صفحه یخی قطب جنوب یک میلیون سال پیش به نقطه اوج اقلیمی رسید و خطر جدیدی از بی‌ثباتی را آشکار کرد

هنگام پیش‌بینی افزایش سطح دریا در آینده، مدل‌های اقلیمی عموماً فرض می‌کنند که صفحات یخی به گرمایش به شیوه‌ای تدریجی و تا حدودی قابل پیش‌بینی پاسخ می‌دهند. انتظار می‌رود با بالا رفتن دما، یخ با سرعتی ثابت عقب‌نشینی کند. اما شواهد جدید از گذشته‌های دور زمین نشان می‌دهد که این فرض به طرز خطرناکی اشتباه است. حدود یک میلیون سال پیش، صفحه یخی قطب جنوب از یک خط نامرئی عبور کرد و شروع به واکنش شدیدتر به تغییرات اقلیمی کرد—این امر ثابت می‌کند که صفحات یخی همیشه به آرامی ذوب نمی‌شوند، بلکه می‌توانند به طور ناگهانی به حالت‌های کاملاً جدیدی از بی‌ثباتی تغییر وضعیت دهند.[3][4]

این کشف که در نشریه «نیچر ژئوساینس» (Nature Geoscience) منتشر شده است، نشان می‌دهد که در دوره‌ای معروف به «گذار پلیستوسن میانی» (Mid-Pleistocene Transition)، صفحه یخی عظیم قطب جنوب به یک نقطه اوج حیاتی رسید. محققان مرکز فیزیک اقلیم IBS در دانشگاه ملی پوسان دریافتند که به محض اینکه دی‌اکسید کربن جوی به زیر یک آستانه خاص کاهش یافت، رفتار صفحه یخی به طور اساسی تغییر کرد.[1][5]

«پس از این گذار، صفحه یخی قطب جنوب به تغییرات در نیروهای اقلیمی بسیار قوی‌تر واکنش نشان می‌دهد،» این توضیح را «کیونگ-سوک یون» (Kyung-Sook Yun)، نویسنده اصلی مقاله، می‌دهد. این سیستم از تکامل تدریجی باز ایستاد و در عوض به کوچک‌ترین تغییرات در دمای اقیانوس و هوا بسیار پاسخگو شد و کاهش و افزایش یخ قاره را در طول هزاره‌های بعدی تشدید کرد.[1][2][4][5]

برای کشف این آستانه پنهان، تیم تحقیقاتی یک شبیه‌سازی پیشرفته دیرین‌اقلیمی—بازسازی اقلیم زمین در طول سه میلیون سال گذشته—را با یک مدل پیچیده صفحه یخی ترکیب کردند. این شبیه‌سازی‌ها که بر روی یکی از سریع‌ترین ابررایانه‌های کره جنوبی اجرا شدند، محرک دقیق را مشخص کردند: سطح دی‌اکسید کربن جوی تقریباً ٢٤٠ جزء در میلیون (ppm).[4][5][6]

در زیر مرز ٢٤٠ پی‌پی‌ام، پاسخ صفحه یخی به طور ناگهانی تقویت شد. همان نیروهای اقلیمی بر آن تأثیر می‌گذاشتند، اما یخ واکنشی اساساً متفاوت و بی‌ثبات‌تر نشان داد. این سابقه تاریخی برای پیش‌بینی‌کنندگان اقلیمی مدرن که برای پیش‌بینی افزایش سطح دریا در امتداد خطوط ساحلی جهان به مدل‌های تغییر تدریجی متکی هستند، نگران‌کننده است.[3][8]

مکانیسم این تغییر باستانی شامل ترکیبی از عوامل فیزیکی بود. دمای سردتر اقیانوس در طول دوره‌های یخبندان، ذوب شدن زیر قفسه‌های یخی شناور را کاهش داد. همزمان، سطح پایین‌تر جهانی دریا، فشار بر بستر سنگی زیر یخ را کاهش داد و به زمین اجازه داد تا به آرامی بالا بیاید و از یخ ساحلی ضخیم‌تر پشتیبانی کند.[2][5]

این فرآیندها در کنار هم، صفحات یخی بزرگ‌تر و پایدارتر قطب جنوب را ایجاد کردند که چرخه‌های عصر یخبندان بعدی زمین را تعریف کردند. با این حال، این اندازه افزایش یافته با حساسیت بیشتری همراه بود. یخ اکنون آماده بود تا به هر گرمایش یا سرمایش آینده‌ای به شدت واکنش نشان دهد، ویژگی‌ای که امروزه نیز بر رفتار آن حاکم است.[2][6][8]

این تنها شواهدی نیست که نشان می‌دهد قطب جنوب یک سیستم پیچیده از نقاط اوج است. پیش‌تر در سال جاری، محققان در مؤسسه تحقیقات تأثیرات اقلیمی پوتسدام (Potsdam Institute for Climate Impact Research) نشان دادند که صفحه یخی قطب جنوب به عنوان یک موجودیت واحد رفتار نمی‌کند، بلکه مجموعه‌ای از حوضه‌های در حال تعامل با آستانه‌های حیاتی متفاوت است.[7]

این دانشمندان هشدار دادند که بخش‌هایی از قطب جنوب غربی ممکن است در گرمایش جهانی کنونی، یعنی حدود ١.٣ درجه سانتیگراد، از نقاط اوج خود عبور کرده باشند. این عبور محلی می‌تواند منطقه را متعهد به از دست دادن طولانی‌مدت و برگشت‌ناپذیر یخ در طول قرن‌های آینده کند، صرف نظر از کاهش فوری انتشار گازها.[7][8]

یافته‌های «نیچر ژئوساینس» یک بُعد تاریخی حیاتی به این هشدارها اضافه می‌کنند. اگر صفحه یخی قبلاً از آستانه‌های حساسیت عبور کرده باشد، می‌تواند دوباره این کار را انجام دهد. «اکسل تیمرمن» (Axel Timmermann)، یکی از نویسندگان مقاله، خاطرنشان می‌کند: «یافته‌های ما نشان می‌دهد که صفحه یخی قطب جنوب نسبت به آنچه قبلاً تصور می‌شد، به نیروهای خارجی حساس‌تر بوده است،» که سؤالات مهمی را در مورد پاسخ آینده آن به گرمایش جهانی مطرح می‌کند.[2][6]

برای شهرهای ساحلی در سراسر جهان، پیامدهای این کشف عمیق است. اگر پیش‌بینی‌هایی که بر اساس تغییر تدریجی ساخته شده‌اند، لحظه‌ای را که سیستم به شدت تغییر می‌کند از دست بدهند، آمادگی‌ها برای افزایش سطح دریا می‌تواند به طرز فاجعه‌باری ناکافی باشد. یخ باستانی قطب جنوب پیام روشنی می‌فرستد: تغییر اقلیم همیشه یک خزش آهسته نیست؛ گاهی اوقات، یک جهش ناگهانی است.[3][4][8]