تضاعف كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي يسبب زيادة في متوسط ​​درجة الحرارة من 7 إلى 14 درجة

تضاعف كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي يمكن أن يسبب زيادة في متوسط ​​درجة الحرارة على الأرض من 7 إلى 14 درجة كحد أقصى.

ويظهر ذلك في تحليل الرواسب من المحيط الهادئ قبالة سواحل كاليفورنيا، من قبل باحثين في NIOZ وجامعتي أوتريخت وبريستول. ونشرت نتائجهم في مجلة Nature Communications .

وقالت الكاتبة الأولى كايتلين ويتكوفسكي: “إن ارتفاع درجة الحرارة الذي وجدناه أكبر بكثير من 2.3 إلى 4.5 درجة التي قدرتها لجنة المناخ التابعة للأمم المتحدة، IPCC، حتى الآن”.

واستخدم الباحثون نواة حفر عمرها 45 عاما مستخرجة من قاع المحيط الهادئ. وقال البروفيسور جاب سينينجي دامستي، كبير العلماء في NIOZ وأستاذ الكيمياء الجيولوجية العضوية في جامعة أوتريخت : “أدركت أن هذا اللب جذاب للغاية للباحثين، لأن قاع المحيط في تلك البقعة كان خاليًا من الأكسجين لملايين السنين”.

وقال دامستي: “ونتيجة لذلك، لا يتم تفكيك المواد العضوية بسرعة بواسطة الميكروبات ويتم الحفاظ على المزيد من الكربون”. وكان أيضًا المشرف على ويتكوفسكي الذي تضمنت أطروحته للدكتوراه هذا البحث.

وقالن ويتكوفسكي: ” لم يتم فحص ثاني أكسيد الكربون على مدى الخمسة عشر مليون سنة الماضية من مكان واحد من قبل”، تتوافق الألف متر العلوية من قلب الحفر مع الـ 18 مليون سنة الماضية، ومن هذا السجل، تمكن الباحثون من استخلاص مؤشر لدرجة حرارة مياه البحر الماضية ومؤشر لمستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي القديم، باستخدام نهج جديد.

درجة الحرارة المشتقة

واستنتج الباحثون درجة الحرارة باستخدام طريقة تم تطويرها منذ 20 عامًا في NIOZ، تسمى طريقة TEX 86 .

يوضح دامستي: “تستخدم هذه الطريقة مواد محددة موجودة في غشاء العتائق، وهي فئة متميزة من الكائنات الحية الدقيقة”،”تعمل هذه العتائق على تحسين التركيب الكيميائي لغشاءها اعتمادًا على درجة حرارة الماء في الـ 200 متر العليا من المحيط. ويمكن العثور على المواد من هذا الغشاء على شكل حفريات جزيئية في رواسب المحيط، ويتم تحليلها حتى يومنا هذا”.

ثاني أكسيد الكربون من الكلوروفيل والكوليسترول

طور الباحثون طريقة جديدة لاستخلاص محتوى ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي في الماضي باستخدام التركيب الكيميائي لمادتين محددتين شائعتين في الطحالب: الكلوروفيل والكوليسترول. هذه هي الدراسة الأولى التي تستخدم الكولسترول في ثاني أكسيد الكربون الكمي وأول دراسة تستخدم الكلوروفيل في هذه الفترة الزمنية. ولتكوين هذه المواد، يجب أن تمتص الطحالب ثاني أكسيد الكربون من الماء وتثبته عن طريق عملية التمثيل الضوئي.

قال دامستي: “يوجد جزء صغير جدًا من الكربون الموجود على الأرض في صورة “ثقيلة” تبلغ 13 درجة مئوية بدلاً من 12 درجة مئوية المعتادة، وتفضل الطحالب درجة حرارة 12 درجة مئوية بشكل واضح، ومع ذلك، كلما انخفض تركيز ثاني أكسيد الكربون في الماء”، كلما زاد عدد الطحالب التي تستخدم أيضًا 13 درجة مئوية النادرة.
وبالتالي، فإن محتوى 13 درجة مئوية في هاتين المادتين هو مقياس لمحتوى ثاني أكسيد الكربون في مياه المحيط، وهذا بدوره، وفقًا لقوانين الذوبان، يرتبط بثاني أكسيد الكربون محتوى الغلاف الجوي”.

وباستخدام هذه الطريقة الجديدة، يبدو أن تركيز ثاني أكسيد الكربون انخفض من حوالي 650 جزءًا في المليون، قبل 15 مليون سنة، إلى 280 قبل الثورة الصناعية مباشرة.

تركيز ثاني أكسيد الكربون له تأثير أقوى على درجة الحرارة

عندما قام الباحثون بمقارنة درجات الحرارة المشتقة ومستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي خلال الـ 15 مليون سنة الماضية، وجدوا علاقة قوية.

كان متوسط ​​درجة الحرارة قبل 15 مليون سنة أكثر من 18 درجة: أي أكثر دفئا بأربع درجات مما هي عليه اليوم، وحوالي المستوى الذي تتوقعه لجنة المناخ التابعة للأمم المتحدة، IPCC، لعام 2100 في السيناريو الأكثر تطرفا.

وقالت دامستي : “لذا، فإن هذا البحث يعطينا لمحة عما يمكن أن يحمله المستقبل إذا اتخذنا إجراءات قليلة للغاية للحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وقمنا أيضًا بتنفيذ القليل من الابتكارات التكنولوجية لتعويض الانبعاثات”، “التحذير الواضح من هذا البحث هو أن تركيز ثاني أكسيد الكربون من المرجح أن يكون له تأثير أقوى على درجة الحرارة مما نأخذه في الاعتبار حاليًا”.