Delayed Southern Ocean heat release challenges climate stabilization policies

على مدى عقود، كان الأمل السائد بين علماء المناخ وصناع السياسات هو أنه إذا توقف البشر عن ضخ ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، فإن حمى الكوكب ستنكسر. المنطق وراء ذلك بسيط: إن كمية الاحترار التي تشهدها الأرض مرتبطة مباشرة بإجمالي كمية الكربون التي أطلقناها. وإذا وصلنا إلى نقطة لا نطلق فيها كربونًا جديدًا، فمن المفترض أن يتوقف ارتفاع درجة الحرارة وتستقر. هذه الفكرة تدعم الهدف العالمي المتمثل في "صافي الانبعاثات الصفري"، وهو هدف مكرس في الاتفاقيات الدولية لاستقرار المناخ. والافتراض هو أنه بمجرد توقفنا عن إضافة الغازات المحتبسة للحرارة، ستمتص المحيطات بهدوء الحرارة الزائدة المتبقية، لتعمل كإسفنجة ضخمة ومستقرة تحافظ على ثبات درجة حرارة هواء السطح لقرون قادمة.

ومع ذلك، تشير دراسة جديدة إلى أن هذه الصورة المريحة لمستقبل مستقر قد تكون غير مكتملة. فقد استخدم الباحثون نموذجًا حاسوبيًا متطورًا لنظام المناخ الأرضي للنظر إلى مستقبل أبعد بكثير مما فعلته الدراسات السابقة، حيث قاموا بمحاكاة ما يحدث على مدى آلاف السنين بعد توقف الانبعاثات. واكتشفوا أن قدرة المحيط على الاحتفاظ بهذه الحرارة الإضافية ليست دائمة. فبدلاً من ذلك، وبعد قرون من الهدوء الظاهري، يمكن للمياه العميقة حول القارة القطبية الجنوبية أن تطلق فجأة دفعة هائلة من الحرارة المخزنة عائدة إلى الغلاف الجوي. ومن شأن هذا الحدث أن يتسبب في قفزة حادة في درجات الحرارة العالمية، مما يتحدى فكرة أن الوصول إلى صافي انبعاثات صفري كافٍ لضمان الاستقرار المناخي طويل الأمد.

ركزت الدراسة، التي قادها فريق من علماء المحيطات والمناخ، على منطقة محددة: المحيط الجنوبي المحيط بالقارة القطبية الجنوبية. وفي محاكاتهم، تتبعوا مناخ الأرض من بداية العصر الصناعي حتى عام 3000، بافتراض أن انبعاثات الكربون ستنخفض إلى الصفر في عام 2020 وتظل كذلك. في القرون القليلة الأولى بعد توقف الانبعاثات، تصرف النموذج كما هو متوقع؛ حيث استقرت متوسط درجات الحرارة العالمية، واستمرت المحيطات في امتصاص الحرارة الزائدة المحتبسة بسبب ثاني أكسيد الكربون المتبقي في الهواء. وظلت مياه السطح في المحيط الجنوبي باردة، محمية إلى حد كبير بطبقة من الجليد البحري والمياه العذبة الناتجة عن ذوبان الجليد والأمطار، والتي عملت مثل غطاء، يحافظ على بقاء المياه العميقة الأكثر دفئًا وملوحة محتجزة في الأسفل.

ولكن تحت ذلك السطح البارد، كان هناك تغير بطيء وثابت يحدث. فبينما ظل السطح مستقرًا نسبيًا، استمرت أعماق المحيط في السخونة. وعلى مدار عدة قرون، أصبحت هذه المياه العميقة أكثر دفئًا وأخف كثافة من المياه الباردة والعذبة الموجودة في الأعلى. أظهر النموذج أنه بحلول عام 2650، أصبحت الحرارة المخزنة في أعماق المحيط الجنوبي شديدة لدرجة أنها بدأت في تآكل استقرار عمود الماء من الأسفل. كانت المياه العميقة الدافئة تضغط فعليًا نحو الأعلى ضد طبقة المياه الباردة، مما أضعف الحاجز الذي كان يفصل بينهما لفترة طويلة.

ثم انكسر الغطاء. في المحاكاة، وحوالي عام 2650، انهارت طبقة المياه السطحية الباردة المستقرة. أدى ذلك إلى حدوث ظاهرة تُعرف باسم "التحرك الرأسي العميق" (deep convection)، حيث تهبط المياه السطحية الثقيلة والباردة فجأة، وتندفع المياه العميقة الدافئة والخفيفة نحو السطح. لقد كان إعادة تنظيم دراماتيكية للمحيط. فالمياه الدافئة التي كانت مخبأة في أعماق المحيط لقرون، تعرضت فجأة للهواء البارد في الأعلى. تسبب هذا في إطلاق المحيط الجنوبي كمية هائلة من الحرارة في الغلاف الجتوي دفعة واحدة. وكانت النتيجة قفزة مفاجئة في درجات الحرارة العالمية: ارتفع متوسط درجة حرارة الهواء العالمي بمقدار 0.4 درجة مئوية في بضعة عقود فقط، وارتفعت درجة الحرارة بالقرب من القارة القطبية الجنوبية بأكثر من درجتين مئويتين.

لم يؤدِ هذا الإطلاق المفاجئ للحرة إلى تدفئة الهواء فحسب، بل أعاد تشكيل دوران المحيط بأكره. أدت صعود المياه الدافية إلى تقوية التيارات التي تتدفق حول القارة القطبية الجنوبية وتغيير "الحزام الناقل" الضخم لتيارات المحيط الذي ينقل الحرارة حول العالم. ومع برودة أعماق المحيط نتيجة فقدان حرارتها، انتشرت المياه الباردة والعذبة التي حلت محلها شمالًا، مما أدى إلى تبريد المحيط الأطلسي العميق وتغيير كيمياء المياه. وجدت الدراسة أن هذه العملية لم تكن مجرد خلل عابر، بل هي تحول جوهري في كيفية استجابة نظام المناخ الأرضي للانبعاثات السابقة. فالمحيط، الذي اعتقدنا أنه عازل موثوق، تبين أنه صمام تفريغ متأخر.

اختبر الباحثون مدى قوة هذه النتيجة من خلال تشغيل المحاكاة بإعدادات مختلفة. ووجدوا أن حدث الاحترار المفاجئ هذا حدث في كل السيناريوهات التي جربوها تقريبًا، بغض النظر عن وقت توقف الانبعاثات أو إجمالي الكربون الموجود في الغلاف الجوي، طالما وصلت الانبعاثات إلى الصفر بحلول عام 2100. الطريقة الوحيدة لمنع هذا الحدث في النموذج كانت افتراض أن المحيط يخلط مياهه ببطء أكبر بكثير مما نعتقد أنه يحدث فعليًا، أو افتراض أن البشرية أطلقت الكثير من الكربون لدرجة أن سطح المحيط الجنوبي أصبح دافئًا جدًا بحيث لا يبقى باردًا بما يكفي لإحداث الانهيار. وبما أن كلا الشرطين المتطرفين ليس من المرجح حدوثهما، يستنتج الباحثون أن إطلاق الحرارة المتأخر هو خطر حقيقي.

إن تداعيات هذا الاكتشاف عميقة للغاية في كيفية تفكيرنا في سياسة المناخ. تعتمد الاستراتيجية الحالية على الاعتقاد بأن وقف الانبعاثات سيوقف الاحترار. تشير هذه الدراسة إلى أنه بينما سيؤدي وقف الانبعاثات إلى وقف الارتفاع "الفوري" في درجة الحرارة، إلا أنه لا يضمن بقاء درجة الحرارة مستقرة للأبد. إن الحرارة التي دفعنا بها المحيط بالفعل لم تذهب، بل هي تنتظر فحسب. إذا قررت أعماق المحيط حول القارة القطبية الجنوبية إطلاقها، فقد يواجه العالم احترارًا مفاجئًا وغير متوقع بعد قرون من قيامنا بكل ما هو "صحيح" عبر وقف انبعاثاتنا.

هذا لا يعني أن الوصول إلى صافي انبعاثات صفري هو أمر عديم الفائدة. تؤكد الدراسة أن وقف الانبعاثات لا يزال ضروريًا لمنع الارتفاع الفوري في درجات الحرارة ولتجنب أسوأ التأثيرات قصيرة المدى. ومع ذلك، فإنها تضيف تحذيرًا حاسمًا: الوصول إلى صافي انبعاثات صفري ليس مفتاحًا سحريًا يصلح المناخ بشكل دائم. إن ذاكرة المحيط لانبعاثاتنا طويلة، ويمكن أن تكون استجابته متأخرة ودراماتيكية. ومن أجل تحقيق استقرار المناخ حقًا على المدى الطويل، قد يحتاج البشر إلى فهم وإدارة ليس فقط الكربون الذي نطلقه اليوم، بل أيضًا الحرارة التي خزنّاها بالفعل في أعماق البحار، مع العلم أنها قد تعود يومًا ما إلى السطح بقوة وعنف.