منذ حوالي 400 ألف سنة، كانت أجزاء كبيرة من جرينلاند خالية من الجليد. تنعم التندرا المخملية بأشعة الشمس على المرتفعات الشمالية الغربية للجزيرة. وتشير الأدلة إلى أن غابة من أشجار التنوب، التي تعج بالحشرات، كانت تغطي الجزء الجنوبي من جرينلاند. وكان مستوى سطح البحر العالمي أعلى بكثير في ذلك الوقت، بما يتراوح بين 20 إلى 40 قدمًا فوق مستويات اليوم. وفي جميع أنحاء العالم، كانت الأرض التي تؤوي اليوم مئات الملايين من الناس مغمورة بالمياه.
لقد عرف العلماء منذ فترة أن الغطاء الجليدي في جرينلاند قد اختفى في الغالب في مرحلة ما خلال المليون سنة الماضية، ولكن ليس بالضبط متى.
وفي دراسة جديدة نشرت في مجلة Science، حددنا التاريخ باستخدام التربة المتجمدة المستخرجة خلال الحرب الباردة من أسفل قسم يبلغ سمكه ميلًا تقريبًا من الغطاء الجليدي في جرينلاند.
إن التوقيت ــ منذ حوالي 416 ألف سنة، مع استمرار الظروف الخالية من الجليد إلى حد كبير لمدة تصل إلى 14 ألف سنة ــ أمر مهم. في ذلك الوقت، كانت الأرض والبشر الأوائل يمرون بواحدة من أطول الفترات الجليدية منذ أن غطت الصفائح الجليدية خطوط العرض العليا لأول مرة قبل 2.5 مليون سنة.
إن طول هذا الاحترار الطبيعي وحجمه وتأثيراته يمكن أن يساعدنا في فهم الأرض التي يخلقها الإنسان الحديث الآن للمستقبل.
عالم محفوظ تحت الجليد
وفي يوليو/تموز 1966، أكمل العلماء الأمريكيون ومهندسو الجيش الأمريكي جهدًا دام ست سنوات للحفر عبر الغطاء الجليدي في جرينلاند. جرت عملية الحفر في معسكر القرن، إحدى القواعد العسكرية الأكثر غرابة – كانت تعمل بالطاقة النووية وتتكون من سلسلة من الأنفاق المحفورة في الغطاء الجليدي في جرينلاند.
كان موقع الحفر في شمال غرب جرينلاند على بعد 138 ميلاً من الساحل ويغطيه 4560 قدمًا من الجليد. وبمجرد وصولهم إلى قاع الجليد، واصل الفريق حفر 12 قدمًا أخرى في التربة الصخرية المتجمدة بالأسفل.
في عام 1969، كشف تحليل الجيوفيزيائي ويلي دانسجارد للنواة الجليدية من معسكر القرن لأول مرة تفاصيل كيفية تغير مناخ الأرض بشكل كبير على مدى 125 ألف سنة الماضية. وقد أفسحت الفترات الجليدية الباردة الممتدة، التي تمدد فيها الجليد بسرعة، المجال للفترات الجليدية الدافئة عندما ذاب الجليد وارتفع مستوى سطح البحر، مما أدى إلى إغراق المناطق الساحلية حول العالم.
على مدار ما يقرب من 30 عامًا، لم يول العلماء سوى القليل من الاهتمام للتربة المتجمدة التي يبلغ ارتفاعها 12 قدمًا من معسكر القرن. قامت إحدى الدراسات بتحليل الحصى لفهم الأساس الموجود أسفل الطبقة الجليدية. واقترح آخر بشكل مثير للاهتمام أن التربة المتجمدة احتفظت بدليل على وجود وقت أكثر دفئًا مما هو عليه اليوم. ولكن مع عدم وجود طريقة لتأريخ المادة، لم يهتم سوى عدد قليل من الناس بهذه الدراسات. وبحلول التسعينيات، اختفت نواة التربة المتجمدة.
قبل عدة سنوات، عثر زملاؤنا الدانمركيون على التربة المفقودة مدفونة عميقا في ثلاجة كوبنهاجن، وقمنا بتشكيل فريق دولي لتحليل هذا الأرشيف المناخي المتجمد الفريد.
في العينة العليا، وجدنا نباتات أحفورية محفوظة تمامًا – وهو دليل إيجابي على أن الأرض أسفل معسكر القرن كانت خالية من الجليد في وقت ما في الماضي – ولكن متى؟
يؤرخ الصخور القديمة والأغصان والأوساخ
باستخدام عينات مقطوعة من مركز قلب الرواسب وتم إعدادها وتحليلها في الظلام بحيث تحتفظ المادة بذاكرة دقيقة لآخر تعرض لها لأشعة الشمس، نعلم الآن أن الطبقة الجليدية التي تغطي شمال غرب جرينلاند – والتي يبلغ سمكها اليوم حوالي ميل – اختفت. خلال الفترة الدافئة الطبيعية الممتدة المعروفة لدى علماء المناخ باسم MIS 11، منذ ما بين 424000 و374000 سنة مضت.
لتحديد الوقت الذي ذابت فيه الطبقة الجليدية بشكل أكثر دقة، استخدم أحدنا، تامي ريتنور، تقنية تُعرف باسم التأريخ بالتألق.
مع مرور الوقت، تتراكم المعادن الطاقة كعناصر مشعة مثل اليورانيوم والثوريوم والبوتاسيوم وتتحلل وتطلق الإشعاع. كلما طالت فترة دفن الرواسب، زاد تراكم الإشعاع كإلكترونات محاصرة.
وفي المختبر، تقيس الأدوات المتخصصة أجزاء صغيرة من الطاقة، التي يتم إطلاقها على شكل ضوء من تلك المعادن. يمكن استخدام هذه الإشارة لحساب المدة التي دُفنت فيها الحبوب، حيث أن التعرض الأخير لأشعة الشمس كان سيحرر الطاقة المحتبسة.
قام مختبر بول بيرمان في جامعة فيرمونت بتأريخ آخر مرة تم فيها العثور على العينة بالقرب من السطح بطريقة مختلفة، وذلك باستخدام نظائر مشعة نادرة من الألومنيوم والبريليوم.
تتشكل هذه النظائر عندما تصطدم الأشعة الكونية، التي تنشأ بعيدًا عن نظامنا الشمسي، بالصخور الموجودة على الأرض. ولكل نظير نصف عمر مختلف، مما يعني أنه يضمحل بمعدل مختلف عند دفنه.
ومن خلال قياس كلا النظيرين في نفس العينة، تمكن عالم الجيولوجيا الجليدية درو كريست من تحديد أن ذوبان الجليد قد كشف الرواسب على سطح الأرض لمدة تقل عن 14000 عام.
تُظهر نماذج الصفائح الجليدية التي يديرها بنجامين كيسلينج، والتي تدمج الآن معرفتنا الجديدة بأن معسكر القرن كان خاليًا من الجليد منذ 416000 عام، أن الغطاء الجليدي في جرينلاند لا بد أنه تقلص بشكل كبير في ذلك الوقت.
وعلى أقل تقدير، تراجعت حافة الجليد لعشرات إلى مئات الأميال حول جزء كبير من الجزيرة خلال تلك الفترة. أدت المياه الناتجة عن ذوبان الجليد إلى رفع مستوى سطح البحر العالمي بما لا يقل عن 5 أقدام وربما يصل إلى 20 قدمًا مقارنة باليوم.
تحذيرات للمستقبل
تحذر التربة المتجمدة القديمة من أسفل الغطاء الجليدي في جرينلاند من المتاعب المقبلة.
خلال العصر الجليدي MIS 11، كانت الأرض دافئة وكانت الصفائح الجليدية مقتصرة على خطوط العرض العليا، مثلما هو الحال اليوم. ظلت مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بين 265 و280 جزءًا في المليون لمدة 30 ألف عام تقريبًا. استمر MIS 11 لفترة أطول من معظم العصور الجليدية بسبب تأثير شكل مدار الأرض حول الشمس على الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى القطب الشمالي. وعلى مدى هذه الألفية الثلاثين، أدى هذا المستوى من ثاني أكسيد الكربون إلى ارتفاع درجة حرارة الأرض بما يكفي لإذابة جزء كبير من جليد جرينلاند.
واليوم، يحتوي غلافنا الجوي على ثاني أكسيد الكربون بمقدار 1.5 مرة أكثر مما كان عليه في MIS 11، أي حوالي 420 جزءًا في المليون، وهو تركيز يرتفع كل عام. يحبس ثاني أكسيد الكربون الحرارة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب. ووجود كميات كبيرة منه في الغلاف الجوي يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة العالمية، كما يشهد العالم الآن.
على مدى العقد الماضي، ومع استمرار ارتفاع انبعاثات الغازات الدفيئة، شهد البشر السنوات الثماني الأكثر حرارة على الإطلاق. شهد شهر يوليو 2023 الأسبوع الأكثر سخونة على الإطلاق، بناءً على البيانات الأولية. تؤدي هذه الحرارة إلى إذابة الصفائح الجليدية، كما يؤدي فقدان الجليد إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب، حيث تمتص الصخور الداكنة ضوء الشمس الذي كان ينعكس في السابق من الجليد الأبيض الساطع والثلوج.
وحتى لو توقف الجميع عن حرق الوقود الأحفوري غدا، فإن مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ستظل مرتفعة لآلاف إلى عشرات الآلاف من السنين. وذلك لأن ثاني أكسيد الكربون يستغرق وقتًا طويلاً للانتقال إلى التربة والنباتات والمحيطات والصخور. نحن نعمل على تهيئة الظروف الملائمة لفترة طويلة جدًا من الدفء، تمامًا مثل MIS 11.
وما لم يخفض الناس تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بشكل كبير، فإن الأدلة التي وجدناها عن ماضي جرينلاند تشير إلى مستقبل خالٍ من الجليد للجزيرة إلى حد كبير.
إن كل ما يمكننا القيام به للحد من انبعاثات الكربون وعزل الكربون الموجود بالفعل في الغلاف الجوي سيزيد من فرص بقاء المزيد من الجليد في جرينلاند.
والبديل هو عالم قد يبدو أشبه إلى حد كبير بـ MIS 11 ــ أو حتى أكثر تطرفا: أرض دافئة، وتقلص الصفائح الجليدية، وارتفاع مستوى سطح البحر، وأمواج تتدحرج فوق ميامي ومومباي والهند والبندقية بإيطاليا.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات جديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. إذا وجدته مثيرًا للاهتمام، فيمكنك الاشتراك في نشرتنا الإخبارية الأسبوعية.
كتب بواسطة: بول بيرمان، جامعة فيرمونت و تامي ريتنور، جامعة ولاية يوتا.
اقرأ أكثر:
يتلقى بول بيرمان تمويلًا من مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية.
تامي ريتينور تحصل على تمويل من مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية..