یک روزنه امید اقلیمی که ممکن است وجود نداشته باشد
برای دههها، دانشمندان اقلیم به نظریهای محتاطانه خوشبینانه درباره اقیانوس جنوبی چنگ زده بودند: با افزایش دماهای جهانی و ذوب یخچالهای قطب جنوب، آهن محبوس در یخ در آبهای اطراف آزاد میشود و شکوفههای عظیمی از جلبکهای ریز را تغذیه میکند. این فیتوپلانکتونها سپس در طول رشد خود دیاکسید کربن را از جو جذب میکردند و یک حلقه بازخورد منفی طبیعی ایجاد میکردند که میتوانست اثرات گرمایشی گازهای گلخانهای را تا حدی جبران کند.
تحقیقات جدید اکنون این روایت دلگرمکننده را به چالش میکشد. دانشمندانی که اقیانوس جنوبی را مطالعه میکنند مشکلات قابل توجهی در نظریه کودپاشی آهن پیدا کردهاند و پیشنهاد میکنند که این فرآیند به عنوان یک منبع جذب کربن بسیار کمتر از آنچه قبلاً تصور میشد موثر است.
چگونه قرار بود این نظریه کار کند
فرضیه کودپاشی آهن بر یک مشاهده کاملاً تثبیتشده استوار است: مناطق بزرگی از اقیانوس جنوبی مناطقی هستند که دانشمندان آنها را «مواد مغذی بالا، کلروفیل پایین» مینامند. این آبها دارای نیتروژن، فسفر و سایر مواد مغذی لازم برای رشد فیتوپلانکتون به اندازه کافی هستند، اما جمعیت جلبکها به طرز شگفتآوری کوچک میماند. عامل محدودکننده، به گفته محققان، آهن است — یک ریزمغذی که فیتوپلانکتون به مقادیر کم آن نیاز دارد اما در این آبهای اقیانوسی دوردست نادر است.
یخچالهای قطب جنوب دارای ذرات آهن هستند که در حین شکلگیری از سنگ بستر تراشیده شدهاند. هنگامی که یخچالها کوههای یخ را از خود میکنند و در لبههایشان ذوب میشوند، این آهن در اقیانوس اطراف آزاد میشود. نظریه پیشبینی میکرد که ذوب شتابیافته در اثر تغییر آب و هوا مقادیر فزایندهای از آهن را به اقیانوس جنوبی تحویل میدهد و شکوفههای بزرگتر و مکررتر فیتوپلانکتون را آغاز میکند.
کجا نظریه فرو میریزد
تحقیقات جدید چندین مشکل در این زنجیر استدلال شناسایی میکند. اول، شکلی که در آن آهن از یخچالهای ذوبشونده آزاد میشود اهمیت بسیار زیادی دارد. نه همه آهن از نظر بیولوژیکی برای فیتوپلانکتون در دسترس است. بخش زیادی از آهن در آب ذوبشده یخچالها در اشکال معدنی محدود شده است که میکروارگانیسمها نمیتوانند به راحتی آنها را جذب کنند.
دوم، دینامیک فیزیکی پراکندگی آب ذوبشده علیه تحویل متمرکز آهن عمل میکند. آب ذوبشده یخچال تمایل دارد در پلومهای رقیق در سطح اقیانوس پخش شود و آهن زیستفراهم محدود را در مناطق وسیعی توزیع کند به جای اینکه آن را در مقادیر کافی برای ایجاد شکوفههای بزرگ متمرکز کند.
سوم، و شاید اساسیترین، فرآیندهای رقیبی وجود دارند که میتوانند هر جذب کربنی را که رخ میدهد خنثی کنند. دماهای گرمتر اقیانوس میتوانند سرعت تجزیه مواد آلی را افزایش دهند و کربن جذبشده را دوباره به ستون آب و در نهایت به جو آزاد کنند.
پیامدها برای مدلهای آب و هوایی
ضعیف شدن نظریه کودپاشی آهن پیامدهای مستقیمی برای مدلسازی آب و هوا دارد. برخی پیشبینیها کودپاشی آهن را به عنوان یک بازخورد منفی که تا حدی گرمایش را در سناریوهای انتشار بالا تعدیل میکند گنجاندهاند. اگر این بازخورد ضعیفتر از آنچه فرض شده باشد، برخی پیشبینیهای آب و هوایی ممکن است نرخ و بزرگی گرمایش آینده را دست کم بگیرند.
این اولین باری نیست که یک منبع کربن طبیعی پیشنهادی کمتر از آنچه امید میرفت موثر بوده است. جذب کربن جنگل نیز محدودتر از آنچه برآوردهای اولیه پیشنهاد میداد یافت شده است. هر بار که یک ترمز طبیعی پیشنهادی بر گرمایش ضعیفتر از انتظار یافت میشود، بودجه کربن باقیمانده برای نگه داشتن گرمایش در آستانههای هدف به همان نسبت کوچکتر میشود.
تصویر کلیتر
این تحقیق به این معنا نیست که کودپاشی آهن هیچ نقشی در دینامیک کربن اقیانوس ندارد — آشکارا نقشی در چرخههای بیوژئوشیمیایی طبیعی دارد. اما نشان میدهد که اتکا به ذوب شتابیافته یخچال برای ارائه مزیت آب و هوایی گمراهکننده است. اثر خالص از دست دادن یخچال همچنان به شدت منفی است: افزایش سطح دریا، اختلال در گردش اقیانوس و از دست دادن آلبدوی یخچال که گرمایش بیشتر را تسریع میکند.
