طبق پیش‌بینی محققان؛

ششمین انقراض عظیم زمین به زودی اتفاق می‌افتد / عواقبی چشم‎گیرتر از پیش‌بینی‌ها

نشر کربن دی اکسید ممکن است یک واکنش با عواقبی ویرانگر را در چرخه کربنی راه بیاندازد و شکستن «آستانه کربن» می‌تواند منجر به انقراضی عظیم شود.

کد خبر: ۷۷۸۱۰۳

سه‌شنبه - ۲۵ تير ۱۳۹۸ / July 16, 2019

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، نورون‌های مغز سیگنال‌های الکتریکی را از طریق پاسخ «همه یا هیچ» به اطراف می‌فرستند. این سیگنال تنها زمانی رخ می‌دهد که شرایط سلول، یک آستانه مشخصی را رد کند. امروزه پژوهشگران MIT مشابه چنین رخدادی را در چرخه کربنی زمین مشاهده کردند.

دنیل روتمن، پروفسور ژئوفیزیک و مدیراجرایی مرکز لورنز در بخش زمین، علوم جوی و نجوم MIT، پی برده است که اگر میزان کربن دی اکسید وارد شده به اقیانوس ها- سریع یا آرام- از یک آستانه خاصی عبور کند، افزایش اسیدگی اقیانوس‌ها، واکنش زمین به این رخداد خواهد بود.

این بازتاب جهانی تغییراتی را در مقدار کربن اقیانوس‌های زمین بوجود آورده که آثار آن در رسوبات به جا مانده در طی صد‌ها میلیون سال، قابل مشاهده است. روتمن ضمن بررسی گزارش‌های زمین شناسی دریافت که در ۵۴۰ میلیون سال اخیر، ذخیره کربن اقیانوس‌ها به طور ناگهانی تغییر کرده و به صورت چشمگیری پیش از چهار انقراض از پنج انقراض بزرگ زمین، انقراض چرخه کربنی رخ داده است. دانشمندان عوامل متعددی را در این حوادث دخیل دانستند و بیان کردند میزان تغییرات کربن اقیانوس‌ها با عامل اولیه تغییر متناسب است؛ به عبارت دیگر هرچه عامل تغییردهنده کوچکتر باشد، پیامد زیستی نیز کوچکتر خواهد بود. با توجه به داده‌های روتمن، شاخصه‌های این افزایش از خود چرخه ناشی می‌شود نه عوامل اولیه تغییر دهنده، زیرا همانطور که اشاره شد عوامل مختلف می‌توانند تغییرات متفاوتی ایجاد کنند.

با همه این عوامل، آب و هوای امروزه زمین چگونه پیش خواهد رفت؟ امروزه اقیانوس‌ها کربن را در مقادیر زیاد به خود جذب می‌کنند. کربن دی اکسیدی که انسان‌ها طی هزار سال وارد اتمسفر کردند درمقایسه با کربن دی اکسیدی که توسط فوران آتشفشان‌ها یا دیگر اختلالات زیست محیطی طی ده‌ها هزار سال به اتمسفر وارد شده، بسیار بیشتر است.

طبق اظهارات روتمن، ما امروزه در سراشیبی انقراض هستیم و این اتفاق شوکه کننده‌ای است چراکه در گذشته نیز با افزایش اسیدیته اقیانوس‌ها گونه‌ها از بین رفته اند و با رسیدن به این نقطه، اشتباهات ما دیگر قابل جبران نیستند.

واکنش کربن
در سال ۲۰۱۷، روتمن یک پیش‌بینی شوم کرد: «براساس سرعت افزایش کربن دی اکسید اتمسفر، در انتهای قرن اخیر، زمین احتمالا به یک آستانه بحرانی می‌رسد و هنگامی که ما این آستانه را رد کنیم قطاری از عواقب را به حرکت در می‌آوریم که اوج آن ششمین انقراض جمعی زمین خواهد بود.»

روتمن در مقاله جدیدش یک مدل ریاضی را برای نشان دادن چرخه کربن در قسمت بالایی اقیانوس و چگونگی واکنش آن در صورت رد شدن از آستانه را بسط داده است.

دانشمندان می‌دادند که ورود کربن دی اکسید از اتمسفر به اقیانوس، آن را اسیدی‌تر کرده و غلظت یون‌های کربنات را کاهش می‌دهد. کاهش غلظت یون کربنات از مقدار آستانه اش، پوسته‌های کلسیم کربناتی را حل کرده و ضعیف شدن موجودات زنده را در پی دارد.

پوسته ها، علاوه بر اثر حفاظتی، «اثر بلاست» را که موجب افزایش وزن موجودات شده و آن‌ها را همراه با کربن آلی به عمق می‌برد، ایجاد می‌کنند و به طور موثری کربن دی اکسید قسمت‌های بالایی را کاهش می‌دهند، بنابراین با کاهش گونه‌های زنده، کربن دی اکسید کمتری حذف خواهد شد. روتمن اظهار داشت: این یک واکنش قطعی است و کربن دی اکسید بیشتر منجر به کربن دی اکسید‌های بیشتر می‌شود.

رشد بی وقفه
روتمن این بازخورد مثبت را با مقایسه دو معادله متفاوت که کنش و واکنش بین اجزای مختلف شیمیایی در قسمت‌های بالایی اقیانوس را توصیف می‌کند، به دست آورد و پاسخ سیستم به مقدار‌های متفاوت کربن دی اکسید وارد شده را بررسی کرد.

نتایج او نشان داد که مقدار کربن دی اکسید وارد شده به سیستم پایدار اهمیتی ندارد، زیرا چرخه کربن در قسمت‌های بالایی ابتدا دچار یک آشفتگی نسبتا کم در مقدار اسیدیته شده و سپس به حالت پایدار خود برمی گردد و تعادل جدیدی ایجاد می‌کند.

روتمن هنگامی که مقدار زیادی کربن دی اکسید به سیستم وارد کرد، متوجه شد سطوحی که آستانه بحرانی را رد می‌کنند، چرخه کربن به آن‌ها با یک سری واکنش معین پاسخ می‌دهد که عامل اولیه را تشدید و باعث خنثی شدن اسیدگی شدید اقیانوس می‌شود و سیستم نهایتا به تعادل خود باز می‌گردد. بعد از ده‌ها هزار سال امروزه اقیانوس‌ها نیز با وجود فعالیت‌های بی رحمانه بشریت حالت پایدار خود را از سر می‌گیرند.

وقتی شما یک آستانه را رد می‌کنید، سیستم که بر پایه رشد بی وقفه است، به شما یک پاسخ ضربه زننده می‌دهد. این موضوع مشابه تحریک پذیری و نحوه عملکرد نورون‌ها است.

کربن امروزه بصورت مداوم با یک مقدار بی سابقه وارد اقیانوس می‌شود. به عبارت دیگر اگر اختراعات امروز بشریت باعث عبور از حد آستانه یا فراتر از آن شود که طبق پیش بینی‌ها خیلی دور نیست، ممکن است عواقب آن به اندازه انقراضات عظیم گذشته، شدید باشد.

تیموتی لنتون، پروفسور تغییرات آب و هوایی و علوم زمین در دانشگاه اکستر اظهار می‌کند: «هم اکنون می‌دانیم که فعالیت‌های ساتع کننده کربن دی اکسید ما تا هزاران پیامد دارد. این مطالعه بیان می‌دارد که این عواقب می‌تواند خیلی چشمگیرتر از پیش بینی‌های قبلی باشد. اگر ما خیلی به اکوسیستم زمین فشار آوریم، زمین برای پاسخ دادن مصمم می‌شود آن هم زمانی که دیگرکاری ازما بر نمی‌آید.»