مطالعه ۲۰ ساله نظارت جهانی تأیید می‌کند: ذوب شدن پرمافراست جهانی از سال ۲۰۰۰ شتاب گرفته است

سال‌ها، دانشمندان اقلیم در این مورد بحث می‌کردند که آیا تخریب پرمافراست مجموعه‌ای از رویدادهای محلی و مجزا است یا یک پدیده جهانی همگام. یک تحلیل جامع جدید از داده‌های میدانی دو دهه، این تنش را حل کرده است: ذوب شدن نه تنها جهانی است، بلکه در حال شتاب گرفتن نیز هست. محققان با استفاده از مشاهدات ۱۵۶ سایت نظارتی در سراسر قطب شمال، قطب جنوب و مناطق کوهستانی مرتفع، تأیید کرده‌اند که لایه فعال پرمافراست – بالاترین لایه خاک که در تابستان ذوب و در زمستان دوباره منجمد می‌شود – تقریباً در هر جایی که دانشمندان بررسی می‌کنند، در حال عمیق‌تر شدن است.[1][2][5]

مکانیسم تخریب پرمافراست حول محور همین لایه فعال می‌چرخد. پرمافراست خود زمینی است متشکل از خاک، سنگ و رسوباتی که توسط یخ به هم پیوسته‌اند و حداقل برای دو سال متوالی منجمد باقی می‌مانند. این لایه زیر تقریباً ۱۵ درصد از سطح زمین در نیمکره شمالی و تقریباً تمام زمین‌های بدون یخ در قطب جنوب قرار دارد. هنگامی که دمای سطح بالا می‌رود، لایه فعال گرمای بیشتری را در طول ماه‌های تابستان جذب می‌کند؛ معیاری که دانشمندان آن را «روزهای درجه ذوب» (thawing degree-days) می‌نامند. با ضخیم‌تر شدن این لایه، یخ‌های عمیق‌تر و قبلاً دائمی منجمد شده در معرض ذوب فصلی قرار می‌گیرند و یکپارچگی حرارتی و ساختاری زمین را به طور اساسی تغییر می‌دهند.[1]

این داده‌ها که در نشریه «ارتباطات طبیعت: زمین و محیط زیست» (Nature Communications Earth & Environment) منتشر شده‌اند، اولین ارزیابی جهانی از نظارت بلندمدت بر لایه فعال را نشان می‌دهند. یافته‌ها حاکی از آن است که بین سال‌های ۲۰۰۰ تا ۲۰۲۴، لایه فعال در ۵۵ درصد از سایت‌های قطب شمال و ۳۸ درصد از سایت‌های قطب جنوب به طور قابل توجهی افزایش یافته است. با این حال، چشمگیرترین تغییرات در محیط‌های مرتفع مشاهده شد. بیش از ۹۰ درصد از سایت‌های کوهستانی تحت نظارت در اروپا، مناطق مرتفع آسیا و آمریکای جنوبی، افزایش قابل توجهی در ضخامت لایه فعال نشان دادند، به طوری که در برخی سایت‌ها عمق این لایه دو برابر شده است.[1][3]

دیمیتری استرلتسکی، استاد جغرافیا در کالج هنر و علوم کلمبیان دانشگاه جورج واشنگتن و نویسنده اصلی این مطالعه، خاطرنشان کرد: «اهمیت این مطالعه در این واقعیت نهفته است که ما دیگر فقط به نقاط داغ مجزا نگاه نمی‌کنیم.» او افزود: «تلاش‌های مشترک سایت‌های درگیر، الگویی را نشان می‌دهد که قاره‌ها و مناطق اقلیمی را در بر می‌گیرد و به ما می‌گوید که تخریب جهانی پرمافراست از قبل به خوبی در جریان است.» تحلیل آماری، که ذوب مشاهده شده را به الگوهای دما و بارش مرتبط می‌سازد، نشان می‌دهد که افزایش گرمای انباشته شده در طول فصل ذوب و افزایش بارندگی، محرک‌های اصلی این پدیده هستند.[2]

پیامدهای ضخیم شدن این لایه فعال دوگانه است و هم خطرات ساختاری فوری و هم حلقه‌های بازخورد اقلیمی بلندمدت را در بر می‌گیرد. از نظر ساختاری، یخ موجود در پرمافراست به عنوان یک عامل چسباننده عمل می‌کند. هنگامی که این یخ ذوب می‌شود، زمین دچار فرونشست شده و ظرفیت تحمل بار خود را از دست می‌دهد. این امر زیرساخت‌های ساخته شده بر روی زمین منجمد، از جمله جاده‌ها، خطوط راه‌آهن، فرودگاه‌ها، خطوط لوله و سیستم‌های تأسیساتی را تهدید می‌کند و چالش‌های اقتصادی و ایمنی جدی را برای جوامع آسیب‌دیده در سراسر مناطق قطب شمال و کوهستانی مرتفع ایجاد می‌کند.[3]

در مقیاس سیاره‌ای، عمیق‌تر شدن لایه فعال خطر آزادسازی ذخایر عظیمی از کربن آلی را در پی دارد که برای هزاران سال در خاک منجمد به دام افتاده‌اند. با ذوب شدن پرمافراست، میکروب‌ها شروع به تجزیه این مواد آلی می‌کنند و دی‌اکسید کربن و متان را در جو آزاد می‌سازند. اگرچه مطالعه حاضر بر ضخیم شدن فیزیکی لایه فعال تمرکز دارد و نه بر کمیت‌سنجی انتشار گازها، اما تخریب ساختاری که تأیید می‌کند، پیش‌نیاز ضروری برای آزادسازی این گازهای گلخانه‌ای است و بر نیاز حیاتی به نظارت جهانی مستمر تأکید می‌کند.[1][2][6]

تلاش تحقیقاتی مورد نیاز برای رسیدن به این نتایج، چالش‌های لجستیکی نظارت بر محیط‌های دورافتاده را برجسته می‌سازد. تیم‌های میدانی از بیش از ۲۰ کشور در این مجموعه داده مشارکت داشتند و آرایه‌های حسگر را نگهداری کرده و اندازه‌گیری‌های دستی را در برخی از نامساعدترین آب و هواهای سیاره انجام دادند. این همکاری بین‌المللی پایدار، واضح‌ترین تصویر را از سرعت جابجایی و تغییر بنیادهای منجمد زمین ارائه می‌دهد.[1][2]

با نگاهی به آینده، این یافته‌ها بر فوریت تطبیق زیرساخت‌ها در مناطق آسیب‌پذیر، همزمان با ادامه اصلاح مدل‌های اقلیمی، تأکید می‌کنند. از آنجایی که دینامیک پرمافراست پیچیده و بسیار محلی است، روندهای گسترده جهانی باید به ارزیابی‌های ریسک منطقه‌ای خاص تبدیل شوند. با ادامه عمیق‌تر شدن لایه فعال، درک مکانیسم‌های دقیق ذوب برای کاهش هم شکست‌های ساختاری محلی و هم تأثیرات اقلیمی جهانی، حیاتی خواهد بود.[2][6]