستم، سوراخ لایه ازون محرک اصلی الگو‌های باد در اقیانوس جنوبی بود. این باد‌ها آب‌های عمیق غنی از کربن را به سطح می‌آوردند، اما با این کار ظرفیت جذب کربن اقیانوس را کاهش می‌دادند. با این حال، اکنون که لایه ازون در حال ترمیم است، کنترل آن بر باد‌ها رو به کاهش است.

به گفته دکتر «ترزا یارنیکووا» از مرکز تحقیقات تغییرات اقلیمی تیندال در دانشگاه «ایست آنگلیا» (UEA):

«نکته امیدوارکننده در این تحقیق این است که اثرات انسانی تخریب لایه ازون بر بادها، گردش آب و جذب کربن در اقیانوس جنوبی، در صورت کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای، قابل برگشت است.»

الگو‌های جدید باد در اقیانوس جنوبی

تغییر نقش گاز‌های گلخانه‌ای در الگو‌های بادی

در گذشته، سوراخ ازون باعث افزایش سرعت باد‌ها می‌شد و آب‌های سطحی را به هم می‌زد. اکنون که لایه ازون در حال بهبود است، این باد‌ها آرام‌تر می‌شوند. اما آیا این پایداری دوام خواهد داشت؟

مطالعه نشان می‌دهد که در صورت ادامه سناریوی انتشار بالا، تا پایان قرن، سرعت باد‌ها ممکن است تا ۰٫۷۵ متر بر ثانیه افزایش یابد. در مقابل، در سناریویی با انتشار پایین، این افزایش حدود ۰٫۳۵ متر بر ثانیه خواهد بود. در هر دو حالت، گاز‌های گلخانه‌ای جایگزین اثر لایه ازون می‌شوند.

عمق لایه ترکیبی و جذب کربن

تغییرات در عمق لایه ترکیبی آب (MLD)

عمق لایه ترکیبی اقیانوس، داستانی از جریان‌های متغیر روایت می‌کند. هرچه این عمق بیشتر شود، آب‌های غنی از کربن به سطح می‌آیند و توانایی جذب بیشتر کربن را محدود می‌کنند.

در گذشته، سوراخ ازون باعث عمیق‌تر شدن این لایه می‌شد که در نهایت ظرفیت جذب کربن را کاهش می‌داد. حالا با بهبود لایه ازون، این عمق می‌تواند تثبیت شود. اما گاز‌های گلخانه‌ای همچنان تهدیدی جدی هستند و ممکن است دوباره این لایه را به بالا فشار دهند.

گردش آب و جذب کربن

تضعیف تأثیر گردش عمودی مرزگان (MOC)

گردش عمودی مرزگان همچون نوار نقاله‌ای، آب‌های غنی از مواد مغذی را به سطح می‌آورد و باعث افزایش بهره‌وری زیستی می‌شود؛ فرآیندی که به جذب کربن کمک می‌کند. با این حال، یافته‌های مطالعه نشان می‌دهد که نقش این گردش در جذب کربن در حال کاهش است.

دلیل: افزایش دمای سطحی باعث کاهش اختلاف غلظت کربن بین سطح و عمق می‌شود، بنابراین میزان جذب کربن نیز کاهش می‌یابد.

دمای سطحی: دزد جدید کربن

اقیانوس جنوبی به طور فزاینده‌ای در حال گرم شدن است. در سناریوی انتشار بالا، دمای سطحی می‌تواند تا سال ۲۱۰۰ تا ۱٫۶ درجه سانتی‌گراد افزایش یابد.

از آنجا که آب گرم‌تر کربن کمتری در خود نگه می‌دارد، این افزایش دما توانایی اقیانوس برای جذب CO۲ را محدود می‌کند. حتی اگر باد‌ها تقویت شوند یا عمق لایه ترکیبی افزایش یابد، باز هم دمای بالا عامل غالب خواهد بود.

سناریو‌های آینده: کشمکش بین ازون و گاز‌های گلخانه‌ای

تیم تحقیقاتی UEA سه سناریو احتمالی برای آینده لایه ازون مدل‌سازی کرده است:

سه سناریوی ازون:

بدون تشکیل سوراخ ازون → باد‌ها و گردش آب ثابت باقی می‌مانند

تشکیل سوراخ و بهبود تدریجی پس از پروتکل مونترآل ۱۹۸۷

پایداری سوراخ ازون با اندازه سال ۱۹۸۷ → تأثیر مستمر بر باد‌ها و گردش‌ها

این سناریو‌ها با دو مسیر انتشار گاز‌های گلخانه‌ای ترکیب شدند:

انتشار محدود و کاهش‌یافته

ادامه روند افزایشی انتشار

نتایج نشان داد که بازی بین بهبود ازون و گرم شدن ناشی از گاز‌های گلخانه‌ای به نفع گرمایش تمام می‌شود.

اقیانوس در حال از دست دادن ظرفیت جذب کربن

نتایج مطالعه نشان می‌دهد که تا نیمه قرن ۲۱، گاز‌های گلخانه‌ای بر الگو‌های باد، عمق لایه ترکیبی و گردش مرزگان تسلط خواهند یافت. در گذشته، لایه ازون عامل اصلی بود؛ اما در آینده‌ای نه‌چندان دور، گاز‌های گلخانه‌ای جای آن را می‌گیرند.

افزایش دما از همه عوامل مؤثرتر است و عامل اصلی در تعیین میزان جذب کربن خواهد بود.

جمع‌بندی نهایی: پیامی هشداردهنده از دل اقیانوس جنوبی

این مطالعه که با حمایت «شورای تحقیقات محیط زیست طبیعی بریتانیا» (NERC) و «انجمن سلطنتی» انجام شده و در مجله Science Advances منتشر شده، پیام واضحی دارد:

ظرفیت اقیانوس جنوبی برای جذب کربن به شدت به میزان انتشار گاز‌های گلخانه‌ای، دمای سطحی و گردش آب بستگی دارد.

منبع:فوت وفن