علم المناخ القديم
دراسة مناخات الماضي الجيولوجي والتاريخي، المعاد بناؤها من الأرشيفات الطبيعية للكشف عن كيفية ولماذا تغير المناخ قبل وجود الأدوات.
Definition
علم المناخ القديم هو الدراسة العلمية للمناخات الماضية وأسبابها، باستخدام مسجلات المناخ الطبيعية، التي تسمى الوكلاء (proxies)، لإعادة بناء الظروف من الأوقات التي سبقت القياسات الآلية.
Scope
يغطي هذا المجال إعادة بناء وتفسير المناخ الماضي، من الماضي الجيولوجي العميق عبر العصور الجليدية إلى الألفية الأخيرة. ويتناول الأرشيفات والوكلاء الطبيعيين، مثل اللب الجليدي، ورواسب البحار والبحيرات، وحلقات الأشجار، والشعاب المرجانية، وتكوينات الكهوف (speleothems)، التي تسجل الظروف الماضية؛ والتوقيت المداري للدورات الجليدية؛ والانتقالات المناخية المفاجئة؛ وكيف تحد أدلة المناخ القديم من حساسية المناخ وتضع التغير الحالي في سياق طويل الأمد.
Sub-topics
Core questions
- كيف يمكن إعادة بناء المناخ الماضي من الأرشيفات الطبيعية؟
- ما الذي أثر في تكرار العصور الجليدية؟
- ما مدى سرعة تغير المناخ في الماضي؟
- ماذا يكشف الماضي العميق عن حساسية المناخ والحاضر؟
Key theories
- إعادة البناء القائم على الوكلاء
- تستجيب الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية للأرشيفات الطبيعية للمناخ بطرق معايرة، لذا فإن قياسها يسمح بإعادة بناء كمي لدرجة الحرارة الماضية، وهطول الأمطار، وتركيب الغلاف الجوي.
- التوقيت المداري للعصور الجليدية
- تغيرات بطيئة في مدار الأرض تغير التوزيع الموسمي والعرضي لأشعة الشمس، مما يؤثر في نمو وتدهور الصفائح الجليدية على مدى عشرات الآلاف من السنين.
Mechanisms
تتراكم الأرشيفات الطبيعية طبقة تلو الأخرى، وتحبس الإشارات الكيميائية والبيولوجية، مثل نسب النظائر، والغازات المحتجزة، وعرض نطاقات النمو، وتجمعات الأحافير الدقيقة، التي تتغير مع المناخ. ومن خلال تأريخ هذه الأرشيفات ومعايرة الوكلاء مقابل الملاحظات الحديثة، يعيد علماء المناخ القديم بناء درجات الحرارة الماضية، وحجم الجليد، وتركيزات غازات الاحتباس الحراري، ويربطون التغيرات بالقوة المدارية، والتغيرات البركانية والشمسية، والتغذية الراجعة الداخلية.
Clinical relevance
تكشف سجلات المناخ القديم عن النطاق الكامل للتقلبات المناخية الطبيعية، وتوفر قيودًا مستقلة على حساسية المناخ، وتُظهر أن تركيزات غازات الاحتباس الحراري الحالية ومعدلات التغير غير عادية في سياق الماضي الجيولوجي الحديث.
Evidence & guidelines
يعتمد تقرير التقييم السادس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) على أدلة المناخ القديم لتحديد حساسية المناخ، ولإظهار أن درجات الحرارة العالمية ومستويات ثاني أكسيد الكربون الأخيرة استثنائية على مدى مئات الآلاف إلى ملايين السنين، ولتوفير معلومات لتوقعات التغير المستقبلي.
History
أطلق الاعتراف بالعصور الجليدية الماضية في القرن التاسع عشر دراسة المناخات الماضية، وقام ميلانكوفيتش بتحديد النظرية المدارية كميًا في أوائل القرن العشرين، وحوّل ظهور تحليل النظائر في منتصف القرن العشرين للعينات اللبية من أعماق البحار واللب الجليدي علم المناخ القديم إلى علم كمي.
Debates
- محركات إنهاء العصور الجليدية
- كيف تتضافر القوة المدارية، وغازات الاحتباس الحراري، ودوران المحيطات، والتغذية الراجعة للصفائح الجليدية لإنهاء العصور الجليدية، وأيها يهيمن، لا يزال سؤالاً نشطًا.
Key figures
- Raymond Bradley
- Milutin Milankovitch
- Wallace Broecker
- Nicholas Shackleton
Related topics
Seminal works
- bradley2015
- cronin2010
Frequently asked questions
- كيف يعرف العلماء المناخات قبل وجود مقاييس الحرارة؟
- يقرأون الأرشيفات الطبيعية مثل اللب الجليدي، وحلقات الأشجار، والرواسب، التي تعمل إشاراتها الكيميائية والبيولوجية كوكلاء لدرجة الحرارة الماضية، وهطول الأمطار، وتركيب الغلاف الجوي.
- لماذا يهم الماضي البعيد لمناخ اليوم؟
- تُظهر المناخات الماضية مدى حساسية النظام للتغيرات في غازات الاحتباس الحراري والقوة المدارية، مما يوفر فحوصات مستقلة للتوقعات ويُظهر أن التغيرات الحالية غير عادية.