تغير المناخ العالمي والطاقة
البيانات البديلة تقدم الأدلة
كيف يمكننا معرفة ماذا كانت عليه درجات الحرارة على سطح الأرض منذ آلاف أو ملايين السنين الماضية؟
بدأ تسجيل القياسات الموثوقة لدرجات الحرارة العالمية في عام 1856، عندما بدأت الجمعية البريطانية للأرصاد الجوية في جمع السجلات من جميع أنحاء العالم. أما الأحوال المناخية قبل ذلك التاريخ، فيمكن تقديرها من واقع سجلات تاريخية أقل موثوقية. كما يمكن أيضًا تقدير تلك الأحوال من مجموعة متنوعة من السجلات البيئية الطبيعية التي ربما تعود إلى ما قبل وجود الإنسان. ويطلق على مثل تلك المعلومات "البيانات البديلة"، نظرًا لأنها تحل محل، أو تمثل بديلاً، للبيانات الفعلية التي نسعى للحصول عليها.
الأدلة المستمدة من البيانات التاريخية
من الممكن أن تزودنا سجلات المزارعين، ومذكرات الرحالة، والصحف الإخبارية، وغيرها من السجلات المكتوبة، بمعلومات عن المناخ في الماضي. فطول الموسم الزراعي يتغير في موقع ما تبعًا لدرجات الحرارة. فستتأخر الزراعة، في عام بارد، مع تأخر قدوم الربيع. أما إذا جاء الخريف مبكرًا، فكذلك الحصاد. ونحن نمتلك، في عصرنا الحديث، سجلات دقيقة لدرجات الحرارة إضافة إلى سجلات عن طول الموسم الزراعي. وطالما تتوفر لدينا المعرفة بعلاقة كل عامل منهما بالآخر، فيمكننا في هذه الحالة إعادة بناء البيانات التاريخية الناقصة عن درجات الحرارة من واقع ما عرفنا عن أوقات الزراعة والحصاد. على سبيل المثال، استخدمت مواعيد حصاد العنب التاريخية في إعادة بناء بيانات درجات الحرارة في صيف باريس، بفرنسا في الفترة من عام 1370-1879. إلا أن تلك الطريقة ليست مثالية، ولكنها، مع استخدام قياسات غير مباشرة، يمكنها أن تسمح بإعادة بناء معقولة للمناخ على مدى فترة طويلة من الزمن.
حلقات الأشجار
تنتج العديد من الأشجار حلقة واحدة كل عام، وذلك نظرًا للنمو السريع في الربيع والصيف، والنمو البطيء في الخريف والشتاء. وعندما يكون العام أكثر دفئًا تكون الحلقة أعرض. ويمكن استخدام أنماط العرض، وكثافة الخشب، والتركيب النظائري للهيدروجين والأكسجين لحلقات الأشجار لتقدير درجات الحرارة.
تكون بعض أنواع المرجان حلقات سنوية من كربونات الكالسيوم أثناء نموها. وكما هو الحال مع حلقات الأشجار، يمكن استخدامها لتقدير درجات الحرارة.
نُشرت الصورة بإذن من
NOAA.
الأدلة المستمدة من المرجان
يمتلك المرجان هياكل صلبة من كربونات الكالسيوم (CaCO3). كما تكوِّن بعض أنواع المرجان حلقات سنوية من كربونات الكالسيوم أثناء نموها. وكما هو الحال مع حلقات الأشجار، يمكن أن تستخدم لتقدير درجات الحرارة. عندما تكون درجة حرارة البحر دافئة سينمو المرجان أسرع مما لو كانت درجة الحرارة باردة، ولذا ففي السنوات الدافئة ستكون حلقات النمو أعرض، وفي السنوات الباردة ستكون الحلقات رفيعة. ويمكن استخدام نظائر الأكسجين الموجود في كربونات الكالسيوم في تقدير درجة حرارة المياه أثناء نمو المرجان.
الأدلة المستمدة من عينات الجليد الجوفية
يتكون الجليد الدائم الذي يغطي الجبال العالية، والقلنسوة القطبية الجليدية، من تراكم الثلج الساقط عليها على مدى مئات وآلاف السنين. وقد تم حفر تجاويف عميقة في ألواح جليدية متعددة الثخانات في جميع أنحاء العالم. وأخذت عينة جليد جوفية في محطة فوستوك بالمنطقة القطبية الجنوبية. وكان طولها 2083 متر، وأحضرت على أجزاء بين عامي 1970 إلى 1974 وعامي 1982 إلى 1983. وتتيح لنا عينة الجليد الجوفية المستخرجة من فوستوك أن نلقي نظرة على الماضي. فالجليد الموجود في قاعدة العينة الجوفية يبلغ عمره 500 عام تقريبًا.
ويتكون هذا الجليد، كما هو الحال مع الماء والجليد كافة، من الهيدروجين والأكسجين. كما توجد به كميات صغيرة من شكل خاص ثقيل من الهيدروجين يدعى الدوتيريوم. وقد لاحظ العلماء وجود علاقة بين درجة الحرارة المحلية وتركيز الدوتيريوم في الجليد الذي تم جمعه خلال الفترات التي كانت درجة الحرارة معلومة فيها أيضًا. ولا يوجد ما يدعو إلى اعتقاد حدوث تغير في تلك العلاقة بمرور الزمن، لذا يمكن استخدام مستويات الدوتيريوم الموجود في الجليد القديم لإعادة بناء المناخ في الماضي. كما يحتوي الجليد أيضًا على الرماد، والذي يكوِّن في بعض الأحيان طبقات تشير إلى حدوث ثورات بركانية كبرى نشرت الرماد في جميع أنحاء كوكب الأرض. كما تحتوي عينات الجليد الجوفية على فقاعات صغيرة من الهواء القديم، والذي يمكن تحليله لاكتشاف تركيزات الغازات مثل ثاني أكسيد الكربون.
يقوم العلماء بالحفر في المرجان
لاستخراج عينة جوفية. ثم
تغلف بعناية
وترسل للمختبر
لتحليلها.
إخراج عينة جليد جوفية من المثقب.