عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.
طائرة هليكوبتر تنطلق من طبقة جليدية في جرينلاند. | الائتمان: بروكين إناجلوري، CC BY-SA 3.0
تم نشر هذه المقالة أصلا في المحادثة. ساهم المنشور بالمقال في موقع Space.com أصوات الخبراء: افتتاحية ورؤى.
تكمن علامة كيميائية محيرة مدفونة في أعماق الغطاء الجليدي في جرينلاند، أثارت جدلاً علميًا مكثفًا. تم اكتشاف ارتفاع حاد في تركيزات البلاتين في جوهر الجليد (أسطوانة من الجليد تم حفرها من الصفائح الجليدية والأنهار الجليدية) ويعود تاريخها إلى حوالي 12800 سنة مضت، قدمت الدعم لفرضية مفادها أن ضربت الأرض بواسطة غريبة نيزك أو المذنب في ذلك الوقت.
ملكنا بحث جديد يقدم تفسيرًا أكثر دنيوية: ربما يكون هذا التوقيع البلاتيني الغامض قد نشأ من انفجار شق بركاني في أيسلندا، وليس من الفضاء.
التوقيت مهم. يحدث ارتفاع البلاتين بالقرب من بداية آخر فترة باردة كبيرة على كوكبنا، وهي حدث Younger Dryas. واستمر هذا من حوالي 12870 إلى 11700 سنة مضت، وشهد انخفاض درجات الحرارة في نصف الكرة الشمالي.
حدث هذا بينما كان الكوكب يسخن بالفعل منذ الماضي العصر الجليدي. إن فهم سبب هذه الموجة الباردة يمكن أن يساعدنا في فهم كيفية تغير مناخ الأرض في المستقبل.
نقترح أن هذه المرحلة الجليدية في تاريخ مناخ الأرض كانت في الواقع ناجمة إما عن ثوران بركاني كبير في ألمانيا أو عن ثوران بركان غير معروف.
لغز المناخ
تُظهر عينات الجليد الجوفية أنه خلال حدث “يونجر درياس” الذي دام ألف عام، انخفضت درجات الحرارة في جميع أنحاء جرينلاند إلى أكثر من 15 درجة مئوية أكثر برودة مما هي عليه اليوم. عادت أوروبا إلى ظروف جليدية قريبة، حيث حلت التندرا محل الغابات التي بدأت في الازدهار. انتقلت أحزمة المطر عند خطوط العرض المنخفضة إلى الجنوب.
يتضمن التفسير المقبول تقليديًا أ إطلاق كميات كبيرة من المياه العذبة من ذوبان الصفائح الجليدية في أمريكا الشمالية. أدى نبض المياه العذبة هذا إلى تعطيل الدورة الدموية في المحيطات، مما أثر على درجات الحرارة. ومع ذلك، فقد اقترح باحثون آخرون أن هذا الحدث كان أثار بسبب اصطدام مذنب أو كويكب فوق أمريكا الشمالية.
في عام 2013، اكتشف الباحثون الذين قاموا بتحليل عينات الجليد التي تم حفرها كجزء من مشروع الغطاء الجليدي في جرينلاند (GISP2) تركيزات البلاتين التي كانت جيدة جدًا. فوق المستويات الطبيعية. وكانت نسبة البلاتين إلى عنصر مشع يسمى الإيريديوم أيضًا غير عادية لأن الصخور الفضائية عادة ما تحتوي على مستويات عالية من الإيريديوم، في حين أن النتوء الجليدي لا يحتوي على ذلك. كان توقيع قلب الجليد مختلفًا تمامًا عن أي شيء شوهد في النيازك أو الصخور البركانية المعروفة.
اقترح مؤلفو ورقة التأثير الفضائي أنه ربما تعكس كيمياء الجليد غير العادية تأثير كويكب غير عادي مكون من الحديد.
اقترحت ورقة لاحقة أن كيمياء الجليد يمكن أن تعكس الكيمياء الألمانية Laacher انظر الانفجار البركاني، والتي كانت لها كيمياء جيولوجية غير عادية وحدثت في ذلك الوقت تقريبًا. لاختبار هذه الفكرة، قمنا بجمع وتحليل 17 عينة من الخفاف البركاني من الرواسب التي خلفها ثوران لاشر سي. قمنا بقياس البلاتين والإيريديوم والعناصر النزرة الأخرى إنشاء بصمة كيميائية من الثوران.
وكانت نتائجنا واضحة: لا يحتوي حجر الخفاف Laacher See على أي بلاتين تقريبًا، بتركيزات أقل أو بالكاد تصل إلى حدود الكشف. وعلى الرغم من أن بعض البلاتين ربما يكون قد هرب إلى الغلاف الجوي قبل أن يُحتجز في الصخر، فمن الواضح أن الثوران لم يكن مصدر ارتفاع البلاتين في جرينلاند.
يمكن أن تنتج الانفجارات البركانية توقيعات كيميائية غريبة. | الائتمان: © جايلز لوران، gileslaurent.com، الترخيص CC BY-SA، CC BY-SA 4.0
بالإضافة إلى ذلك، عندما فحصنا التوقيت بعناية، باستخدام التسلسل الزمني المحدث للعينات الجليدية، وجدنا أن ارتفاع البلاتين حدث بالفعل بعد حوالي 45 عامًا من بداية درياس الأصغر – بعد فوات الأوان لتحفيز التبريد.
تم التوصل إلى هذه النتيجة بشكل مستقل ولكنها كانت متسقة مع الأبحاث السابقة العثور على نفس شيء. والأهم من ذلك، أن تركيزات البلاتين المرتفعة استمرت لمدة 14 عامًا، مما يشير إلى حدث طويل الأمد وليس اصطدامًا لحظيًا لكويكب أو مذنب.
قمنا بمقارنة التوقيع الكيميائي للنواة الجليدية مع العديد من العينات الجيولوجية الأخرى ووجدنا أن أقرب تطابق كان مع مكثفات الغاز البركاني (المنتجات التي تتشكل عندما تبرد الغازات المنبعثة من البركان من الغاز إلى الحالة السائلة أو الصلبة) وخاصة من البراكين البحرية.
يمكن أن تنتج براكين أيسلندا ثورانات شقوق تدوم سنوات أو حتى عقودًا، مما يتوافق مع مدة ارتفاع البلاتين البالغة 14 عامًا. خلال مرحلة الذوبان التي سبقت درياس الأصغر، زاد النشاط البركاني في أيسلندا بشكل كبير حيث أدى ذوبان الصفائح الجليدية إلى تقليل الضغط على القشرة الأرضية.
والأهم من ذلك هو أن الانفجارات البحرية أو تحت الجليدية تتفاعل مع الماء بطرق يمكن أن تفسر الكيمياء غير العادية. يمكن لمياه البحر أن تجرد مركبات الكبريت بينما تركز عناصر أخرى مثل البلاتين في الغازات البركانية. ويمكن بعد ذلك أن تنتقل هذه الغازات الغنية بالبلاتين إلى جرينلاند وتترسب على الغطاء الجليدي، مما يفسر الكيمياء الجيولوجية الغريبة.
تدعم الأبحاث الحديثة حول الانفجارات الأيسلندية التاريخية هذه الآلية. أنتج ثوران كاتلا في القرن الثامن ارتفاع 12 عاما في المعادن الثقيلة مثل البزموت والثاليوم في قلوب الجليد في جرينلاند. أدى ثوران بركان Eldgjá في القرن العاشر إلى ارتفاع الكادميوم داخل الجليد الجليدي. وعلى الرغم من أن البلاتين لم يتم قياسه في تلك الدراسات، إلا أن هذه الأمثلة تظهر أن البراكين الأيسلندية تنقل بانتظام معادن ثقيلة إلى الغطاء الجليدي في جرينلاند.
بندقية التدخين؟
بسبب عدم التطابق الزمني، أيًا كانت الآلية المسؤولة عن ارتفاع البلاتين، فإنها لم تؤدي إلى ظهور Younger Dryas. ومع ذلك، فإن بحثنا يسلط الضوء على النتائج السابقة التي تظهر ارتفاعًا هائلاً في الكبريتات البركانية في النوى الجليدية المتعددة تزامنا بدقة مع بداية التبريد منذ 12870 سنة.
أدى هذا الانفجار، سواء من ثوران لاشر سي أو من بركان غير معروف، إلى ضخ ما يكفي من الكبريت في الغلاف الجوي لمنافسة أكبر الانفجارات في التاريخ المسجل. يمكن أن تؤدي الانفجارات البركانية إلى التبريد عن طريق إطلاق الكبريت في طبقة الستراتوسفير، مما يعكس أشعة الشمس الواردة وربما يؤدي إلى حدوث سلسلة من ردود الفعل الإيجابية بما في ذلك توسع الجليد البحري، وتغير أنماط الرياح وتعطيل تيارات المحيط، على الرغم من أن الأبحاث المستقبلية تحتاج إلى استكشاف هذا الأمر بشكل أكبر.
وربما تكون القوة البركانية الكبيرة التي حدثت حول بداية “يونجر درياس” – وهو الوقت الذي كان فيه المناخ يقع بالفعل بين نهر جليدي وبين نهر جليدي (الفترات بين فترات البرد) – قد وفرت الدفعة التي أعادت مناخ الأرض إلى الحالة الباردة.
قصص ذات صلة
– تكشف الأقمار الصناعية عن بحيرة مخفية انفجرت عبر الغطاء الجليدي في جرينلاند في عام 2014، مما تسبب في فيضانات كبيرة وحفرة عميقة
– الصفائح الجليدية في جرينلاند أضعف في مواجهة تغير المناخ مما كنا نعتقد
– ماذا تفعل قوة الفضاء الأمريكية في جرينلاند؟
من المهم أن نلاحظ أن بحثنا ركز على ارتفاع البلاتين ولم يأخذ في الاعتبار الأدلة الأخرى، مثل الكريات (شظايا كروية من الصخور المنصهرة) والحصير الأسود (طبقات داكنة غامضة في التربة)، على وجود ذرات من البلاتين. تأثير خارج كوكب الأرض. ومع ذلك، استنادًا إلى تحليلنا للنتائج الجديدة والبيانات الموجودة، يبدو أن الانفجار البركاني الكبير في نصف الكرة الشمالي هو التفسير الأكثر وضوحًا لحدث Younger Dryas.
إن فهم محفزات المناخ الماضية أمر حيوي لتوقع ما ينتظرنا في المستقبل. على الرغم من أن فرصة حدوث تأثير نيزكي كبير أو ثوران بركاني في أي عام تكون منخفضة، إلا أنه من المؤكد حدوث مثل هذه الأحداث في نهاية المطاف. ولذلك فإن معرفة كيفية استجابة مناخ الأرض في الماضي أمر بالغ الأهمية للتحضير لعواقب الحدث الكبير القادم.
أعيد نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. اقرأ المادة الأصلية.