الأحداث المناخية المفاجئة وفي الزمن الجيولوجي العميق

الحالات المتطرفة من الدفء والبرودة في الماضي الجيولوجي، والتحولات المفاجئة، المسجلة في الجليد والرواسب، والتي تُظهر مدى سرعة تغير المناخ.

Definition

يشير مناخ الزمن الجيولوجي العميق إلى الحالات الدافئة والباردة الرئيسية في الماضي الجيولوجي البعيد للأرض، والأحداث المناخية المفاجئة هي إعادة تنظيم كبيرة لنظام المناخ تحدث على مدى سنوات إلى قرون، أسرع بكثير من الوتيرة المدارية.

Scope

يغطي هذا الموضوع المناخ عبر الماضي الجيولوجي العميق والأحداث المفاجئة التي تتخلله. ويتناول التناوب بين حالات الدفيئة الدافئة وحالات العصر الجليدي البارد عبر ملايين السنين، والأحداث شديدة الحرارة مثل الحد الأقصى الحراري للباليوسين-الإيوسين، والتحولات المفاجئة على نطاق الألفية في الفترة الجليدية الأخيرة، بما في ذلك أحداث دانسجارد-أوشجر (Dansgaard-Oeschger) والدرَياس الأصغر (Younger Dryas)، بالإضافة إلى آليات دوران المحيطات والتغذية الراجعة التي يُعتقد أنها تدفع مثل هذا التغير السريع.

Core questions

• ما الذي تسبب في تناوب الأرض بين حالات الدفيئة وحالات العصر الجليدي؟
• ما مدى سرعة وحجم الأحداث شديدة الحرارة الماضية مثل الحد الأقصى الحراري للباليوسين-الإيوسين (PETM)؟
• ما هي الآليات التي أنتجت تحولات مفاجئة على نطاق الألفية؟
• ماذا تعني هذه الأحداث فيما يتعلق بالعتبات ونقاط التحول؟

Key theories

تحكم دورة الكربون في مناخ الزمن الجيولوجي العميق

على مدى ملايين السنين، تنظم العمليات التكتونية والتجوية والنشاط البركاني ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، مما يدفع التحولات البطيئة بين حالات الدفيئة الدافئة وحالات العصر الجليدي البارد.

عتبات دوران المحيطات والتغير المفاجئ

يمكن أن تؤدي عمليات إعادة التنظيم السريعة لدوران الانقلاب الأطلسي، التي تسببها تدفقات المياه العذبة، إلى قلب المناخ الإقليمي بين الحالات في غضون عقود، مما يفسر الأحداث المفاجئة في العصر الجليدي.

Mechanisms

على أطول المقاييس الزمنية، يحدد التوازن بين إطلاق الكربون البركاني وإزالته عن طريق التجوية السيليكاتية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، وبالتالي ما إذا كان الكوكب في حالة دافئة أو جليدية. وتتراكب على ذلك أحداث مفاجئة: فالحقن الكبيرة والسريعة للكربون تنتج أحداثًا شديدة الحرارة، بينما يمكن أن تؤدي نبضات المياه العذبة في شمال الأطلسي إلى إيقاف أو إعادة تشغيل دوران الانقلاب، مما يحول المناخ الإقليمي بين الأنماط في غضون سنوات إلى عقود كما هو مسجل في الجليد والرواسب.

Clinical relevance

تُعد الأحداث شديدة الحرارة بمثابة نظائر طبيعية لعواقب إطلاق الكربون السريع، ويوضح سجل التحولات المفاجئة أن النظام المناخي يمكن أن يتجاوز العتبات ويتغير أسرع بكثير من الوتيرة المدارية التدريجية.

History

كشفت عينات الجليد في جرينلاند في الثمانينيات والتسعينيات أن الفترة الجليدية الأخيرة تخللتها فترات دفء دانسجارد-أوشجر المفاجئة، مما قلب الافتراض بأن المناخ يتغير تدريجيًا فقط؛ وفي الوقت نفسه، رسمت سجلات أعماق البحار الاتجاه الطويل من الدفيئة إلى العصر الجليدي على مدى الخمسة والستين مليون سنة الماضية وأحداثًا مثل الحد الأقصى الحراري للباليوسين-الإيوسين.

Debates

مصدر ومعدل الكربون في الحد الأقصى الحراري للباليوسين-الإيوسين (PETM)

يُناقش أصل وكمية ومعدل إطلاق الكربون الذي أدى إلى الحد الأقصى الحراري للباليوسين-الإيوسين، مع وجود صلة مباشرة بكيفية مقارنته بالانبعاثات الحالية.

Key figures

• Richard Alley
• Wallace Broecker
• James Zachos
• Thomas Stocker

Seminal works

• zachos2001
• alley2000

Frequently asked questions

ما مدى سرعة تغير المناخ بشكل طبيعي؟

تُظهر عينات الجليد أن المناخ الإقليمي قد تحول عدة درجات في غضون عقود خلال الأحداث المفاجئة الماضية، وهو أسرع بكثير من الوتيرة البطيئة للعصور الجليدية.

ما هو الحد الأقصى الحراري للباليوسين-الإيوسين (Paleocene-Eocene Thermal Maximum)؟

كان ارتفاعًا حراريًا عالميًا سريعًا حدث قبل حوالي 56 مليون سنة، مدفوعًا بإطلاق كبير للكربون، وغالبًا ما يُدرس كنظير طبيعي للانبعاثات الحالية.