آیا جنوبگان هیچ‌گاه عاری از یخ بوده است؟
قاره‌ی جنوبگان تقریباً به‌طور کامل با یخ پوشیده شده است. جنوبگان سردترین و بادخیزترین نقطه در زمین است و برخلاف دیگر قاره‌ها، هیچ کشور یا شهری در آن وجود ندارد. این قاره از نظر وسعت چهار برابر بزرگ‌تر از ایالات متحده است و به دلیل سرمای شدید، تقریباً هیچ انسانی به‌طور دائم در آن زندگی نمی‌کند، اما دانشمندان برای پژوهش در این قاره مستقر هستند.
با وجود اینکه امروزه تمام سطح قطب جنوب جغرافیایی زمین یخ‌زده است، روزی این قاره بدون یخ و گرم‌تر بود. اما جنوبگان چه زمانی برای آخرین بار عاری از یخ بوده است؟
می‌شود گفت که کلاهک یخی جنوبگان در مقیاس زمین‌شناسی، نسبتاً به‌تازگی شکل گرفته است. اریک ولف، دیرین‌اقلیم‌شناس از دانشگاه کمبریج، به لایوساینس می‌گوید: «احتمالاً بیشتر پژوهشگران معتقدند که حدود ۳۴ میلیون سال پیش، یخچال‌ها برای اولین بار در جنوبگان شکل گرفتند. پیش از آن، بیشتر منطقه احتمالاً به شمال کانادای امروزی شباهت داشت؛ یعنی از توندرا و جنگل‌های مخروطی پوشیده شده بود.»
جنوبگان ۳۴ میلیون سال پیش شبیه شمال کانادای امروزی بود
دمای جهانی، یکی از عوامل کلیدی در شکل‌گیری پوشش یخی جنوبگان است. حدود ۵۰ میلیون سال پیش، دمای زمین حدود ۱۴ درجه سانتی‌گراد گرم‌تر از امروز بود، اما این دما در طی ۱۶ میلیون سال بعد به تدریج کاهش یافت. تا ۳۴ میلیون سال پیش، یعنی در مرز دوره‌های ائوسن و الیگوسن، دما به حدود ۸ درجه سانتی‌گراد گرم‌تر از امروز رسیده بود.
اما چه عواملی در کاهش دما دخیل بودند؟ آیا همین میزان کاهش دما برای تشکیل یخچال‌ها کافی بود؟
ولف می‌گوید: «دو عامل وجود دارد که احتمالاً هر دو در تشکیل یخچال‌ها نقش داشتند. یکی از عوامل، تغییر در غلظت کربن دی‌اکسید در جو بوده و دیگری، حرکات قاره‌ها و به‌ویژه، بازشدن گذرگاه دریک است.» این آبراه عمیق با عرض هزار کیلومتر، میان آمریکای جنوبی و جنوبگان قرار دارد و اقیانوس اطلس جنوبی را به اقیانوس آرام جنوبی متصل می‌کند.
هر چقدر که مقدار کربن دی‌اکسید در جو بیشتر باشد، گرمای بیشتری در زمین به دام می‌افتد و سیاره گرم‌تر می‌شود. حدود ۶۰ تا ۵۰ میلیون سال پیش، غلظت کربن دی‌اکسید در جو زمین بسیار بالا بود؛ حدوداً بین هزار تا دو هزار بخش در میلیون. یعنی غلظت کربن دی‌اکسید در جو بین ۲٫۵ تا ۵ برابر بیشتر از سطح امروزی بوده است.
تینا فن ده فلیرت، زمین‌شیمی‌دان از امپریال کالج لندن، می‌گوید: «اما می‌دانیم که در مرز دوره‌های ائوسن و الیگوسن، سطح کربن دی‌اکسید در جو کاهش یافت.» کاهش کربن دی‌اکسید در جو با سرد‌شدن اقلیم جهانی همراه بود و احتمالاً، باعث شد که زمین به نقطه‌ی عطفی برسد و یخچال‌ها شکل بگیرند.
- چرا جنوبگان مکانی بیابانی محسوب می‌شود؟28 فروردین 03مطالعه '2
- آیا انسان‌های ماقبل تاریخ در جنوبگان زندگی کرده بودند؟9 بهمن 02مطالعه '4
با این حال، احتمالاً تکتونیک صفحه‌ای نیز عامل دیگری برای خنک‌سازی محلی در جنوبگان بوده است. ولف می‌گوید: «در آن زمان، آمریکای جنوبی و جنوبگان در نهایت از هم جدا شدند و گذرگاه دریک باز شد.»
ولف ادامه می‌دهد: «بازشدن گذرگاه دریک باعث به‌وجود آمدن جریانی اقیانوسی به نام «جریان پیراقطبی جنوبگان» شد؛ یعنی آب به شکل دایره دور جنوبگان حرکت می‌کند. این جریان، جنوبگان را از باقی نقاط دنیا جدا می‌کند و باعث می‌شود که ورود توده‌های هوای گرم به منطقه سخت‌تر و در نتیجه، هوای جنوبگان نیز سردتر از باقی نقاط شود.»
همچنین، تکتونیک صفحه‌ای به طور مستقیم بر سطح کربن دی‌اکسید تأثیر می‌گذارد. فرسایش سنگ‌ها و فعالیت‌های آتشفشانی، هر دو بخشی از چرخه‌ی کربن هستند. بنابراین، در طی هزاران سال، فرآیندهای زمین‌شناسی می‌توانند تعادل گازها را در جو تغییر دهند.
جنوبگان ممکن است دوباره عاری از یخ شود
اگرچه هنوز ابهاماتی وجود دارد، محققان به لطف نشانه‌های شیمیایی در رسوبات سنگی، تا حدود زیادی از گذار ۳۴ میلیون سال پیش اطمینان دارند. اتم‌های اکسیژن در دو شکل وجود دارند: اکسیژن-۱۶ (اکسیژن معمولی) و اکسیژن-۱۸ (اکسیژن سنگین). یخ‌های قاره‌ای دارای مقدار بیشتری از اکسیژن-۱۶ سبک‌تر هستند. بدین معنی که وقتی یخچال‌ها بزرگ‌تر باشند، اقیانوس‌ها و در نتیجه پوسته‌های موجودات کوچک دریایی، حاوی مقدار بیشتری از اکسیژن-۱۸ سنگین‌تر خواهند بود.
ولف توضیح می‌دهد: «با توجه به ایزوتوپ‌های اکسیژن در پوسته‌های کربناتی موجودات کوچک دریایی در رسوبات اقیانوسی، تغییری در حدود ۳۴ میلیون سال پیش مشاهده می‌شود که افراد دلیل آن را حرکت ایزوتوپ اکسیژن سبک‌تر به سمت قاره جنوبگان تعبیر می‌کنند.»
اما آیا ممکن است جنوبگان دوباره بدون یخ شود؟ فن ده فلیرت می‌گوید قطعاً امکان‌پذیر است. سیاره زمین قبلاً این اتفاق را تجربه کرده و می‌تواند دوباره هم تجربه کند. او می‌افزاید: «اگرچه بعید است که فعالیت‌های انسانی به ذوب کامل یخچال‌ها منجر شود، مهم است که با انجام هر آنچه که در توان داریم، از کاهش یخ‌های جنوبگان جلوگیری کنیم. جلوگیری از وقوع بدترین سناریو، در دستان ما است.»