یک مطالعه جدید پیشنهاد میکند که پیوند اقلیمی بین اقیانوسهای استوایی هند و آرام میتواند توسط فورانهای بزرگ آتشفشانی مختل شود، در حالی که اکنون انتشار گازهای گلخانهای ناشی از فعالیتهای انسانی ممکن است عامل شکستی حتی غیرعادیتر در این رابطه باشد.
پژوهشگران مؤسسه اقیانوسشناسی وودز هول (WHOI) شواهد دیرینهاقلیمی را با شبیهسازیهای مدل اقلیمی ترکیب کردند تا بررسی کنند که این دو حوضه اقیانوسی در طول چند قرن گذشته چقدر نزدیک به هم رفتار کردهاند.
یافتههای آنها نشان میدهد که فعالیتهای آتشفشانی میتوانند به طور موقت پیوند اقلیمی بین اقیانوسهای هند و آرام را تضعیف کنند. با این حال، اخیراً نیروهای اقلیمی ناشی از انسان تغییری «غیرعادی» در نحوه اتصال نوسانات اقلیمی این دو منطقه ایجاد کرده است که پژوهشگران آن را اینگونه توصیف میکنند.
این مطالعه با عنوان «اختلال در جفتشدگی نوسانات اقیانوس آرام و هند ناشی از فعالیتهای آتشفشانی قرن نوزدهم» در مجله Nature Communications منتشر شد.
پیوند اقلیمی که معمولاً هماهنگ حرکت میکند
شرایط اقلیمی در سراسر اقیانوس هند اغلب به تغییرات رخ داده در اقیانوس آرام واکنش نشان میدهد. این ارتباط به شکلگیری الگوهای گسترده بارندگی، دما و گردش جوی در مناطق استوایی کمک میکند.
با این حال، از دهه ۱۹۸۰ دانشمندان متوجه شدهاند که این رابطه ضعیف شده است. اقیانوس هند به طور فزایندهای رفتاری متفاوت از آنچه بر اساس شرایط اقیانوس آرام انتظار میرفت، نشان داده است؛ تغییری که محققان آن را به گرمایش اقلیمی مرتبط دانستهاند.
یکی از چالشها این است که رکوردهای ابزاری قابل اعتماد اقلیمی کمتر از یک قرن را پوشش میدهند. این امر تعیین اینکه آیا تغییر اخیر واقعاً غیرعادی است یا بخشی از یک چرخه طبیعی طولانیمدت، را دشوار میسازد.
برای نگاه به گذشته دورتر، تیم WHOI به رکوردهای دیرینهاقلیمی استوایی حفظ شده در مرجانها، حلقههای درختی و استالاگمیتها روی آورد. این آرشیوهای طبیعی به پژوهشگران امکان بازسازی شرایط اقلیمی اقیانوسهای هند و آرام را تا اوایل دهه ۱۶۰۰ میلادی فراهم کردند.
آتشفشانها پیوند اقیانوسی را در دهه ۱۸۰۰ مختل کردند
شواهد دیرینهاقلیمی نشان میدهد که اقیانوسهای هند و آرام در بیشتر ۴۰۰ سال گذشته ارتباط نزدیکی با هم داشتند.
یک دوره برجسته بود.
بین سالهای ۱۸۱۰ تا ۱۸۵۰، رابطه بین این دو حوضه اقیانوسی به طور قابل توجهی تغییر کرد. پژوهشگران این اختلال را به مجموعهای از فورانهای بزرگ آتشفشانی استوایی مرتبط دانستند که ظاهراً تأثیر معمول اقیانوس آرام بر شرایط اقلیمی اقیانوس هند را تضعیف کرده بودند.
شبیهسازیهای رایانهای پوششدهنده هزار سال گذشته این تفسیر را تأیید کردند.
شدت اختلال به هر دو عامل اندازه فورانهای آتشفشانی و شرایط اقلیمی پسزمینه موجود در آن زمان بستگی داشت.
«این یکی از نخستین مطالعاتی است که فروپاشی ارتباط بین اقیانوسهای آرام و هند را با استفاده از شواهد اقلیمهای گذشته، مشاهدات مدرن و مدلهای اقلیمی بررسی میکند»، کارولین اومنهوفر (Caroline Ummenhofer)، دانشمند ارشد در WHOI و نویسنده مشترک مطالعه، اظهار داشت.
تغییرات مدرن بسیار غیرعادیتر به نظر میرسند
ارتباط آتشفشانی تنها بخشی از آنچه پژوهشگران کشف کردند بود. با مقایسه اقلیم مدرن با چندین قرن شرایط گذشته، آنها همچنین توانستند قضاوت کنند که تضعیف فعلی جفتشدگی اقیانوسهای هند و آرام چقدر واقعاً غیرعادی است.
«دادههای مدرنی که در اختیار داریم محدود است و به اندازه کافی به عقب نمیروند. با مدلهای اقلیمی و رکوردهای دیرینهاقلیمی، اکنون میتوانیم با اطمینان بیشتری بگوییم که تغییرات اخیر که مشاهده میکنیم واقعاً بسیار غیرعادی هستند»، شان وانگ (Shawn Wang)، نویسنده اصلی مطالعه، گفت.
وانگ فارغالتحصیل سابق دانشگاه و پژوهشگر پسادکتری در WHOI است و در حال حاضر به عنوان پسادکتری در دانشگاه کلرادو بولدر مشغول به کار است.
یافتهها نشان میدهند که اگرچه فورانهای آتشفشانی میتوانند به طور موقت ارتباط بین دو حوضه اقیانوسی را قطع کنند، اما فروپاشی مدرن به نظر میرسد توسط نیرویی متفاوت هدایت میشود.
«یک یافته کلیدی این است که گرمایش جهانی و انتشارات انسانی اکنون بر تأثیر طبیعی اقیانوس آرام بر اقیانوس هند غلبه کردهاند»، اومنهوفر افزود.
چرا اقیانوس هند برای پیشبینیهای اقلیمی اهمیت دارد؟
درک میزان تأثیر متقابل اقیانوسهای هند و آرام بر یکدیگر برای پیشبینی اقلیمی مهم است.
ارتباطات بین حوضههای اقیانوسی میتواند به دانشمندان کمک کند تا تغییرات در بارندگی و سایر الگوهای عمده اقلیمی را پیشبینی کنند. اگر این روابط ضعیف یا تغییر کنند، پیشبینیهای مبتنی بر رفتار تاریخی ممکن است کمتر قابل اعتماد شوند.
بخش زیادی از تحقیقات گذشته حوضههای اقیانوسی اصلی را به صورت جداگانه بررسی کردهاند. این مطالعه در عوض بر نحوه تعامل آنها و آنچه زمانی که این اتصالات شروع به ضعف میکنند، تمرکز دارد.
«اقیانوس هند یک مخزن گرمای عظیم است و میتواند از آنچه اقیانوس آرام انجام میدهد، جدا شود. نتایج این مطالعه رفتار مستقل اقیانوس هند را تأکید میکند»، دیلیا اوپو (Delia Oppo)، پژوهشگر بازنشسته WHOI و نویسنده مشترک، بیان داشت.
این مطالعه توسط بنیاد ملی علوم ایالات متحده، برنامه سرمایهگذاری علمی WHOI و دفتر برنامههای آکادمیک WHOI حمایت مالی شد.