چرا آخرین عصر یخبندان به پایان رسید؟

حدود ده هزار سال پیش، زمین آخرین عصر یخبندان خود را پشت سر گذاشت. قطعه‌های بزرگی از زمین منجمد اطراف قطب‌ها ذوب شدند و یخچال‌هایی را که نزدیک ۱۰۰ هزار سال آن مناطق را پوشانده بودند، ذوب کردند. اما چرا بعد از یک دوره طولانی سرما سرانجام عصر یخبندان به پایان رسید؟ دانشمندان هنوز در جستجوی پاسخ هستند.

برندا هال، زمین‌شناس متخصص در زمینه‌ی یخچال‌های طبیعی و استاد علوم زمین و آب و هوا در دانشگاه مین به لایوساینس گفت: «درحال‌حاضر یکی از بزرگ‌ترین سوال‌های حوزه پژوهشی من این است که چه اتفاقی افتاد که آخرین عصر یخبندان پایان یافت؟»

هال گفت توضیح مرسوم و پاسخ کوتاه برای این سوال که چرا عصر یخبندان شروع می‌شود و به پایان می‌رسد، مجموعه‌ای از خروج از مرکز مدار و نوسانات مدار زمین است که به «چرخه‌های ‌میلانکوویچ» معروف است. این چرخه‌ها که نام آن برگرفته از نام دانشمند صربستانی میلوتین میلانکوویچ است، الگوهایی را در مدار زمین و انحراف محوری آن توصیف می‌کند. با گذشت زمان، مدار سیاره ما به دور خورشید از حالت دایره‌ای به حالت تخم‌مرغی شکل تغییر می‌کند. در همین حین، محور سیاره هم کج و هم دچار نوسان می‌شود.

میلانکوویچ متوجه شد این عوامل در فواصل منظم با هم ترکیب می‌شوند و موجب می‌شوند زمین در عرض جغرافیایی ۶۵ درجه شمالی (منطقه‌ای شامل کانادا، آلاسکا و بخش‌هایی از اوراسیا) گرم‌تر از حد معمول شود و این نظریه را مطرح کرد که این گرمایش و سپس سرد شدن پس از آن در نیمکره شمالی چرخه عصر یخبندان و دوره‌های گرم‌تر یا دوره‌های میان‌یخچالی را توضیح می‌دهد. هال گفت: «دوره‌های یخبندان با نوساناتی که میلانکویچ شرح داده است، مطابقت دارند، اما دقیقا نمی‌دانیم چرا.»

البته درحالی‌که شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد چرخه‌های میلانکوویچ موجب آغاز و پایان عصرهای یخبندان می‌شوند، بسیاری از دانشمندان امروزی معتقدند که ارتباط بین این چرخه‌ها و عصرهای یخبندان به‌طور کامل بررسی و تایید نشده است.

یکی از مسائلی که وجود دارد، این است که در جریان رویدادهای توصیف‌شده وقتی یخچال‌های طبیعی در نیمکره شمالی ذوب می‌شوند، یخچال‌های طبیعی در نیمکره جنوبی نیز ذوب می‌شوند. اما طبق توضیح رایج مشخص نیست که چگونه گرم شدن یک نیمکره یخچال‌ها را در نیمکره دیگر ذوب می‌کند؛ خصوصا با توجه به این مساله که تغییرات ناشی از چرخه‌های میلانکوویچ در شدت نور خورشید در نیمکره شمالی موجب افزایش دما می‌شود، اما در نیمکره جنوبی کاهش دما را به دنبال دارد.

دانشمندان در سال‌های اخیر تلاش کرده‌اند توضیحی برای این موضوع پیدا کنند که چرا چرخه‌های مذکور به‌طور همزمان کل سیاره یا گرم یا سرد می‌کنند، نه اینکه در هر زمان یک نیمکره را تحت‌تاثیر قرار دهند. هال گفت: «باید راهی وجود داشته باشد کل زمین به یک باره گرم شود.»

یکی از توضیحات احتمالی این است که وقتی در حدود ۱۳ هزار سال پیش نیمکره شمالی شروع به گرم شدن کرد، آب حاصل از ذوب یخ وارد اقیانوس اطلس شمالی شد و موجب سرد شدن موقت نیمکره شمالی شد. دوره مذکور به دوره «یانگر درایاس» معروف است(۱۲۹۰۰ تا ۱۱۷۰۰ سال پیش).

شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد یانگر درایاس بر جریان‌های اقیانوسی تاثیر گذاشت به‌طوری‌که موجب گرم شدن اقیانوس اطلس جنوبی شد و در این فرایند اقیانوس‌ها را متلاطم کرد و مقدار زیادی دی‌اکسیدکربن ذخیره‌شده را وارد جو کرد و از این راه موجب ذوب یخچال‌های طبیعی نیمکره جنوبی در طول ۱۵۰۰ سال بعدی شد. نتیجه‌ی نهایی این امر احتمالا اتمسفری غنی از کربن بود که به گرم کردن هر دو نیمکره ادامه داد و دوره یخبندان را به پایان رساند.

فرضیه دیگری که سال ۲۰۲۱ منتشر شد، بیان می‌دارد که طول و شدت زمستان‌های نیمکره جنوبی می‌تواند زمان پایان عصر یخبندان را مشخص کند. این فرضیه به ظاهر خلاف تئوری میلانکوویچ است که می‌گوید تابستان‌های نیمکره شمالی موجب تغییرات اقلیمی می‌شود.

زمستان‌های طولانی در نیمکره جنوبی الگوهای باد نزدیک مناطق استوایی را تغییر می‌دهد و می‌تواند طوفان‌های مکرری را در ناحیه‌ای از اقیانوس آرام ایجاد کند که به «استخر گرم استوایی» معروف است (منطقه‌ای از اقیانوس که مقادیر زیادی گرما را ذخیره و آزاد می‌کند). بادهای تغییریافته می‌توانند طوفان‌هایی را در این منطقه ایجاد کنند. طوفان‌ها مقدار زیادی بخار آب را وارد هوا می‌کنند و بخار آب می‌تواند به‌عنوان گاز گلخانه‌ای عمل کند.

ایده دیگر آن است که ریخته شدن آب شور اقیانوس هند به اقیانوس اطلس در پایان یافتن آخرین عصر یخبندان نقش داشت. کاهش سطح آب دریا موجب قطع جریانی شده بود که از اقیانوس آرام به اقیانوس هند می‌رفت و به‌این‌ترتیب آب اقیانوس هند بسیار شور شده بود. در حالت معمول، جریان مذکور آب‌های استوایی بسیار شور اقیانوس هند را رقیق می‌کرد.

تغییر در الگوهای باد و جریان‌ها در اقیانوس هند می‌توانسته موجب شود که اقیانوس هند مقدار زیادی آب شور را به اقیانوس اطلس بریزد و دما و جریان‌های آن را هم در نیمکره شمالی و هم در نیمکره جنوبی تغییر دهد.

شواهد بیشتری لازم داریم تا مطمئن شویم که آیا هر یک از فرضیه‌ها می‌توانند علت به پایان رسیدن آخرین عصر یخبندان را توضیح دهند، اما دانشمندان همچنان به بررسی این اتفاق ادامه می‌دهند.