محققان شرایط آب و هوایی قطب شمال را در اواخر دوران میوسن کشف کردند

April 5, 2016 یک تیم بین المللی از دانشمندان به سرپرستی مرکز تحقیقات قطبی و دریایی هلمهولتز مؤسسه آلفرد وگنر (AWI) موفق شده اند تا حدی به تاریخ آب و هوای اقیانوس منجمد شمالی بپردازند. با استفاده از نمونه های خاک از خط الراس لومونوسوف، آنها توانستند ثابت کنند که قطب شمال در تابستان شش میلیون تا ده میلیون سال پیش کاملاً بدون یخ بوده و دمای سطح آن بین 4 تا 9 درجه سانتیگراد بوده است. همانطور که برای بهار، پاییز و زمستان، گلهای یخ روی سطح شناور بودند. همانطور که در شماره فعلی مجله Nature Communications گزارش شده است، داده های جدید نشان دهنده یک گام اساسی برای بازسازی شرایط آب و هوایی قطب شمال است و می تواند برای تأیید مدل های آب و هوایی استفاده شود. نمونه‌های مورد استفاده در این مطالعه در تابستان 2014 در طی یک سفر اکتشافی در کشتی تحقیقاتی Polarstern جمع‌آوری شده بودند. پروفسور رودیگر اشتاین، زمین شناس AWI، رهبر اکسپدیشن و نویسنده اصلی، پروفسور رودیگر اشتاین، یخ دریای قطب شمال را به عنوان یک عامل بسیار مهم و حساس در سیستم آب و هوایی جهانی توصیف کرد و گفت که درک بهتر علل تغییرات حال و گذشته در یخ های دریا بسیار مهم است. . برای این سفر، هدف ما برداشتن رسوبات از قطب شمال بود که می‌توانیم از آن برای بازسازی یخ‌های دریا در 50 میلیون سال گذشته استفاده کنیم. پروفسور دکتر اشتاین به آلمانی گفت. دامنه غربی خط الراس لومونوسوف، رشته کوه بزرگ زیر آب در قطب شمال، به عنوان محل نمونه برداری انتخاب شد. این به این دلیل بود که این سایت در گذشته زمین لغزش های بزرگی را تجربه کرده بود که باعث شده بود رسوبات و صخره های زیرین به ضخامت حدود 500 متر در معرض دید قرار گیرند. محققان همچنین از گستردگی لبه‌های جداسازی زیردریایی (لبه‌های تکتونیکی)، که بیش از 300 کیلومتر از قطب شمال تقریباً تا انتهای جنوبی خط الراس در سمت سیبری را در بر می‌گرفت، شگفت‌زده شدند. استفاده از هسته رسوب به عنوان آرشیو آب و هوا از میان هسته‌های رسوبی استخراج‌شده طی دو روز (همه حدود چهار تا هشت فوت طول هر کدام)، یکی از آنها برای استفاده به عنوان آرشیو آب و هوا ایده‌آل بود. محققان با استفاده از میکروفسیل‌هایی به نام دینوفلاژلات‌ها توانستند تعیین کنند که رسوبات موجود در بخش پایینی هسته حدود شش میلیون تا ده میلیون سال پیش بوده و به اواخر میوسن بازمی‌گردد. نمونه‌های استخراج‌شده از این رو به محققان فرصتی منحصربه‌فرد برای بازسازی شرایط اقلیمی در اقیانوس منجمد شمالی داد که تاکنون داده‌های بسیار مبهم و متناقضی درباره آن وجود داشته است. برخی از دانشمندان بر این باور بودند که در آن زمان، اقیانوس منجمد شمالی در تمام طول سال با یخ پوشیده شده بود - به شکل امروزی. با این حال، به نظر می رسد این فرض برخلاف یافته های تحقیق باشد. بر اساس داده های جدید، در آن دوره از تاریخ، در تابستان، قطب شمال و اقیانوس منجمد شمالی باید در طول تابستان بدون یخ بوده باشند. بیومارکرها بینشی از آب و هوای گذشته ارائه می دهند این تجزیه و تحلیل بر اساس نشانگرهای زیستی است، که ترکیبات آلی شامل موجوداتی هستند که در گذشته زنده بودند اما اکنون در رسوبات حفظ شده اند. دو مورد از این نشانگرهای زیستی از نمونه‌های خاک استخراج شد. گروه اول جلبک‌های آهکی بودند که در سطح آب وجود داشتند و به آب آزاد نیاز داشتند و برای تولید غذا/انرژی به نور خورشید متکی بودند. در اقیانوس منجمد شمالی، نور خورشید فقط در ماه های بهار و تابستان در دسترس است، در حالی که در ماه های باقی مانده تاریک می شود. از این رو، داده های به دست آمده از نشانگرهای زیستی جلبک های آهکی می تواند شرایط آب و هوایی را در آن ماه های تابستان نشان دهد. علاوه بر این، جلبک های آهکی به دلیل دمای آب، مولکول های نشانگر زیستی مختلفی را ایجاد کردند. پروفسور دکتر استین بر اساس این مولکول ها گفت که آنها دمای سطح اقیانوس منجمد شمالی را حدود 4 تا 9 درجه سانتیگراد محاسبه کردند که نشان دهنده شرایط عاری از یخ در طول تابستان است. گروه دوم نشانگرهای زیستی، که شامل دیاتوم‌های یخ دریای قطب شمال بود، نشان داد که اقیانوس منجمد شمالی در تمام طول سال بدون یخ نبود. پروفسور دکتر استاین گفت که با مقایسه رکوردهای آنها با دمای آب سطحی و توزیع یخ دریا، آنها می توانند نشان دهند که اقیانوس منجمد شمالی ممکن است در تابستان شش تا ده میلیون سال پیش عاری از یخ بوده باشد. در بهار و زمستان قبلی، یخ دریا وجود داشت. وی افزود که قطب شمال باید دارای پوشش یخی فصلی مشابهی باشد که در حال حاضر در دریاهای حاشیه قطب شمال یافت می شود. داده‌های جدید می‌توانند مدل‌های آب و هوایی را بهبود بخشند این بازسازی از آب و هوای گذشته قطب شمال توسط شبیه سازی های آب و هوایی پشتیبانی شده است. با این حال، این فرض محتوای نسبتاً بالای دی اکسید کربن اتمسفر 450ppm را دارد. این به این دلیل است که در برخی از مطالعات مربوط به اواخر میوسن، اگر محتوای دی اکسید کربن کمتر بود، در حدود 280 ppm، قطب شمال بدون یخ را نمی‌توان بازسازی کرد. در هر صورت، اینکه آیا محتوای دی اکسید کربن در طول میوسن بیش از حد بالا بود یا شبیه سازی های میوسن حساسیت کافی در قطب شمال نداشتند و نیاز به تحقیقات بیشتری دارد. همانطور که پروفسور دکتر استین گفت، "اگر مدل های آب و هوایی ما بتوانند پوشش یخی دریا در دوره های قبلی را به طور قابل اعتماد بازتولید کنند، ما همچنین می توانیم پیش بینی های دقیق تری از آب و هوا و نوسانات یخ دریا در آینده در قطب شمال ارائه دهیم." پیوند مطالعه.