گرمایش اقیانوس‌های حاره‌ای، عامل افزایش موقت ۶۹۵ میلیارد تنی یخ‌های قطب جنوب

داده‌های ماهواره‌ای بین سال‌های ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۳، تناقضی آشکار را در فیزیکِ یک جهانِ در حال گرمایش به تصویر کشیدند. از یک سو، مکانیک بلندمدت ماجرا غیرقابل انکار است: اقیانوس‌های در حال گرمایش، به طور پیوسته در حال ذوب کردن غرب قطب جنوب از زیر هستند و افت ساختاری شدیدی را رقم زده‌اند که از سال ۲۰۰۳، سالانه ۱۴۰٫۵ میلیارد تن از یخ‌های این قاره را از بین برده است. اما از سوی دیگر، اندازه‌گیری‌های گرانشی ماهواره‌های GRACE در همان بازه زمانی ۲۲ ماهه، بزرگ‌ترین افزایش توده یخی در بیست سال گذشته را ثبت کردند؛ انباشت ناگهانی ۶۹۵ میلیارد تن یخ جدید که تماماً در مناطق «کویین مری لند» و «ویلکس لند» در شرق قطب جنوب متمرکز بود. این اعداد، قاره‌ای را توصیف می‌کنند که به طور همزمان در حال فروپاشی و رشد با سرعتی بی‌سابقه است.[1][3][4]

مکانیسمی که این دو واقعیت را با هم آشتی می‌دهد، هزاران مایل دورتر، در آب‌های حاره‌ای که غرب اقیانوس آرام به شرق اقیانوس هند می‌پیوندد، ریشه دارد. بر اساس مطالعه جدیدی که توسط پژوهشگران آکادمی علوم چین و دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا در نشریه Nature منتشر شده است، این «استخر آب گرم» حاره‌ای به عنوان یک تنظیم‌کننده جوی از راه دور عمل کرده است. بین سال‌های ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۳، دمای سطح دریا در آن منطقه استوایی به طور غیرعادی بالا باقی ماند. این انرژی حرارتی پایدار، یک «قطار موج راسبی» (Rossby wave train) - یک موج عظیم در اتمسفر - را به راه انداخت که به سمت جنوب و قطب حرکت کرد و جریان‌های هوایی روی سواحل قطب جنوب را به طور بنیادین تغییر داد.[1][2][3][5]

وقتی این موج جوی به عرض‌های جغرافیایی بالای جنوبی رسید، یک دوقطبی فشار شمالی-جنوبی ایجاد کرد که فشار کم را در جنوب استرالیا و فشار زیاد را در امتداد خط ساحلی شرق قطب جنوب تثبیت نمود. این الگوی گردش جدید، مانند یک تسمه نقاله برای رطوبت عمل کرد. این سیستم، هوای مرطوب را از عرض‌های میانی اقیانوس هند مستقیماً به داخل شرق قطب جنوب هدایت کرد و فرکانس رودخانه‌های جوی که به این قاره می‌رسیدند را به شدت افزایش داد. نتیجه این فرایند، یک دوره طولانی از بارش برف فوق‌العاده سنگین بود که حدود ۳۵۱ میلیارد تن بارش مازاد را روی صفحه یخی تخلیه کرد و به طور موقت، تلفات مداوم در غرب را جبران نمود.[1][2][3][4]

مقیاس عظیم این افزایش یخ - یعنی ۶۹۵ میلیارد تن - به طور خلاصه سهم کلی این قاره در افزایش سطح آب دریاهای جهان را کند کرد. با این حال، پژوهشگران تاکید می‌کنند که این صرفاً یک ناهنجاری جوی موقت است، نه معکوس شدن روند بنیادین اقلیمی. گرمایش زیرین اقیانوس منجمد جنوبی همچنان به فرسایش قفسه‌های یخی غرب قطب جنوب از پایین ادامه می‌دهد؛ فرایندی که بیشتر توسط جریان‌های اقیانوسی هدایت می‌شود تا بارش برف جوی. افزایش یخ در شرق، تنها این افت ساختاری را برای دو سال پنهان کرد.[1][3][4][5]

برای دانشمندانِ درگیر در این پژوهش، دستاورد اصلی، نقشه‌برداری از مسیر فیزیکی دقیقی بود که رطوبت طی کرده است. وانگ یونهه (Wang Yunhe)، پژوهشگر موسسه اقیانوس‌شناسی و نویسنده اول این مطالعه، می‌گوید: «ما یک مسیر پیوند از دور (teleconnection) میان استخر گرم حاره‌ای و صفحه یخی شرق قطب جنوب کشف کردیم که پیش از این کمتر شناخته شده بود.» با ردیابی رودخانه‌های جوی تا منبع استوایی‌شان، این تیم ثابت کرد که این دو منطقه دوردست از نظر مکانیکی به هم متصل هستند. وانگ با اشاره به اینکه چنین رویدادهایی تقریباً هر ده سال یک بار رخ می‌دهند، افزود: «پژوهش ما یک پایه نظری برای درک تغییرات جرم صفحه یخی قطب جنوب و انجام تحقیقات آینده روی اقلیم شرق قطب جنوب فراهم می‌کند.»[1][5]

اندازه‌گیری‌هایی که این ناهنجاری را ثبت کردند، متکی به شبکه ماهواره‌ای GRACE هستند که تغییرات در کشش گرانشی زمین را برای محاسبه تغییرات جرم در زیر سطح ردیابی می‌کند. تیم پژوهشی با ترکیب این خوانش‌های گرانشی با نمونه‌های هسته یخی حفر شده از یخچال‌های شرق قطب جنوب، تایید کرد که افزایش جرم اخیر کاملاً ناشی از انباشت برف بوده است، نه یخ زدن آب اقیانوس یا کند شدن جریان یخچال‌ها. هسته‌های یخی نشان دادند که فوران‌های مشابهی از بارش برف سنگین در طول تنظیمات جوی مشابه در گذشته نیز رخ داده است، که ماهیت چرخه‌ای این ارتباط حاره‌ای را تایید می‌کند.[1][3][4]

در حالی که نیمه شرقی قاره از آسمان جرم به دست می‌آورد، نیمه غربی همچنان در حال از دست دادن جرم خود به اقیانوس بود. در غرب قطب جنوب، آب گرم دریا به زیر قفسه‌های یخی شناور نفوذ کرده، آن‌ها را از پایین به بالا ذوب می‌کند و جریان یخچال‌های مستقر در خشکی به سمت دریا را سرعت می‌بخشد. این ذوب پایه‌ای (basal melting) تا حد زیادی از امواج جوی تولید شده توسط استخر گرم حاره‌ای مصون است. در نتیجه، از دست رفتن سالانه ۱۴۰٫۵ میلیارد تن یخ که از سال ۲۰۰۳ ثبت شده، همچنان مسیر غالب و بلندمدت این قاره باقی می‌ماند، حتی اگر توسط رویدادهای بارش برف شدید دچار وقفه شود.[1][4][5]

کشف این مسیر پیوند از دور، کارِ از پیش دشوارِ پیش‌بینی افزایش سطح آب دریاها را پیچیده‌تر می‌کند. مدل‌های اقلیمی اکنون باید این واقعیت را در نظر بگیرند که تغییر دمای نیم درجه سلسیوس در آب‌های اطراف اندونزی و فیلیپین، انرژی کافی برای تغییر شکل گردش جوی در سراسر نیمکره جنوبی را به همراه دارد. آزمایش‌های مدلی انجام شده توسط این تیم تخمین زدند که تغییرات اقلیمی ناشی از فعالیت انسان تنها حدود ۹ درصد از ناهنجاری بارش برف مشاهده شده را توجیه می‌کند، که نشان می‌دهد تغییرپذیری طبیعی دهه‌ای، محرک اصلی رفتار استخر گرم حاره‌ای در این پنجره زمانی خاص بوده است.[1][3]

پرسش فوری برای یخچال‌شناسان این است که انباشت فعلی تا چه زمانی دوام خواهد آورد، پیش از آنکه ذوب ساختاری در غرب دوباره کاملاً بر آن غلبه کند. با فروکش کردن ناهنجاری دمایی استخر گرم حاره‌ای، انتظار می‌رود رودخانه‌های جوی که بارش برف شرق قطب جنوب را تغذیه می‌کردند، ضعیف شوند. نقطه بررسی قابل راستی‌آزمایی بعدی با انتشار داده‌های ماهواره‌ای GRACE در سال‌های ۲۰۲۵ و ۲۰۲۶ فرا خواهد رسید، که نشان خواهد داد آیا این قاره روند دو دهه‌ای خود در کاهش خالص جرم را از سر گرفته است یا خیر.[1][3][4]