محتوای حرارتی اقیانوس‌های جهان برای نهمین سال متوالی رکورد شکست

برای نهمین سال متوالی، اقیانوس جهانی مقدار بی‌سابقه‌ای از انرژی حرارتی را جذب کرده است، که اندازه‌گیری‌های قبلی را در هم شکسته و بر پیشرفت بی‌امان تغییرات اقلیمی ناشی از فعالیت‌های انسانی تأکید می‌کند. بر اساس داده‌های منتشر شده در مجله «پیشرفت‌ها در علوم جوی» (Advances in Atmospheric Sciences) و تأیید شده توسط آژانس‌های بین‌المللی هواشناسی، ۲,۰۰۰ متر بالایی اقیانوس‌های زمین در طول سال گذشته ۱۵ زتاجول گرمای اضافی جذب کرده‌اند. این انباشت حیرت‌انگیز انرژی، مستقیم‌ترین و غیرقابل انکارترین معیار گرمایش جهانی است، زیرا اقیانوس‌ها به عنوان بافر حرارتی اصلی سیاره عمل می‌کنند. این یافته‌ها تأیید می‌کنند که عدم تعادل انرژی زمین، که ناشی از تجمع بی‌وقفه گازهای گلخانه‌ای در جو است، همچنان در حال گسترش است.[1][3]

برای درک مقیاس عظیم یک زتاجول—عددی که یک و ۲۱ صفر به دنبال آن می‌آید—دانشمندان اغلب به قیاس‌های تکان‌دهنده متوسل می‌شوند. گرمای اضافی جذب شده توسط اقیانوس‌ها در طول سال گذشته معادل انفجار تقریباً ۱۲ بمب اتمی به اندازه هیروشیما در هر ثانیه، به صورت شبانه‌روزی و برای ۳۶۵ روز است. یا به عبارت دیگر، این مقدار بیش از ۲۰ برابر کل انرژی اولیه مصرف شده توسط تمام تمدن بشری در یک سال است. این بار حرارتی عظیم به طور یکنواخت توزیع نشده است؛ بلکه به طور فعال در حال تغییر شکل خواص ترمودینامیکی ستون آب است و پیامدهای عمیقی برای همه چیز، از الگوهای آب و هوایی جهانی گرفته تا شیمی بنیادی دریا، دارد.[3][4]

اقیانوس‌ها قهرمانان گمنام سامانه اقلیمی هستند و تقریباً ۹۰ درصد گرمای اضافی محبوس شده توسط گازهای گلخانه‌ای منتشر شده توسط انسان را جذب می‌کنند. بدون این اسفنج آبی عظیم، گرمایش جوی تجربه شده در طول قرن گذشته به طور تصاعدی شدیدتر می‌شد و احتمالاً بخش‌های بزرگی از سطح زمین را غیرقابل سکونت می‌ساخت. با این حال، این ظرفیت بافر با هزینه‌ای گزاف همراه است. همانطور که اقیانوس‌ها این حجم عظیم انرژی را جذب می‌کنند، ساختارهای فیزیکی و شیمیایی آن‌ها به طور اساسی تغییر می‌یابد. تیم تحریریه فکتلن خاطرنشان می‌کند که در حالی که ناهنجاری‌های دمای سطح اغلب بر گفتمان عمومی غالب است، محتوای حرارتی اقیانوس حافظه واقعی سامانه اقلیمی است و معیاری کمتر نوسانی و دقیق‌تر از مسیر انرژی سیاره ارائه می‌دهد.[2][5]

یکی از نگران‌کننده‌ترین پیامدهای این گرمایش سریع، افزایش لایه‌بندی (Stratification) اقیانوس است. با گرم شدن آب‌های سطحی، چگالی آن‌ها کمتر شده و شناورتر می‌شوند و مانند یک درپوش گرم روی آب‌های سردتر و متراکم‌تر زیرین قرار می‌گیرند. این مانع حرارتی از اختلاط عمودی که برای یک اکوسیستم دریایی سالم حیاتی است، جلوگیری می‌کند. لایه‌بندی، بالا آمدن آب‌های عمیق غنی از مواد مغذی به سطح را متوقف می‌کند و فیتوپلانکتون‌ها—پایه و اساس شبکه غذایی دریایی—را گرسنه نگه می‌دارد. همزمان، از مخلوط شدن اکسیژن از سطح به سمت پایین جلوگیری می‌کند و منجر به گسترش مناطق مرده کم‌اکسیژن (Hypoxic Dead Zones) می‌شود که حیات دریایی در آن‌ها نمی‌تواند زنده بماند.[1][5]

دقتی که دانشمندان اکنون می‌توانند با آن این گرمایش را ردیابی کنند، عمدتاً به دلیل آرایه آرگو (Argo array) است؛ ناوگانی بین‌المللی متشکل از تقریباً ۴,۰۰۰ شناور پروفایل‌بردار خودکار که در سراسر اقیانوس جهانی مستقر شده‌اند. این ابزارهای رباتیک به طور مداوم تا عمق ۲,۰۰۰ متری شیرجه می‌زنند، دما و شوری را اندازه‌گیری می‌کنند و در حین صعود آهسته به سطح، داده‌های خود را به ماهواره‌ها ارسال می‌کنند. این شبکه گسترده و غیرمتمرکز، اقیانوس‌شناسی را متحول کرده و تصویری پیوسته، با وضوح بالا و سه‌بعدی از وضعیت حرارتی اقیانوس ارائه می‌دهد. پیش از استقرار گسترده آرگو در اوایل دهه ۲۰۰۰، اندازه‌گیری‌ها عمدتاً محدود به مسیرهای اصلی کشتیرانی و نیمکره شمالی بود و نقاط کور بزرگی در اقیانوس جنوبی باقی می‌ماند.[2]

انرژی محبوس شده در اقیانوس از جو جدا نمی‌ماند؛ بلکه به طور فعال چرخه هیدرولوژیکی جهانی را تقویت می‌کند. آب گرم‌تر به راحتی تبخیر می‌شود و مقادیر عظیمی رطوبت را به هوا تزریق می‌کند. به ازای هر ۱ درجه سانتیگراد افزایش دمای هوا، جو می‌تواند تقریباً ۷ درصد بخار آب بیشتری را در خود نگه دارد. این رابطه ترمودینامیکی به این معنی است که وقتی طوفان‌ها شکل می‌گیرند، مخزن رطوبت بسیار گسترده‌ای برای استفاده در اختیار دارند که منجر به رویدادهای بارشی شدیدتر و مخرب‌تر می‌شود. در مقابل، الگوهای تغییر یافته گردش جوی که توسط گرمایش اقیانوس هدایت می‌شوند، می‌توانند خشکسالی‌های شدید را در مناطق دیگر تشدید کنند و یک نوسانگر بی‌ثبات از آب و هوای شدید ایجاد نمایند.[4]

چرخندهای حاره‌ای، توفندها (Hurricanes) و تایفون‌ها به ویژه نسبت به محتوای حرارتی اقیانوس حساس هستند. این سامانه‌های طوفانی عظیم مانند موتورهای حرارتی غول‌پیکر عمل می‌کنند و نیروی مخرب خود را مستقیماً از آب‌های گرم سطح اقیانوس می‌گیرند. گرمای بی‌سابقه، سوخت پرانرژی برای این طوفان‌ها فراهم می‌کند و احتمال تشدید سریع—پدیده‌ای که در آن سرعت باد طوفان به طور چشمگیری در عرض چند ساعت افزایش می‌یابد—را بالا می‌برد. آژانس‌های هواشناسی هشدار می‌دهند که با عمیق‌تر شدن مخزن حرارتی اقیانوس، طوفان‌ها نه تنها قوی‌تر می‌شوند، بلکه قادرند شدت خود را پس از رسیدن به خشکی، تا عرض‌های جغرافیایی بالاتر و مناطق داخلی‌تر حفظ کنند.[3]

فراتر از آب و هوا، فوری‌ترین تهدید وجودی ناشی از افزایش گرمای اقیانوس، تسریع بالا آمدن سطح آب دریاهای جهانی است. در حالی که ذوب شدن ورقه‌های یخ خشکی در گرینلند و قطب جنوب توجه زیادی را به خود جلب می‌کند، انبساط حرارتی—واقعیت فیزیکی ساده‌ای که آب با گرم شدن منبسط می‌شود—تقریباً نیمی از کل افزایش سطح آب دریاها در دوران مدرن را تشکیل می‌دهد. این انبساط بی‌وقفه به طور پیوسته جوامع ساحلی کم‌ارتفاع را زیر آب می‌برد، تأثیرات طغیان‌های طوفانی را تشدید می‌کند و تهدید می‌کند که صدها میلیون نفر را در دهه‌های آینده آواره سازد. داده‌ها نشان می‌دهند که نرخ افزایش سطح دریا نه تنها ادامه دارد، بلکه به طور فعال در حال شتاب گرفتن است.[1][2]

تلفات بیولوژیکی این گرمایش به همان اندازه فاجعه‌بار است و به وضوح در قالب امواج گرمای دریایی (Marine Heatwaves) ظاهر می‌شود. این دوره‌های طولانی دمای غیرعادی بالای اقیانوس، مانند آتش‌سوزی‌های زیر آب، اکوسیستم‌های دریایی را در بر می‌گیرند. صخره‌های مرجانی، که تقریباً ۲۵ درصد از کل تنوع زیستی دریایی را پشتیبانی می‌کنند، به شدت نسبت به تنش حرارتی حساس هستند. هنگامی که دما بالا می‌ماند، مرجان‌ها جلبک‌های همزیستی را که غذا و رنگ آن‌ها را تأمین می‌کنند، بیرون می‌ریزند و منجر به رویدادهای سفیدشدگی گسترده می‌شوند. اگر گرما ادامه یابد، مرجان‌ها از گرسنگی می‌میرند و این امر به فروپاشی اکوسیستم‌های پیچیده‌ای که از آن‌ها حمایت می‌کنند، منجر می‌شود.[3][5]

گرمایش اقیانوس همچنین باعث توزیع مجدد گسترده حیات دریایی می‌شود. از آنجا که آب‌های استوایی به طور غیرقابل تحملی گرم می‌شوند، بسیاری از گونه‌های ماهی و موجودات دریایی در جستجوی زیستگاه‌های خنک‌تر به سمت قطب‌ها مهاجرت می‌کنند. این مهاجرت اجباری شبکه‌های غذایی تثبیت شده را مختل می‌کند و معیشت میلیون‌ها نفری را که برای پروتئین و بقای اقتصادی به شیلات محلی وابسته هستند، تهدید می‌نماید. تغییر توزیع ذخایر ماهی حیاتی تجاری در حال حاضر اصطکاک ژئوپلیتیکی ایجاد کرده است، زیرا کشورها بر سر حقوق ماهیگیری در قلمروهای دریایی که به سرعت در حال تغییر هستند، اختلاف نظر دارند.[3][4]

در کنار دما، الگوهای شوری اقیانوس دستخوش یک تغییر عمیق هستند که دانشمندان آن را «شورتر شدن شورها و شیرین‌تر شدن شیرین‌ها» توصیف می‌کنند. افزایش تبخیر در مناطق نیمه‌گرمسیری آب شورتر بر جای می‌گذارد، در حالی که افزایش بارش در عرض‌های جغرافیایی بالاتر آب‌های سطحی را رقیق می‌کند. این تضادهای شدید در شوری، همراه با تغییرات دما، تهدید می‌کند که گردش واژگونی اقیانوس مبتنی بر چگالی—نوار نقاله جهانی عظیمی که با انتقال گرما از استوا به قطب‌ها آب و هوا را تنظیم می‌کند—را بی‌ثبات سازد.[1][2]

با وجود داده‌های قوی ارائه شده توسط شبکه آرگو، عدم قطعیت‌های قابل توجهی باقی مانده است، به ویژه در مورد اقیانوس عمیق زیر ۲,۰۰۰ متر. این منطقه ژرف، که تقریباً نیمی از حجم کل اقیانوس را تشکیل می‌دهد، هنوز به ندرت نمونه‌برداری می‌شود. دانشمندان می‌دانند که گرما به تدریج به این اعماق تاریک نفوذ می‌کند، اما نرخ دقیق انباشت و پیامدهای بلندمدت آن برای اکوسیستم‌های اعماق دریا و ذخیره کربن جهانی همچنان سؤالات باز حیاتی هستند. گسترش برنامه «آرگوی عمیق» (Deep Argo) یک اولویت اصلی برای جامعه اقیانوس‌شناسی است تا این شکاف مشاهده‌ای را پر کند.[2][5]

اقیانوس جنوبی، که قطب جنوب را احاطه کرده است، نقشی نامتناسب و عظیم در این محاسبات حرارتی جهانی ایفا می‌کند. این اقیانوس مسئول جذب تقریباً ۷۰ درصد گرمای ناشی از فعالیت‌های انسانی است که توسط اقیانوس جهانی جذب می‌شود و به عنوان مجرای اصلی برای انتقال گرما از سطح به اعماق عمل می‌کند. با این حال، دینامیک پیچیده اقیانوس جنوبی—از جمله جریان قدرتمند پیرامون قطب و تعامل آن با ورقه یخ در حال ذوب قطب جنوب—آن را به یکی از چالش‌برانگیزترین مناطق برای مدل‌سازی تبدیل کرده است. تغییرات در اینجا اثرات آبشاری دارد که در سراسر سیاره طنین‌انداز می‌شود.[1]

مخاطرات اقتصادی این گرمایش بی‌امان سرسام‌آور است. پیامدهای آبشاری گرمای اقیانوس—از توفندهای تقویت‌شده و سیلاب‌های ساحلی گرفته تا فروپاشی شیلات و تخریب صخره‌های مرجانی—سالانه به صدها میلیارد دلار خسارت اقتصادی تبدیل می‌شود. بازارهای بیمه در حال حاضر به افزایش ریسک واکنش نشان می‌دهند و بیمه کردن املاک ساحلی را به طور فزاینده‌ای غیرممکن می‌سازند. تیم تحریریه فکتلن تأکید می‌کند که هزینه عدم اقدام بسیار بیشتر از سرمایه‌گذاری‌های مورد نیاز برای گذار از سوخت‌های فسیلی است، زیرا اینرسی حرارتی اقیانوس تضمین می‌کند که ما در حال حاضر درگیر دهه‌ها گرمایش مداوم هستیم.[4][5]

اجماع علمی در مورد این موضوع مطلق است. محتوای حرارتی بی‌سابقه اقیانوس نه یک خطای اندازه‌گیری یا یک چرخه طبیعی است؛ بلکه نتیجه مستقیم و قابل اندازه‌گیری فعالیت‌های انسانی است. این داده‌ها توسط چندین گروه تحقیقاتی مستقل در سطح جهان، با استفاده از روش‌ها و مجموعه‌داده‌های مختلف، تأیید متقابل شده‌اند و همگی بر روی دقیقاً همین روند نگران‌کننده همگرا هستند. فیزیک گرمایش گازهای گلخانه‌ای حکم می‌کند که تا زمانی که بشریت به انتشار دی‌اکسید کربن و متان ادامه دهد، اقیانوس‌ها نیز به جذب گرمای اضافی ادامه خواهند داد.[2]

مسیر اقیانوس‌های جهان به عنوان داور نهایی تلاش‌های ما برای کاهش تغییرات اقلیمی عمل می‌کند. به دلیل حافظه حرارتی عظیم اقیانوس، حتی اگر امروز انتشار تمام گازهای گلخانه‌ای متوقف شود، دریاها برای قرن‌ها به گرم شدن و انبساط ادامه خواهند داد. با این حال، نرخ آن گرمایش و شدت آستانه‌های فاجعه‌باری که از آن‌ها عبور می‌کنیم، کاملاً به سرعتی بستگی دارد که اقتصاد جهانی کربن‌زدایی می‌کند. نهمین سال متوالی گرمای بی‌سابقه اقیانوس تنها یک نقطه عطف علمی نیست؛ بلکه یک آژیر خطر بلند است که خواستار اقدام اقلیمی فوری و تحول‌آفرین است.[3][5]