0
ویژه نامه ها
و هو العلی - ویژه نامه عید سعید غدیر خم

و هو العلی - ویژه نامه عید سعید غدیر خم

شنبه، 3 شهريور 1397
مولودی های عید سعید غدیر خم

مولودی های عید سعید غدیر خم

پنجشنبه، 24 مرداد 1398

نقض یک آستانه کربنی می‌تواند منجر به انقراضی گسترده شود

وقتی نرخی که دی اکسید کربن وارد اقیانوس ها می شود، از یک آستانه مشخص رد شود - چه در نتیجه یک انفجار ناگهانی یا یک نفوذ آهسته و پایدار – زمین ممکن است با یک آبشار افسار گسیخته از بازخورد های شیمیایی پاسخ دهد، که منجر به اسیدی شدن شدید اقیانوس می شود.
نقض یک آستانه کربنی می‌تواند منجر به انقراضی گسترده شود
اعتبار: دامنه عمومی CC0
در مغز، زمانی که نورون ها سیگنال های الکتریکی را به همسایگان خود شلیک می کنند، این امر از طریق یک پاسخ "همه یا هیچ" رخ می دهد. سیگنال، تنها زمانی اتفاق می افتد که شرایط در سلول یک آستانه خاص را بشکافد.
 
اکنون یک محقق MIT پدیده مشابهی را در یک سیستم کاملا متفاوت مشاهده کرده است: چرخه کربن زمین.
 
دانیل روتمن، استاد ژئوفیزیک و همکار مدیر اجرایی مرکز لورنز در بخش زمین، علوم جوی و سیاره ای دانشگاه MIT، دریافته است که وقتی نرخی که دی اکسید کربن وارد اقیانوس ها می شود، از یک آستانه مشخص رد شود - چه در نتیجه یک انفجار ناگهانی یا یک نفوذ آهسته و پایدار – زمین ممکن است با یک آبشار افسار گسیخته از بازخورد های شیمیایی پاسخ دهد، که منجر به اسیدی شدن شدید اقیانوس می شود که به طور چشمگیری تأثیرات ماشه کشی اصلی را تقویت می کند.
 
این واکنش جهانی موجب تغییرات زیادی در مقدار کربن موجود در اقیانوس های زمین می شود و زمین شناسان می توانند شواهدی از این تغییرات را در لایه های رسوبی که متجاوز از صدها میلیون سال نگه داشته شده اند، ببینند.
 
روتمن به داخل این ثبت های زمین شناسانه نگاه کرد و مشاهده کرد که در طول 540 میلیون سال گذشته، ذخیره کربنی اقیانوس ها به طور ناگهانی تغییر یافته و پس از آن ده ها بار در روشی مشابه با ماهیت ناگهانی یک میخ نورونی بازیابی شده است. این "تحریک" چرخه کربنی به چشمگیرترین صورت در نزدیکی زمان چهار تا از پنج انقراض جمعی بزرگ در تاریخ زمین اتفاق افتاده است.
 
دانشمندان عوامل مختلفی را به شروع این حوادث نسبت داده اند و فرض بر این است که تغییرات در کربن اقیانوس که به دنبال آمد، متناسب با شروع کننده اولیه بوده است؛ به عنوان مثال، هرچه ماشه کشی اولیه کوچک تر بود سقوط شرایط محیطی نیز کوچکتر بود.
 
اما روتمن می گوید اینگونه نیست. مهم نیست که چه چیزی ابتدائاً حوادث را ایجاد کرد؛ برای تقریبا نیمی از انقطاع ها در پایگاه داده او، هنگامی که آنها در حرکت قرارداده شدند، سرعتی که در آن کربن افزایش می یافت اساساً یکسان بود. نرخ مشخصه آنها احتمالا یک ویژگی از خود چرخه کربن است - نه شروع کننده ها، چرا که شروع کننده های مختلف در سرعت های متفاوت عمل می کنند.
 
این همه با آب و هوای روزگار مدرن ما چه دارد بکند؟ اقیانوس های امروز کربن را در مقیاسی تقریباً سریعتر از بدترین حالت در رکورد زمین شناسی - انتهای انقراض پرمین - جذب می کنند. اما انسانها تنها برای صدها سال در حال پمپ دی اکسید کربن به جو بوده اند، و این در مقابل ده ها هزار سال یا بیشتر است که برای فوران‌های آتشفشانی و یا سایر اختلالاتی که موجب بروز انقطاع های زیست محیطی در گذشته شده اند طول کشیده است. آیا ممکن است افزایش مدرن کربن برای تحریک یک انقطاع عمده، بیش از حد کوتاه باشد؟
 
بر طبق نظر روتمن، امروز ما "در پرتگاه تحریک" هستیم و اگر این اتفاق بیفتد، افزایش‌های ناگهانی ناشی از آن – چنان که اسیدی شدن اقیانوس، از بین رفتن گونه ها و مواردی بیشتر گواه آن خواهد بود - به احتمال زیاد مشابه وقایع فاجعه بار جهانی گذشته خواهد بود.
 
روتمن که این نتایج را در شرح مذاکرات آکادمی ملی علوم منتشر کرده است می گوید: "هنگامی که ما آستانه را رد کرده ایم، این که چطور به این نقطه  رسیده ایم، شاید مهم نباشد،" "مهم این است که با نحوه کار کردن زمین سروکار دارید و اینکه چگونه به یکه تازی خود ادامه می دهد."
 

یک بازخورد کربنی

در سال 2017، روتمن یک پیش بینی وخیم ارائه کرد: بر اساس نرخ سریعی که در آن انسان ها در حال اضافه کردن دی اکسید کربن به جو زمین هستند، تا پایان این قرن، این سیاره احتمالا به یک آستانه بحرانی می رسد. هنگامی که این آستانه را می گذرانیم، احتمال دارد که یک قطار بار از عواقب را به حرکت واداریم که به طور بالقوه در انقراض انبوه ششم زمین شناسی به اوج خود خواهد رسید.
 
از آن موقع، روتمن به دنبال درک بهتر این پیش بینی بوده است و درک این که به طور کلی شیوه ای که در آن چرخه کربن به هنگام گذشتن از یک آستانه بحرانی  پاسخ می دهد کدام است. در مقاله جدید، او یک مدل ریاضی ساده را توسعه داده است برای نشان دادن چرخه کربن در اقیانوس بالایی زمین و چگونگی رفتار احتمالی آن را در زمانی که از این آستانه عبور حاصل می شود.
 
دانشمندان می دانند که وقتی دی اکسید کربن از جو در آب دریا حل می شود، نه تنها اقیانوس ها را اسیدی تر می کند، بلکه همچنین باعث کاهش غلظت یون های کربنات می شود. اقیانوس های امروز کربن را در مقیاسی تقریباً سریعتر از بدترین حالت در رکورد زمین شناسی - انتهای انقراض پرمین - جذب می کنند. وقتی که غلظت یون کربنات به پایین آستانه ای سقوط کرد، پوسته های ساخته شده از کربنات کلسیم حل می شوند. ارگانیسم هایی که آنها را می سازند در چنین شرایط سختی به گونه ای ناکافی گذران می کنند.
 
پوسته ها علاوه بر حفاظت از زندگی دریایی، یک "اثر بالاست" را فراهم می کنند، که ارگانیسم ها را پایین می کشند و آنها را قادر می سازند که در امتداد کربن آلی فرسایشی در کف اقیانوس ته نشین شوند، و با این کار به نحوی مؤثر دی اکسید کربن را از اقیانوس بالایی بر می دارند. اما در جهانی از دی اکسید کربنِ در حال افزایش، ارگانیسم های کلسیم دار شونده کمتر باید به معنی این باشد که دی اکسید کربن کمتری مرتفع می شود.
 
روتمن می گوید: "این بازخورد مثبت است. دی اکسید کربن بیشتر به دی اکسید کربن بیشتر منجر می شود. سؤال از نقطه نظر ریاضی این است که آیا چنین بازخوردی به اندازه کافی سیستم را ناپایدار نمی کند؟"
 
روتمن این بازخورد مثبت را در مدل جدیدش به دست آورد، که شامل دو معادله دیفرانسیل است که تعاملات بین اجزای شیمیایی مختلف در اقیانوس بالایی را توصیف می کند. سپس او مشاهده کرد که چگونه مدل به این صورت پاسخ داد که او دی اکسید کربن اضافی با نرخ ها و مقادیر متفاوت به سیستم پمپ می کرد.
مترجم: حمید وثیق زاده انصاری
منبع: جنیفر چو، مؤسسه فناوری ماساچوست
ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.
شنبه، 29 تير 1398
تخمین زمان مطالعه:
بازدید: 128
پدیدآورنده: حمید وثیق زاده انصاری
موارد بیشتر برای شما
خواص سیر برای مو و طرز تهیه ماسک موی سیر
خواص سیر برای مو و طرز تهیه ماسک موی سیر

خواص سیر برای مو و طرز تهیه ماسک موی سیر

۱۴ خاصیت سبزی شوید
۱۴ خاصیت سبزی شوید

۱۴ خاصیت سبزی شوید

۱۲ خاصیت درمانی سبزی ریحان
۱۲ خاصیت درمانی سبزی ریحان

۱۲ خاصیت درمانی سبزی ریحان

۱۶ خاصیت درمانی گشنیز
۱۶ خاصیت درمانی گشنیز

۱۶ خاصیت درمانی گشنیز

۱۲ خاصیت درمانی گیاه کبر (کاپاریس)

۱۲ خاصیت درمانی گیاه کبر (کاپاریس)

آشنایی با نشانه های درد در نوزادان و کودکان بزرگتر
آشنایی با نشانه های درد در نوزادان و کودکان بزرگتر

آشنایی با نشانه های درد در نوزادان و کودکان بزرگتر

همه چیز درباره دادن عرق نعنا به نوزاد
همه چیز درباره دادن عرق نعنا به نوزاد

همه چیز درباره دادن عرق نعنا به نوزاد

چگونه درد واکسن نوزاد را کاهش دهیم؟
چگونه درد واکسن نوزاد را کاهش دهیم؟

چگونه درد واکسن نوزاد را کاهش دهیم؟

آنچه که باید درباره خواب نوزاد بدانید
آنچه که باید درباره خواب نوزاد بدانید

آنچه که باید درباره خواب نوزاد بدانید

همه چیز درباره خواب دیدن نوزادان
همه چیز درباره خواب دیدن نوزادان

همه چیز درباره خواب دیدن نوزادان

از فرمول محبوب شدن تا فاصله 1000 فرسخی بازیگران
از فرمول محبوب شدن تا فاصله 1000 فرسخی بازیگران

از فرمول محبوب شدن تا فاصله 1000 فرسخی بازیگران

بازپژوهی مناسبات قرآن و علم در اندیشه اسلامی
بازپژوهی مناسبات قرآن و علم در اندیشه اسلامی

بازپژوهی مناسبات قرآن و علم در اندیشه اسلامی

به همسرمان هدیه بدهیم
به همسرمان هدیه بدهیم

به همسرمان هدیه بدهیم

حافظ اسرار همسرمان باشیم

حافظ اسرار همسرمان باشیم

این ها با سپاه مخالف بودند
این ها با سپاه مخالف بودند

این ها با سپاه مخالف بودند

رفاه و آسایش همسر
رفاه و آسایش همسر

رفاه و آسایش همسر

در مواقع لازم از همسرمان دفاع کنیم
در مواقع لازم از همسرمان دفاع کنیم

در مواقع لازم از همسرمان دفاع کنیم

ادای حق همسر
ادای حق همسر

ادای حق همسر

الحمدلله توانسته‏ اند

الحمدلله توانسته‏ اند

خود را برای همسر بیاراییم
خود را برای همسر بیاراییم

خود را برای همسر بیاراییم

رسول خدا و خدیجه کبری علیهما السلام
رسول خدا و خدیجه کبری علیهما السلام

رسول خدا و خدیجه کبری علیهما السلام