آب شدن یخ‌های قطب، اکسیژن جو را کاهش می‌دهد!

فرارو- «یک مجرم ناشناخته حداقل ۸۰۰۰۰۰ سال است که اکسیژن را از جو سیاره ما را می‌دزد» و ما تاکنون قادر به شناسایی آن نبودیم تا اینکه تجزیه و تحلیل حباب‌های هوا که تا ۱.۵ میلیون سال در یخ‌های قطب جنوب حفظ شده اند، این مظنون احتمالی را به ما معرفی کرد.

به گزارش فرارو، اخیراً یک مطالعه ژئوشیمی به سرپرستی یوژن یان، محقق فوق دکتری در دپارتمان علوم زمین دانشگاه رایس آمریکا، در نشریه معتبر Science Advances که نتایج جالب توجه و در عین حال هشدار دهنده‌ای را در پیش روی ما قرار می‌دهد. یان در خصوص این یافته جدید می‌گوید: «ما می‌دانیم که سطح اکسیژن اتمسفر در اواخر دوره زمین شناسی پلیستوسن (حدود ۲.۵ میلیون تا ۱۲۰۰۰ سال پیش) اندک اندک شروع به کاهش کرد و به نظر می‌رسد یخچال‌های طبیعی ممکن است ارتباطی با این موضوع داشته باشند. یخبندان تقیرباً در این دوره بسیار گسترده بود، اما با آب شدن یخچال ها، فرآیندی به نام هوازدگی ایجاد شد که همان مظنون مرموز ما است.»

دکتر یوژن یان

هوازدگی به فرآیند‌های فیزیکی و شیمیایی اطلاق می‌شود که سنگ‌ها و کانی‌ها را تجزیه می‌کنند و اکسیداسیون فلزات از جمله زنگ زدگی آهن از نمونه‌های بارز آن است. اکسید آهن که رنگی مایل به قرمز دارد، به سرعت روی سطوح آهنی که در معرض اکسیژن جو یا O۲ قرار دارند تشکیل می‌شود. یان می‌گوید: «وقتی سطوح کریستالی تازه از مخزن رسوبی را در معرض اکسیژن قرار می‌دهید، هوازدگی دریافت می‌کنید که اکسیژن مصرف می‌کند. علاوه بر این، یکی دیگر از راه‌هایی که یخچال‌ها می‌توانند مصرف اکسیژن اتمسفر را افزایش دهند، نمایان کردن کربن آلی است که میلیون‌ها سال در دل آن‌ها مدفون شده بود».

یوژن یان، در سال ۲۰۱۶ نیز روی مطالعه‌ای به رهبری دانیل استولپر، استادیار دانشگاه کالیفرنیا، کار کرد که از حباب‌های هوا موجود در هسته‌های یخ، برای نشان دادن نسبت اکسیژن در هسته‌های یخ استفاده می‌کرد. این مطالعه نشان داد که جو زمین در ۸۰۰۰۰۰ سال گذشته حدود ۰.۲ درصد کاهش یافته است. با این حال، در مطالعه جدید منتشر شده در نشریه Science Advances، یان و همکارانش این بار حباب‌های موجود در هسته‌های یخ قدیمی‌تر را تجزیه و تحلیل کردند تا نشان دهند که افت اکسیژن موجود در جو، پیشتر از این و احتمالاً از حدود یک میلیون سال پیش آغاز شده و طی این مدت نیز دو برابر شده است.

عصر یخبندان زمان در حدود ۲.۷ میلیون سال پیش آغاز شد و طی این مدت زمین ده‌ها چرخه یخبندان را تجربه کرده است. در هر یک از این چرخه ها، کلاهک‌های یخی به طور متناوب گسترش می‌یافتند و حتی تا یک سوم سیاره را می‌پوشاندند و سپس به سمت قطب‌ها عقب‌نشینی می‌کردند. هر چرخه تا حدود ۱ میلیون سال پیش، حدود ۴۰۰۰۰ سال به طول می‌انجامید، اما تقریباً همزمان با شروع کاهش اکسیژن اتمسفر، چرخه‌های یخبندان نیز حدود ۱۰۰۰۰۰ سال به طول انجامید. یان می‌گوید «دلیل این امر کاهش میزان تولید اکسیژن در برابر میزان مصرف آن است. این همان چیزی است که ما آن را «منبع و سینک» می‌نامیم. «منبع» چیزی است که O۲ را تولید می‌کند و «سینک» چیزی است که O۲ را مصرف می‌کند.»

یان گفت که زیست کره زمین در کاهش میزان اکسیژن نقشی نداشته است، زیرا همیشه متعادل بوده و به همان اندازه که O۲ تولید می‌کند، به همان میزان هم مصرف می‌کند. در این میان، هوازدگی، در مقیاس جهانی، محتمل‌ترین فرآیند زمین‌شناسی است که می‌تواند به اندازه‌ای اکسیژن اضافی مصرف کند تا سبب این کاهش محسوس شود. یان و همکارانش همچنین دو سناریو را برای افزایش هوازدگی در نظر گرفتند.

سطح جهانی دریا‌ها زمانی که یخچال‌ها در حال پیشروی هستند، پایین می‌آید و زمانی که آن‌ها عقب نشینی می‌کنند، بالا می‌رود. زمانی که طول چرخه‌های یخبندان بیش از دو برابر شد، بزرگی نوسانات در سطح دریا نیز افزایش یافت. با پیشرفت خطوط ساحلی، زمین‌هایی که قبلاً توسط آب پوشیده شده بود در معرض قدرت اکسید کننده اکسیژن قرار می‌گرفتند. یان گفت: «ما محاسباتی انجام دادیم تا ببینیم چه مقدار اکسیژن ممکن است در چنین فرآیندی مصرف شد و نتیجه حکایت از رقمی جالب توجه یک چهارم بود.»

از آنجایی که میزان پوشش یخ به طور دقیق برای هر چرخه یخبندان مشخص نیست، طیف گسترده‌تری از عدم قطعیت در مورد میزان هوازدگی شیمیایی ناشی از فرسایش یخچالی وجود دارد. اما یان گفت که شواهد نشان می‌دهد که این فرآیند می‌تواند اکسیژن کافی برای توضیح علت این کاهش را مصرف کند. یان افزود: «در مقیاس جهانی، تعیین دقیق میزان این مصوف اکسیژن بسیار دشوار است. اما ما چند آزمایش در مورد میزان هوازدگی برای توضیح کاهش O۲ انجام دادیم که از نظر تئوری، می‌تواند بزرگی آنچه مشاهده شده را توضیح دهد.» بنابراین، چنین رخدادی در دوره کنونی نیز می‌تواند رخ دهد و آب شدن یخ‌های قطب می‌تواند به میزان قابل توجهی، سطح اکسیژن موجود در جو را از طریق فرآیند هوازدگی کاهش دهد.

منبع: scitechdaily

ترجمه: مصطفی جرفی-فرارو