Ocean memory amplifies Antarctica's sea-level contribution after climate overshoot

ليست الصفائح الجليدية في القارة القطبية الجنوبية مجرد كتل ساكنة من المياه المتجمدة؛ بل هي أنهار جليدية ديناميكية بطيئة الحركة تتفاعل باستمرار مع الهواء فوقها والمحيط تحتها. لقرون مضت، فهم العلماء أنه عندما ترتفع حرارة الغلاف الجوي، يذوب الجليد. ومع ذلك، هناك قوة أكثر دقة وقوة تعمل تحت الحواف العائمة لهذه الصفائح الجليدية: المحيط. يمكن لمياه البحر الدافئة أن تذيب الجليد من الأسفل، مما يؤدي إلى ترقق الرفوف العائمة التي تحجز خلفها الأنهار الجليدية الضخمة على اليابسة. وعندما تضعف هذه الرفوف أو تتفكك، تتسارع الأنهار الجليدية خلفها، وتصب المزيد من الجليد في البحر، مما يرفع مستويات المياه العالمية. وتُحكم هذه العملية بمفهوم يُعرف باسم "ذاكرة المحيط". فتماماً كما يستغرق كوب القه الساخن وقتاً طويلاً ليبرد حتى بعد انخفاض درجة حرارة الغرفة، يحتفظ المحيط العميق بالحرارة لعقود أو قرون بعد أن تبدأ درجة حرارة الهواء فوقه في الانخفاض. وهذا الدفء المتبقي يعني أن المحيط يمكن أن يستمر في تآكل الجليد لفترة طويلة بعد أن يبدأ الغلاف الجوي في التعافي.

يخلق هذا التأخير حالة من عدم اليقين الحرجة بشأن مستقبل مستويات سطح البحر. فإذا تمكن العالم من خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وتبريد الغلاف الجوي، فهل ستتوقف الصفائح الجليدية فوراً عن فقدان كتلتها، أم ستستمر في التقلص لأن المحيط لا يزال دافئاً؟ يستكشف دراسة جديدة بقيادة باحثين من جامعة تسمانيا وشركاء دوليين هذا السؤال باستخدام محاكاة حاسوبية متقدمة. لقد طرحوا سؤالاً محدداً وملحاً: إذا تجاوزت درجة حرارة الكوكب مؤقتاً الحدود الحرارية التي وضعتها اتفاقية باريس قبل أن تبرد مرة أخرى، فما هي المدة التي يجب أن تستمر فيها هذه الحرارة العالية للتسبب في ضرر لا يمكن إصلاحه؟ والأهم من ذلك، هل تهم سرعة تبريد المحيط أكثر من سرعة تبريد الهواء؟ وجد الباحثون أن مدة التعرض للحرارة مهمة، ولكن توقيت تعافي المحيط هو العامل الحقيقي المغير لقواعد اللعبة. فحتى لو برد الهواء بسرعة، فإن المحيط الذي يبرد ببطء يمكن أن يستمر في دفع فقدان الجليد لأجيال، مما يضاعف ارتفاع مستويات سطح البحر بما يتجاوز بكثير ما قد يسببه الغلاف الجوي وحده.

وللتحقيق في ذلك، استخدم الفريق نموذجاً حاسوبياً قوياً لكامل الصفائح الجليدية في القارة القطبية الجنوبية، وهو "توأم رقمي" يحاكي كيفية تدفق الجليد، وذوبانه، وتفاعله مع الظروف المتغيرة. بدأوا بسيناريو أساسي حيث يتبع الكوكب مساراً من الانبعاثات المنخفضة، مما يحافظ على دفء معتدل نسبياً. ثم أنشأوا عدة سيناريوهات "تجاوز". في هذه المحاكاة، أُجبر المناخ على اتباع مسار عالي الانبعاثات لفترة زمنية محددة — 20 أو 50 أو 75 أو 100 عام — قبل العودة فجأة إلى مسار الانبعاثات المنخفضة. وقد سمح لهم ذلك باختبار كيف أثرت مدة التعرض للحرارة على مستقبل الصفائح الجليدية. كما أجروا مجموعة منفصلة من التجارب لمعرفة ما يحدث إذا برد الهواء بسرعة بينما ظل المحيط دافئاً لفترة أطول بكثير، محاكين الاحتمال الواقعي بأن المحيط العميق يستغرق قروناً ليفقد حرارته.

كشفت النتائج عن فرق صارخ بين فترات الحرارة القصيرة والطويلة. فعندما استمر فرض الحرارة العالية لمدة 20 أو 50 عاماً فقط، كان فقدان الجليد الإضافي مقارنة بمسار الانبعاثات المنخفضة صغيراً نسبياً، حيث أضاف أقل من 3 مليمترات إلى مستويات سطح البحر العالمية بحلول عام 2300. ومع ذلك، كلما زادت مدة الحرارة، نما الضرر بشكل غير خطي. فبعد 75 عاماً من الضغط العالي، قفزت المساهمة الإضافية إلى 8.6 مليمترات. وبعد 100 عام، ارتفعت إلى 21.5 مليمترات. يشير هذا إلى أن تقصير الوقت الذي يقضيه الكوكب في حالة الحرارة العالية يوفر فائدة كبيرة، لكن العلاقة ليست خطاً مستقيماً بسيطاً؛ فكلما استمرت الحرارة لفترة أطول، أصبحت العواقب أكثر شدة. كما أظهرت الدراسة أن موقع فقدان الجليد يتغير بمرور الوقت؛ ففي السيناريوهات الأقصر، كانت المساهمة الرئيسية في الفقدان الإضافي من صفيحة شرق القارة القطبية الجنوبية، ولكن في السيناريوهات الأطول، أصبحت صفيحة غرب القارة القطبية الجنوبية هي المصدر المهيمن للذوبان، وهي منطقة معروفة بقابليتها للانهيار السريع.

ظهرت النتيجة الأكثر إثارة للدهشة عندما فصل الباحثون تعافي الهواء عن تعافي المحيط. في أحد السيناريوهات، جعلوا الغلاف الجوي يبرد بعد 50 عاماً من الحرارة، لكنهم أبقوا الضغط الناتج عن المحيط مرتفعاً لمدة 50 عاماً أخرى. في هذه الحالة، ارتفعت المساهمة الإضافية في مستوى سطح البحر بشكل هائل لتصل إلى 44.1 مليمترًا بحلول عام 2300، وهو ما يقرب من ضعف الكمية التي لو برد فيها الهواء والمحيط معاً بعد 50 عاماً. حدث هذا بسبب التوازن الدقيق بين تساقط الثلوج والذوبان. فعندما يبرد الغلاف الجوي، فإنه يجلب عادةً المزيد من تساقط الثلوج، مما قد يساعد في تعويض الجليد المفقود. ومع ذلك، إذا ظل المحيط دافئاً، فإنه يستمر في إذابة الجليد من الأسفل، مما يضعف الرفوف ويسرع تدفق الأنهار الجليدية. وجدت الدراسة أن الذوبان المستمر بفعل المحيط يتغلب في النهاية على فوائد زيادة تساقط الثلوج. وفي الواقع، عندما ظل المحيط دافئاً بينما برد الهواء، فقدت الصفائح الجليدية كتلة أكبر مما لو استمرت الحرارة العالية في كل من الهواء والمحيح في آن واحد. وذلك لأن الهواء البارد قلل من تساقط الثلوج الذي كان من شأنه أن يعوض الخسارة الناجمة عن المحيط.

كما اختبر الباحثون كيف تؤثر الافتراضات المختلفة حول سلوك الصفائح الجليدية وبيانات المناخ على هذه النتائج. لقد جربوا استخدام نماذج مناخية مختلفة وطرقاً مختلفة لحساب سرعة انزلاق الجليد فوق الصخور الأساسية. وبينما تباينت الأرقام الدقيقة اعتماداً على هذه الإعدادات، ظل النمط الرئيسي ثابتاً: التعافي المتأخر للمحيط أدى دائماً إلى زيادة أكبر في ارتفاع مستويات سطح البحر. وسواء استخدموا نموذجاً مناخياً قياسياً أو نموذجاً يتنبأ بمزيد من تساقط الثلوج، ظلت الرسالة ثابتة: إذا ظل المحيط دافئاً بينما يبرد الهواء، فستستمر الصفائح الجليدية في فقدان الكتلة بمعدل متسارع. وهذا يؤكد أن "ذاكرة" المحيط هي عامل مهيمن في مستقبل الجليد.

لا تتنبأ هذه المحاكاة بمستقبل محدد، لكنها تسلط الضوء على خطر حرج في مسارنا المناخي الحالي. تشير الدراسة إلى أن مجرد خفض درجات حرارة الكوكب ليس كافياً لوقف الصفائح الجليدية من المساهمة في ارتفاع مستويات سطح البحر إذا ظل المحيط دافئاً. إن تعافي الصفائح الجليدية يعتمد بشدة على مدى سرعة فقدان المحيط لحرارته. فإذا استغرق المحيط عقوداً أو قروناً ليبرد، فسيستمر الجليد في التراجع، مدفوعاً بالدفء المتبقي تحت الرفوف. وهذا يعني أن فوائد خفض الانبعاثات يمكن أن تُلغى جزئياً إذا كان تعافي المحيط بطيئاً. وتؤكد النتائج أن مكافحة ارتفاع مستويات سطح البحر لا تتعلق فقط بمدى سخونة الكوكب، بل أيضاً بمدة بقاء الحرارة في المحيط العميق. وبالنسبة لصناع السياسات والمخططين، يضيف هذا طبقة جديدة من التعقيد: توقيت التعافي المناخي يهم بقدر أهمية ذروة درجة الحرارة نفسها. وتخلص الدراسة إلى أنه بينما يعد تقصير مدة الانبعاثات العالية أداة قوية للحد من ارتفاع مستويات سطح البحر، فإن نجاحها يعتمد كلياً على مدى سرعة اتباع المحيط لنفس النهج. فبدون تبريد سريع للمحيط، ستستمر الصفائح الجليدية في دفع ثمن الاحترار الماضي لقرون قادمة.