آیا تغییرات مداری زمین باعث یکی از گرم‌ترین دوره‌های تاریخ شده بود؟

* ۵۵ میلیون سال پیش، در دوره‌ای که به نام پی‌ئی‌تی‌ام یا "پِتم" (PETM) نامیده می‌شود، شرایط استوایی تا عرض‌های بالا بر زمین حاکم شد و حتی کلاهک‌های یخی قطب‌ها را هم ناپدید کرد.

سیاره‌ی ما امروزه دارد گرم می‌شود، این یک واقعیت است. ولی این گرم‌ترین دوره در تاریخ سیاره‌مان نیست- در واقع به پایش هم نمی‌رسد. زمان‌های گوناگونی در گذشته، میلیون‌ها یا میلیاردها سال پیش، زمین بسیار داغ‌تر از امروز هم شده بوده.

یکی از چشمگیرترینِ این دوره‌ها ۵۶ میلیون سال پیش بود، در دوره‌ی پالئوسن-ائوسن که پدیده‌ای به نام "بیشینه‌ی گرمایی پالئوسن-ائوسن" یا پِتم (پی‌ئی‌تی‌ام، PETM) رخ داد. این یک دوره‌ی به نسبت کوتاه و ناهنجارِ گرمایش بود که در آن، دماهایی که از پیش بسیار بالاتر از معمول بودند، در یک بازه‌ی تنها چندهزار ساله ۵ درجه‌ی سانتیگراد بالاتر رفتند. شرایط استوایی تا عرض‌های بالا حاکم شد و کلاهک‌های یخی را به کلی از روی قطب‌ها ناپدید کرد.

تاثیر این روند روی جانداران بسیار چشمگیر بود. جانداران دریایی که نتوانسته بودند خود را با آب‌های گرم‌تر سازگار کنند دسته دسته مردند. در این میان، پستانداران از شرایط سود بردند و به سرعت در هزاره‌ی پیشِ رو تنوع پیدا کرده و گسترده شدند، و زمینه را برای گونه‌های آینده، از جمله ما فراهم کردند.

پی‌ئی‌تی‌ام همچنین محکی برای شرایط اقلیمی کنونی ماست و بینش‌هایی درباره‌ی فرآیند گرمایش سریع زمین، با ورود کربن به جو به ما می‌دهد.

ولی پی‌ئی‌تی‌ام با کربن در جو آغاز نشد، اگرچه کربن روند افزایش دما را شدت داد. گروهی از دانشمندان دانشگاه هاوایی و دانگاه اوترخت اکنون دریافته‌اند که این پدیده دستاورد همزمانی فرآیندهای نجومی و زمینی بود که با هم شرایط زمین را به اوج رساند.

در مقاله‌ی این دانشمندان که در نشریه‌ی ساینس منتشر شده از چگونگی تاثیر تغییرات مدار زمین در آب و هوا گفته شده. این پژوهشنامه همچنین بینش‌هایی درباره‌ی یک پیشینه‌ی تاریخی کمیاب برای دوره‌ی کنونی گرمایش جهانی به ما می‌دهد.

شگفتی‌های مداری

نکته‌ی این موضوع اینست که مدار زمین یک دایره ی کامل و پایدار که معمولا می‌پنداریم نیست. مسیر سیاره‌ی ما به گرد خورشید در حقیقت مانند یک دایره‌ی بسیار کمی فشرده، یا بیضی است. اخترشناسان این بیضی بودن را "برون‌مرکزی" یا خروج از مرکز مداری می‌گویند. با گذشت زمان، تغییراتی که پیش‌بینی‌پذیر هستند در این برون‌مرکزی مداری رخ می‌دهد- فشردگی (بیضوی بودن) آن در یک چرخه‌ی منظم کم و زیاد می‌شود. ولی به گفته‌ی ریچارد زیبه، شدت و درجه‌ی این برون‌مرکزی اثرهایی چشمگیر، هر چند جزیی، بر آب و هوا دارد.

[از ویکیپدیا: پژوهش‌های فراگیر تازه‌تری از رصدخانه‌ی جنوبی اروپا که در سال ۲۰۱۱ میلادی منتشر گردید، نشان می‌دهد که برون‌مرکزی مدار زمین با دوره‌ی گردش تقریبی ۴۱۳۰۰۰ سال، میان ۰٬۰۰۰۰۵۵ تا ۰٬۰۶۷۹ همزمان با شکل مداری بسیار نزدیک به دایره تا کمی بیضی تغییر می‌کند. این پدیده همراه با دیگر پدیده‌های مشابه آن تاثیراتی روی اقلیم زمین دارند که به نام چرخه‌های میلانکوویچ معروفند-م]

زیبه که اقیانوس‌نگار دانشگاه هاوایی و یکی از نویسندگان این پژوهش است می‌گوید: «اگر برگردیم و به ۱۰۰ میلیون سال پیش نگاه کنیم نسبت‌هایی آشکار میان تغییرات برون‌مرکزی مداری و آب و هوا می‌بینیم.»

او و همکارش لوکاس لورنس با بررسیِ یک هسته‌ی ته‌نشستی (رسوبی) که از اقیانوس اطلس جنوبی به دست آمده بود رد تغییرات برون‌مرکزیِ زمین در زمان پیرامون پی‌ئی‌ی‌ام‌ را دنبال کردند. آنها با بررسی نوع لایه‌های ته‌نشستی که روی هم نشسته بودند الگوی منظمی را دیدند که همتراز با چرخه‌های برون‌مرکزی بر پایه‌ی مدل‌های اخترشناسی بود. به نوشته‌ی این دانشمندان، از آنجایی که ته‌نشست‌ها به گونه‌ی پیش‌بینی‌پذیری همزمان با تغییرات آب و هوا تغییر می‌کنند، نماینده‌ی خوبی برای تغییرات مدار زمین نیز هستند.

با این روش، آنها توانستند افزایش ناگهانی دمای دوره‌ی پی‌تی‌ئی‌ام‌ را در ۵۶ میلیون سال پیش مشخص کنند، درست زمانی که مدار زمین در بیشترین برون‌مرکزی یا حالت کشیدگی خود بود.

به گفته‌ی زیبه، خروج از مرکزِ مداریِ بیشتر به این معناست که پرتوهای بیشتری از خورشید به زمین برخورد می‌کند. منطقی‌ست که این باعث گرمایش شده بود. و شرایط اقلیمی هم در آن هنگام از پیش داغ بود، این یعنی که می‌توانسته برای گونه‌ای از سازوکارِ بازخورد که به پی‌ئی‌تی‌ام‌ انجامید آماده شده باشد.

او می‌گوید: «شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد این به سادگی آغازگر رفتار آستانه شده بود. آرام، آرام، آرام گرم‌تر می‌شوید و سپس چیزی مانند برون‌مرکزی می‌آید و می‌تواند باعثِ بازخوردهایی شود که اساسا به پی‌ئی‌‌تی‌ام‌ می‌انجامند.»

زیبه می‌گوید این شرایط خشن تا حدود ۱۷۰ هزار سال ادامه داشت، بازه‌ای بلندتر از برخی برآوردهای پیشین.

همسان امروزی

این توضیح تازه برای پی‌ئی‌تی‌ام به خودی خود جذاب است، و به ما یادآوری می‌کند که پویایی (دینامیک) مدار زمین می‌تواند اثرهایی واقعی روی زندگی‌مان بگذارد. ولی پی‌ئی‌تی‌ام برای شناخت تغییرات اقلیمی در زمان کنونی هم منبعی بسیار ارزشمند است. این یکی از کم‌شمار دوره‌هایی در تاریخ زمین است که شرایط اقلیمی در آن با سرعت بسیار، به دت گرم شده بود، و می‌تواند نکته‌هایی درباره‌ی آنچه ممکن است در آینده‌ی نزدیک ببینیم به ما می‌دهد.

رویدادهای نابودی گونه‌ای و حرکت سریع گونه‌ها به زیستگاه‌های تازه یکی از نتایج پی‌ئی‌تی‌ام بود، و تاثیر این پریشیدگی‌های زیستی هنوز هم دیده می‌شود.

--------------------------------------------

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

planet - Earth - Paleocene-Eocene Thermal Maximum - PETM - equator - ice cap - pole - carbon - University of Hawaii - Utrecht University - Science - Sun - ellipse - Richard Zeebe - Lucas Lourens - sediment - South Atlantic Ocean - Marine - mammal - eccentricity - biological perturbation

منبع: astronomy.com

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان