شواهد جدید نشان می‌دهند که خاک‌های قطب شمال در حال آزاد کردن کربن ذخیره شده باستانی است

آزاد شدن کربن قدیمی از خاک‌های منجمد قطب شمال یک شاخص نگران‌کننده است؛ چرا که این خاک‌های منجمد ممکن است مشکل تغییرات اقلیمی را بدتر کنند. با این حال هنوز هم دانشمندان تردید دارند که چه مقدار کربن قدیمی قطب به صورت طبیعی آزاد می‌شود به صورتی که تاثیری روی تغیییرات آب و هوایی نداشته باشد که این عدم قطعیت نتیجه‌ی نهایی این یافته‌ها را مبهم می‌سازد.

مطالعه‌ای که در سال ۲۰۱۴ در مجله Environmental Research Letters منتشر شد، از روش تاریخ‌گذاری رادیو کربن استفاده کرد تا محتویات آب‌های دریاچه‌ای و رودخانه‌ای در مناطق شمال غربی کانادا را مورد بررسی قرار دهد. در نتیجه‌ی این مطالعه معلوم شد که با پیش رفتن فصل تابستان مقدار کربن و کربن دی‌اکسید محلول قدیمی در آب‌ها بیشتر می‌شود. این تحقیق همچنین یک مورد از کربن را در گاز متان کشف کرد که دارای قدمتی بیش از ۲۰۰۰ سال بود.

جوشوا دین، نویسنده اصلی و پژوهشگر دانشگاه وریج آمستردام، گفت:

این مطالعه‌ی جدید در مورد افزایش انتشار کربن منجمد قطعی نیست؛ اما در عین حال می‌گوید مساله‌ای برای نگرانی وجود دارد.

در طی بیش از هزاران سال، قطب شمال مقادیر عظیمی از کربن را به شکل گیاهانی که مرده‌اند، ولی به علت دمای بسیار پایین منطقه هنوز تجزیه نشده‌اند، ذخیره کرده است. ریشه‌ها و سایر قسمت‌های گیاهی در خاک منجمد حفظ شده است و به این ترتیب خاک قطب شمال به صورت لایه لایه تشکیل شده است. کربن قدیمی‌تر در اعماق بیشتر یافت می‌شود.

با گرم شدن آب و هوا این خاک منجمد هم گرم می‌شود و مقادیر بیشتری از کربن قدیمی‌ توسط میکروب‌ها تجزیه می‌شود و کربن دی‌اکسید و متان آزاد می‌کند. احتمالا در نتیجه‌ی آزاد شدن این گازها گرم شدن کره زمین هم اتفاق می‌افتد. اما اینکه چه مقدار کربن قابل تجزیه است و یا اینکه چنین فرآیندی با چه سرعتی ممکن است انجام شود، هنوز مشخص نیست.

این جا است که پای تحقیقات جدید به میان می‌آید. دانشمندان نرخ دقیقی که با آن نوعی از کربن موجود در اتمسفر یعنی کربن ۱۴ به دیگر اشکال کربن تبدیل می‌شود را می‌دانند. بنابراین، با تعیین نسبت این نوع کربن در نمونه‌های گرفته شده از قطب شمال، آنها می‌توانند زمانی که کربن از جو گرفته شده و وارد گیاه شده است، یعنی سن آن را تخمین بزنند. در یکی از این مطالعات که در سال ۲۰۰۹ انجام شده است، چنین روشی را برای تشخیص کربن قدیمی موجود در دریاچه‌ها، رودخانه‌ها یا خاک‌های قطب شمال استفاده کردند. در آن مطالعه، تد شوور از دانشگاه آریزونای شمالی و همکارانش، کربن‌های قدیمی‌ را در حوزه آبریز دریاچه ایت مایل منطقه الاسکا پیدا کردند.

سپس پژوهشگران دیگری در مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۶ که در ژورنال Nature Geoscience منتشر شد، دریاچه‌های قطب شمال را در مناطق مختلف مورد بررسی قرار دادند و مشاهده کردند که سن متان دریاچه‌ها تقریبا برابر با سن کربن خاک منجمد در حال گرم شدن در آن حوالی بود.

در همین حال، یک مطالعه ۲۰۱۸ در ژورنال Nature Climate Change نشان داد که انتشار کربن دی اکسید و متان از دریاچه‌های آلاسکا عمدتا از کربنی است که توسط گیاهان در طول سه هزار تا چهار هزار سال گذشته تثبیت شده است، حتی درصد کمی از آن قدیمی‌تر هم بود. پس از آن، آخرین مطالعه با هدف ایجاد یک اندازه گیری پایه‌ای از اینکه چه مقدار کربن قدیمی در حال جریان یافتن در آب‌های مناطق شمال غربی بود، انجام شد.

چرخه کربنچرخه‌ی کربن

کربن در اتمسفر، گیاهان، خاک، سطوح عمیق قشر زمین و در سطح و عمق آب ذخیره می‌شود. مکانیسم‌هایی که کربن را وارد سیستم می‌کنند عبارتند از فتوسنتز گیاهان و موج‌هایی که با خودشان رسوبات را به کف دریا می‌برند. تجزیه توسط قارچ‌ها و باکتری‌ها، تنفس گیاهان و جانوران، سوختن سوخت‌های فسیلی و کربن دی‌اکسید محلول آزاد شده از اقیانوس‌ها هم برخی از مکانیسم‌هایی هستند که موجب آزاد شدن کربن می‌شوند.

شوور می‌گوید:

این مطالعات، با هم، نشان می دهد که افزایش انتشار کربن قدیمی نشانه‌ای از تغییر چرخه کربن قطب شمال است.

او اضافه کرد:

البته اندازه مهم است، اما من تصور می‌کنم این مفهوم که کربن قدیمی وارد چرخه کربن جدید می‌شود موضوع مهمی است که نشان دهنده‌ی این است که تغییری در حال وقوع است.

اگرچه، دیگر پژوهشگران تفاسیر دیگری نیز داشته‌اند.

دین، نویسنده‌ی اصلی جدیدترین مطالعه، می‌گوید:

بله، ما می‌توانیم کربن قدیمی را در این سیستم ها شناسایی کنیم، اما شاید هم این همان چیزی است که به هر حال بر اساس چرخه‌ی طبیعی کربن اتفاق می‌افتد.

مقاله‌های مرتبط:

کلیتون الدر و کلودیا زیمزیک محققان دانشگاه کالیفرنیا، می‌گویند:

در حال حاضر اینکه سناریوی حالت پایدار برای اکوسیستم های مختلف قطب شمال به چه صورت است، مشخص نیست، بویژه اینکه نمی‌دانیم انحراف از چرخه‌ی مورد انتظار کربن در محیط دستکاری نشده به چه صورت خواهد بود.

بر اساس نظر دانشمندان اینکه کربن منجمد در یک سن خاص قدیمی و یا جوان در نظر گرفته شود بستگی دارد به نوع محیط قطبی که این کربن‌ها از آن می‌آید و در برخی موارد کربن واقعا قدیمی نیست مگر اینکه قدمت آن بین پنج هزار تا ده هزار سال باشد.

آنا لیلیدال استاد دانشگاه آلاسکا که البته جزو اعضای این مطالعه نیست، می‌گوید:

یک موضوع در به دست نیاوردن نتایج قطعی در این مطالعات پدیده‌ای است که cryoturbation نامیده می‌شود که مفهوم آن ترکیب شدن لایه‌های خاک به علت فرآیندهای یخ زدگی و ذوب شدگی فصلی است که کربن قدیمی را به سطوح بالاتر می‌آورد و کربن جدید را به اعماق می‌کشد.

با این حال، دین هم به این مطلب اشاره کرد که حتی اگر مطالعه او نتواند به وضوح ثابت کند که قطب شمال به گونه‌ای تغییر کرده است که در حال آزاد سازی مقادیر بیشتر کربن قدیمی است به طور قطع باز هم این علامتی هشدار دهنده برای آینده است. 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*