تؤثر الصفيحات الجليدية على العناصر الأساسية لدورة الكربون للأرض
تعد دورة الكربون للأرض ضرورية في التحكم في محتوى غازات الدفيئة في الغلاف الجوي ، وفي النهاية مناخنا.
تعد دورة الكربون للأرض ضرورية في التحكم في محتوى غازات الدفيئة في الغلاف الجوي ، وفي النهاية مناخنا.
كان يُعتقد أن الصفائح الجليدية التي تغطي حوالي 10 في المائة من سطح أرضنا في الوقت الحاضر ، هي أراضي قاحلة متجمدة ، خالية من الحياة ومع تعرية كيميائية مضغوطة - أجزاء غير ملائمة من دورة الكربون.
جمع الآن فريق عالمي رائد ، بقيادة الأستاذة جامع وادهام من كلية العلوم الجغرافية ومعهد كابوت للبيئة في جامعة بريستول ، ثروة من الأدلة المنشورة على مدار العشرين عامًا الماضية لإثبات أن الألواح الجليدية لا يمكنها تعد تعتبر الأجزاء المجمدة والسلبي من دورة الكربون الأرض.
يتم نشر نتائجهم اليوم في مجلة Nature Communications.
قال البروفيسور وضاح "إن مجموعة فريدة من الظروف الموجودة تحت الصفائح الجليدية تجعلها مفاعلات مهمة في دورة الكربون للأرض.
"هنا ، طحن الصخور عن طريق تحريك الجليد مرتفع ، المياه السائلة وفيرة والميكروبات تزدهر في مناطق الذوبان على الرغم من الظروف غير المضيافة - الصفيحات الجليدية تآكل صخرها الأساسي ، وتعالج الميكروبات المكيَّفة على البارد الصخور الأرضية وتعزز إطلاق المغذيات وتصدر المياه الذائبة الجليدية هذا المغذيات للمحيطات ، وحفز أيضا upwelling من مزيد من المغذيات من العمق في الهوامش البحرية الجليدية.
"كل هذه المغذيات تدعم المصايد وتحفز انخفاض ثاني أكسيد الكربون (CO2) من الجو."
وأضاف البروفيسور روب سبنسر ، مؤلف مشارك من جامعة ولاية فلوريدا: "إن الألواح الجليدية فعالة جدًا أيضًا في تخزين كميات هائلة من الكربون أثناء نموها على الرواسب البحرية والتربة والغطاء النباتي.
"من المحتمل أن تخزن الصفيحة الجليدية في أنتاركتيكا وحدها ما يصل إلى 20000 مليار طن من الكربون العضوي - أي أكثر بعشرة أضعاف من المقدرة في نصف الكرة الأرضية الشمالي.
"يتم إطلاق جزء من هذا الكربون في شبكات ذوبان الوقود والوقود البحري. يتم تحويل الكربون الذي يتم تركه في الأجزاء العميقة من الصفائح الجليدية إلى غاز الميثان عن طريق النشاط الميكروبي و / أو الحراري الجيولوجي ، والذي ينطوي على إمكانية تخزينه كميثان صلب هيدرات تحت درجات حرارة منخفضة وظروف الضغط العالي.
"ليس لدينا أي فكرة عن مدى ثبات هيدرات الميثان المحتملة في المناخ الدافئ إذا كانت الصفائح الجليدية رقيقة. هناك أدلة من المراحل السابقة من هدر الصفائح الجليدية في أوروبا على وجود هيدرات الميثان شبه الجليدية ويمكن إطلاقها بسرعة إذا تم تخفيف الجليد ".
تأخذ الدراسة أيضًا وقتًا طويلاً إلى آخر انتقال من الظروف الجليدية (الباردة) إلى الظروف الجليدية (الدافئة) في الوقت الحاضر ، حيث تقوم بتحليل نوى المحيط حول القارة القطبية الجنوبية بحثًا عن أدلة قد تربط تصدير المغذيات (الحديد) بطبقة الجليد عبر الجبال الجليدية في أنتاركتيكا إلى الإنتاجية المتغيرة للمحيط الجنوبي - مصدر عالمي مهم للكربون.
وقال مؤلف مشارك ، الدكتور جون هوكينجز من جامعة ولاية فلوريدا / جي إف زد - بوتسدام: "إن إحدى الطرق المهمة التي تجعل المحيط الجنوبي يخرج الكربون من الغلاف الجوي هي نمو العوالق النباتية في مياهها السطحية.
"ومع ذلك ، فهذه المصانع الصغيرة للمحيطات في المحيطات محدودة بسبب توفر الحديد. لقد اعتقدنا منذ فترة طويلة أن الغبار في الغلاف الجوي كان مهمًا كمورد للحديد لهذه المياه ، لكننا نعرف الآن أن الجبال الجليدية تستضيف رسوبيات غنية بالحديد والتي تخصيب مياه المحيطات أيضًا كما تذوب البرغوث. "
وأضاف البروفيسور كارين كوفيلد ، عالم المحيطات والكاتب المشارك من جامعة سيمون فريزر: "ما تراه في قلب المحيطات من شبه القارة القطبية الجنوبية هو أنه مع ارتفاع درجة حرارة المناخ في نهاية الفترة الجليدية الأخيرة ، كانت رواسب الجليد الجليدي (و لذلك ، الحديد) ينخفض العرض إلى المحيط الجنوبي لأنتاركتيكا ، وكذلك الإنتاجية البحرية بينما يرتفع ثاني أكسيد الكربون.
"في حين أن هناك العديد من الأسباب المحتملة لارتفاع ثاني أكسيد الكربون ، تشير البيانات بشكل مثير إلى أن هبوط إمدادات الحديد إلى المحيط الجنوبي عبر الجبال الجليدية يمكن أن يكون عاملاً مساهماً".
المهم في هذه الدراسة هو جمع عمل مئات العلماء من جميع أنحاء العالم المنشور على مدار ثلاثة عقود لإظهار ، عبر ورقة تاريخية ، أنه لم يعد بإمكاننا تجاهل الصفائح الجليدية في نماذج لدورة الكربون وتحت سيناريوهات تغير المناخ.
وأضاف البروفيسور وادهام: "إن طبقات الجليد هي أجزاء حساسة للغاية من كوكبنا - نغير درجات الحرارة في الهواء ومياه المحيط من حولنا والتخفيف والتراجع أمران لا مفر منهما.
"تشير الأدلة التي قدمناها هنا إلى أن الصفائح الجليدية قد تحتوي على تغذية مرتدة مهمة لدورة الكربون والتي تتطلب مزيدًا من الدراسة حيث أن حالة عدم اليقين لا تزال ضخمة.
"سيكون الوصول إلى بعض الأجزاء التي يصعب الوصول إليها وتحديها من طبقات الصفيحة الجليدية ، على سبيل المثال عن طريق الحفر العميق ، إلى جانب بناء النماذج العددية التي يمكن أن تمثل العمليات الكيميائية الحيوية في الصفائح الجليدية ، مفتاح التقدم في هذا المجال في المستقبل."
هذا البحث هو مشروع تعاوني بين جامعة بريستول (المملكة المتحدة) ، وجامعة ليدز (المملكة المتحدة) ، وجامعة ولاية فلوريدا وجامعة كاليفورنيا ، ريفرسايد (الولايات المتحدة الأمريكية) ، ومركز البحوث الألمانية لعلوم الأرض في بوتسدام (GFZ) وجيومار ، كيل ( ألمانيا) ، جامعة ميموريال وجامعة سيمون فريزر (كندا).
تعد دورة الكربون للأرض ضرورية في التحكم في محتوى غازات الدفيئة في الغلاف الجوي ، وفي النهاية مناخنا.
تعد دورة الكربون للأرض ضرورية في التحكم في محتوى غازات الدفيئة في الغلاف الجوي ، وفي النهاية مناخنا.
كان يُعتقد أن الصفائح الجليدية التي تغطي حوالي 10 في المائة من سطح أرضنا في الوقت الحاضر ، هي أراضي قاحلة متجمدة ، خالية من الحياة ومع تعرية كيميائية مضغوطة - أجزاء غير ملائمة من دورة الكربون.
جمع الآن فريق عالمي رائد ، بقيادة الأستاذة جامع وادهام من كلية العلوم الجغرافية ومعهد كابوت للبيئة في جامعة بريستول ، ثروة من الأدلة المنشورة على مدار العشرين عامًا الماضية لإثبات أن الألواح الجليدية لا يمكنها تعد تعتبر الأجزاء المجمدة والسلبي من دورة الكربون الأرض.
يتم نشر نتائجهم اليوم في مجلة Nature Communications.
قال البروفيسور وضاح "إن مجموعة فريدة من الظروف الموجودة تحت الصفائح الجليدية تجعلها مفاعلات مهمة في دورة الكربون للأرض.
"هنا ، طحن الصخور عن طريق تحريك الجليد مرتفع ، المياه السائلة وفيرة والميكروبات تزدهر في مناطق الذوبان على الرغم من الظروف غير المضيافة - الصفيحات الجليدية تآكل صخرها الأساسي ، وتعالج الميكروبات المكيَّفة على البارد الصخور الأرضية وتعزز إطلاق المغذيات وتصدر المياه الذائبة الجليدية هذا المغذيات للمحيطات ، وحفز أيضا upwelling من مزيد من المغذيات من العمق في الهوامش البحرية الجليدية.
"كل هذه المغذيات تدعم المصايد وتحفز انخفاض ثاني أكسيد الكربون (CO2) من الجو."
وأضاف البروفيسور روب سبنسر ، مؤلف مشارك من جامعة ولاية فلوريدا: "إن الألواح الجليدية فعالة جدًا أيضًا في تخزين كميات هائلة من الكربون أثناء نموها على الرواسب البحرية والتربة والغطاء النباتي.
"من المحتمل أن تخزن الصفيحة الجليدية في أنتاركتيكا وحدها ما يصل إلى 20000 مليار طن من الكربون العضوي - أي أكثر بعشرة أضعاف من المقدرة في نصف الكرة الأرضية الشمالي.
"يتم إطلاق جزء من هذا الكربون في شبكات ذوبان الوقود والوقود البحري. يتم تحويل الكربون الذي يتم تركه في الأجزاء العميقة من الصفائح الجليدية إلى غاز الميثان عن طريق النشاط الميكروبي و / أو الحراري الجيولوجي ، والذي ينطوي على إمكانية تخزينه كميثان صلب هيدرات تحت درجات حرارة منخفضة وظروف الضغط العالي.
"ليس لدينا أي فكرة عن مدى ثبات هيدرات الميثان المحتملة في المناخ الدافئ إذا كانت الصفائح الجليدية رقيقة. هناك أدلة من المراحل السابقة من هدر الصفائح الجليدية في أوروبا على وجود هيدرات الميثان شبه الجليدية ويمكن إطلاقها بسرعة إذا تم تخفيف الجليد ".
تأخذ الدراسة أيضًا وقتًا طويلاً إلى آخر انتقال من الظروف الجليدية (الباردة) إلى الظروف الجليدية (الدافئة) في الوقت الحاضر ، حيث تقوم بتحليل نوى المحيط حول القارة القطبية الجنوبية بحثًا عن أدلة قد تربط تصدير المغذيات (الحديد) بطبقة الجليد عبر الجبال الجليدية في أنتاركتيكا إلى الإنتاجية المتغيرة للمحيط الجنوبي - مصدر عالمي مهم للكربون.
وقال مؤلف مشارك ، الدكتور جون هوكينجز من جامعة ولاية فلوريدا / جي إف زد - بوتسدام: "إن إحدى الطرق المهمة التي تجعل المحيط الجنوبي يخرج الكربون من الغلاف الجوي هي نمو العوالق النباتية في مياهها السطحية.
"ومع ذلك ، فهذه المصانع الصغيرة للمحيطات في المحيطات محدودة بسبب توفر الحديد. لقد اعتقدنا منذ فترة طويلة أن الغبار في الغلاف الجوي كان مهمًا كمورد للحديد لهذه المياه ، لكننا نعرف الآن أن الجبال الجليدية تستضيف رسوبيات غنية بالحديد والتي تخصيب مياه المحيطات أيضًا كما تذوب البرغوث. "
وأضاف البروفيسور كارين كوفيلد ، عالم المحيطات والكاتب المشارك من جامعة سيمون فريزر: "ما تراه في قلب المحيطات من شبه القارة القطبية الجنوبية هو أنه مع ارتفاع درجة حرارة المناخ في نهاية الفترة الجليدية الأخيرة ، كانت رواسب الجليد الجليدي (و لذلك ، الحديد) ينخفض العرض إلى المحيط الجنوبي لأنتاركتيكا ، وكذلك الإنتاجية البحرية بينما يرتفع ثاني أكسيد الكربون.
"في حين أن هناك العديد من الأسباب المحتملة لارتفاع ثاني أكسيد الكربون ، تشير البيانات بشكل مثير إلى أن هبوط إمدادات الحديد إلى المحيط الجنوبي عبر الجبال الجليدية يمكن أن يكون عاملاً مساهماً".
المهم في هذه الدراسة هو جمع عمل مئات العلماء من جميع أنحاء العالم المنشور على مدار ثلاثة عقود لإظهار ، عبر ورقة تاريخية ، أنه لم يعد بإمكاننا تجاهل الصفائح الجليدية في نماذج لدورة الكربون وتحت سيناريوهات تغير المناخ.
وأضاف البروفيسور وادهام: "إن طبقات الجليد هي أجزاء حساسة للغاية من كوكبنا - نغير درجات الحرارة في الهواء ومياه المحيط من حولنا والتخفيف والتراجع أمران لا مفر منهما.
"تشير الأدلة التي قدمناها هنا إلى أن الصفائح الجليدية قد تحتوي على تغذية مرتدة مهمة لدورة الكربون والتي تتطلب مزيدًا من الدراسة حيث أن حالة عدم اليقين لا تزال ضخمة.
"سيكون الوصول إلى بعض الأجزاء التي يصعب الوصول إليها وتحديها من طبقات الصفيحة الجليدية ، على سبيل المثال عن طريق الحفر العميق ، إلى جانب بناء النماذج العددية التي يمكن أن تمثل العمليات الكيميائية الحيوية في الصفائح الجليدية ، مفتاح التقدم في هذا المجال في المستقبل."
هذا البحث هو مشروع تعاوني بين جامعة بريستول (المملكة المتحدة) ، وجامعة ليدز (المملكة المتحدة) ، وجامعة ولاية فلوريدا وجامعة كاليفورنيا ، ريفرسايد (الولايات المتحدة الأمريكية) ، ومركز البحوث الألمانية لعلوم الأرض في بوتسدام (GFZ) وجيومار ، كيل ( ألمانيا) ، جامعة ميموريال وجامعة سيمون فريزر (كندا).
تعليقات
إرسال تعليق