ما هو الدوران الحراري الملحي

الدورة الحرارية الملحية هي تيار محيطي أساسي للحياة على الأرض.

الدوران الحراري الملحي

الصورة التي تم تحريرها وتغيير حجمها بواسطة Frantzou Fleurine متاحة على Unsplash

الدوران الحراري الملحي العالمي (CTG) ، الدوران الملحي أو الحراري ، هو مفهوم يشير إلى حركة مياه المحيطات عبر جميع نصفي الكرة الأرضية ، المسؤولة عن الاحترار والتبريد في مناطق معينة. تأتي كلمة "thermohaline" من كلمة "thermohaline" ، حيث تشير البادئة "term" إلى درجة الحرارة ، وتشير اللاحقة "halina" إلى الملح.

إن الدافع الرئيسي لهذه الظاهرة الأوقيانوغرافية هو الاختلاف في الكثافة بين التيارات المحيطية - والتي يتم تحديدها من خلال كمية الملح ودرجة حرارة الماء. مع الاحتباس الحراري وذوبان القمم الجليدية القطبية ، ينخفض ​​تركيز الملح ، الأمر الذي يمكن أن يوقف الدورة الحرارية الملحية.

  • ما هو الاحتباس الحراري؟

حذر بعض العلماء من أن هذا السيناريو قد يكون كارثيًا للبشرية من خلال زيادة كمية كبريتيد الهيدروجين (H2S) بشكل كبير في المحيط والغلاف الجوي. كان هذا الغاز ، ذو القدرة العالية على إتلاف طبقة الأوزون ، مسؤولاً عن الانقراض الجماعي السابق. تفهم:

  • ما هي طبقة الاوزون؟

كيف يعمل الدوران الحراري

في المحيط ككل ، توجد المياه المالحة على السطح - لأنها أكثر دفئًا من الماء مع نسبة ملح أقل. لا تختلط هاتان المنطقتان ، إلا في بعض الحالات الخاصة ، مثل الدورة الحرارية الملحية.

يستقبل كوكب الأرض ، الذي يتميز باختلافات خطوط العرض ، كمية أكبر من الطاقة الشمسية عند خط الاستواء ، وهي المنطقة الأقرب إلى الشمس. وبالتالي ، في هذه المنطقة ، تكون كمية تبخر مياه البحر أكبر ، مما يؤدي بالتالي إلى زيادة تركيز الملح.

ظاهرة أخرى تزيد من تركيز الملح في المحيط هي تكوين الجليد. وهكذا ، في كل من المناطق ذات التبخر الأكبر لمياه البحر ، كما هو الحال في المناطق التي يوجد فيها تكوين جليدي ، هناك تركيز أكبر للملح.

الجزء الذي يحتوي على أعلى تركيز من الملح يكون أكثر كثافة من الجزء الذي يحتوي على أقل نسبة ملح. وهكذا ، عندما يتلامس جزء من المحيط يحتوي على نسبة ملوحة أكبر مع جزء أقل ملوحة ، يتشكل تيار. المنطقة ذات الكثافة الأعلى (ذات أعلى تركيز من الملح) يتم ابتلاعها وغمرها بالمنطقة ذات الكثافة الأقل (مع أقل تركيز للملح). يخلق هذا الغمر تيارًا كبيرًا وبطيئًا جدًا ، يسمى الدورة الحرارية الملحية.

تحقق من كيفية حدوث حركة دوران المحلول الحراري في الرسوم المتحركة التي صنعتها وكالة ناسا في الفيديو أدناه:

تُظهر هذه الرسوم المتحركة إحدى المناطق الرئيسية التي يحدث فيها ضخ التيار البحري ، في شمال المحيط الأطلسي حول جرينلاند وأيسلندا وبحر الشمال. يجلب تيار المحيط السطحي مياهًا جديدة إلى هذه المنطقة الواقعة جنوب المحيط الأطلسي عبر Gulf Stream ، وتعود المياه إلى جنوب المحيط الأطلسي عبر تيار شمال المحيط الأطلسي العميق. إن التدفق المستمر للمياه الدافئة إلى المحيط القطبي لشمال الأطلسي يحافظ على المناطق المحيطة بأيسلندا وجنوب جرينلاند خالية تقريبًا من الجليد البحري على مدار العام.

تُظهر الرسوم المتحركة أيضًا ميزة أخرى للدوران العالمي للمحيطات: تيار القطب الجنوبي المحيط بالقطب. المنطقة حول خط العرض 60 جنوبًا هي الجزء الوحيد من الأرض حيث يمكن للمحيط أن يتدفق عبر العالم دون وجود أرض في مساره. نتيجة لذلك ، تتدفق المياه السطحية والعميقة من الغرب إلى الشرق حول القارة القطبية الجنوبية. تربط هذه الحركة القطبية محيطات الكوكب وتسمح بزيادة دوران المياه العميقة في المحيط الأطلسي في المحيطين الهندي والهادئ وتغلق الدورة الدموية السطحية بالتدفق باتجاه الشمال في المحيط الأطلسي.

يمثل لون محيط العالم في بداية الرسوم المتحركة كثافة المياه السطحية ، حيث تكون المناطق المظلمة أكثر كثافة والمناطق الفاتحة أقل كثافة. في الرسوم المتحركة ، يتم تسريع الحركة لتحسين فهم الظاهرة. لكن في الواقع هذه الحركة بطيئة جدًا ومن الصعب قياسها أو محاكاتها.

ملحي حراري

الصورة التي تم تغيير حجمها بواسطة كاثلين ميلر

يمكن أن يكون وقف الدوران الحراري الملحي كارثيًا

في العقدين الماضيين ، كان هناك قلق متزايد في المجتمع العلمي بشأن وقف الدورة الحرارية الملحية. مع ارتفاع درجات الحرارة العالمية ، بدأت القمم الجليدية في جرينلاند والمناطق القطبية الشمالية في الذوبان بمعدل ينذر بالخطر. القطب الشمالي ، الذي يحتوي على حوالي 70٪ من المياه العذبة على الأرض ، يخفف من تركيز الملح في المحيط.

يؤدي الانخفاض في تركيز الملح إلى مقاطعة تدفق التيار الناتج عن تدرج الكثافة. وفقًا لدراسة نُشرت في مجلة Nature ، انخفض التدفق السائل للدورة الحرارية الملحية بنسبة 30٪ منذ الخمسينيات من القرن الماضي.

قد يفسر هذا التباطؤ في الدوران الحراري الملحي الانخفاض في درجات الحرارة في مناطق معينة. على الرغم من زيادة درجات الحرارة العالمية الإجمالية ، فإن غياب التيارات الدافئة في المناطق التي تحدث بشكل طبيعي سيؤدي إلى درجات حرارة منخفضة.

ولكن لا يزال هناك الكثير من عدم اليقين بشأن تأثيرات تيارات التبريد. إذا انخفضت درجات الحرارة قليلاً ، فيمكنها ببساطة مواجهة آثار الاحتباس الحراري في مناطق مثل أوروبا.

هذا لا يعني أن بقية العالم سيكون محظوظًا جدًا. في بيئة أكثر قتامة ، يمكن أن يؤدي الانخفاض الحاد في الدورة الحرارية الملحية إلى انخفاض درجات الحرارة بشكل كبير. إذا استمر التباطؤ ، فإن أوروبا والمناطق الأخرى التي تعتمد على الدوران الحراري الملحي للحفاظ على المناخ دافئًا ومعتدلًا بشكل معقول يمكن أن تتطلع إلى عصر جليدي.

النتيجة الأكثر إثارة للقلق من توقف الدورة الدموية الحرارية الملحية هي احتمال حدوث حدث نقص الأكسجين - المياه غير المؤكسدة هي مناطق من مياه البحر أو المياه العذبة أو المياه الجوفية المستنفدة من الأكسجين المذاب وهي حالة أكثر خطورة من نقص الأكسجة.

ارتبطت أحداث نقص الأكسجين باضطراب التيارات المحيطية وأحداث الاحتباس الحراري في فترة ما قبل التاريخ على الأرض. عندما تصبح المحيطات أكثر ركودًا ، تصبح الحياة البحرية أكثر نشاطًا. الكائنات المحيطية مثل العوالق ، التي ليس لديها ما يكفي من الحركة لمواجهة التيارات ، لديها فرصة للتكاثر بأعداد كبيرة.

مع زيادة الكتلة الحيوية للمحيطات ، تبدأ كمية الأكسجين في المحيط في الانخفاض. تحتاج الحياة في المحيطات إلى الأكسجين للبقاء على قيد الحياة ، ولكن مع وجود العديد من الكائنات الحية ، يصبح الحصول على الأكسجين أمرًا صعبًا. يمكن أن تتحول المناطق التي تنخفض فيها نسبة الأكسجين إلى مناطق ميتة ، وهي مناطق لا تستطيع الحياة البحرية فيها البقاء.

خلال أحداث نقص الأكسجين هذه في ماضي الأرض ، تم إطلاق كميات كبيرة من كبريتيد الهيدروجين من المحيطات. يرتبط هذا الغاز الضار بالانقراض الجماعي ، حيث لا تستطيع الثدييات والنباتات البقاء على قيد الحياة بوجودها في الغلاف الجوي.

أظهر نفس الباحثين أيضًا أن إطلاق هذا الغاز من شأنه أن يضر بطبقة الأوزون. تم دعم هذه النظرية من خلال سجلات الحفريات التي أظهرت ندوبًا متعلقة بالأشعة فوق البنفسجية (UV). من شأن الكميات الهائلة من الأشعة فوق البنفسجية أن تسهل كذلك انقراض الكائنات الأرضية. ستكون حياة الإنسان كما نعرفها في ظل هذه الظروف البيئية مستحيلة.

الحقيقة الأكثر إثارة للرعب هي أنه في كل مرة حدث انقراض جماعي وتوقف عن استخدام الحرارة الملحية ، سجلت الأرض درجات حرارة عالمية قياسية ومستويات عالية من الكربون في الغلاف الجوي. خلال الانقراض البرمي-الترياسي ، وصلت مستويات الكربون في الغلاف الجوي إلى 1000 جزء في المليون. التركيزات الحالية هي 411.97 جزء في المليون (أجزاء في المليون). لا تزال الأرض بعيدة عن الوصول إلى مستويات الكربون الكارثية ، لكن هذا ليس سببًا لترك هذا السؤال يذهب.

يجب أن يكون هناك تفاهم على أنه بمجرد توقف الدوران الحراري الملحي ، لا يمكن إعادة تشغيله حتى يمر أقل من مليون عام بقليل!