"ثقب الشيطان" كمؤشر للمناخ

يقدم الكهف الموجود أسفل وادي الموت دليلاً على مستقبل جاف لجنوب غرب الولايات المتحدة

بحث محفوف بالمخاطر: حبال العالم الجيولوجي كاثلين وندت في Devils Hole - كهف مملوء بالمياه الجوفية أسفل وادي الموت. © روبي شون
قراءة بصوت عال

كهف كأداة مساعدة للتنبؤ: تحت وادي الموت في كاليفورنيا يكمن أرشيف فريد من تاريخ المناخ - ومؤشر على مناخ الولايات المتحدة في المستقبل. من تحليل رواسب الكالسيت في كهف ديفلز هول ، حدد الباحثون كيف يتفاعل هطول الأمطار مع تغير المناخ. النتيجة: حتى الزيادات الطفيفة في درجة الحرارة يمكن أن تحول العواصف الشتوية التي تجلب الأمطار من الجنوب الغربي للولايات المتحدة - وبالتالي تزيد من الجفاف في هذه المناطق الصحراوية.

لا يمكن التعرف على الدخول إلى ثقب Devil's بالكاد: فقط مجموعة ضيقة من المياه بين الجدران الصخرية شديدة الانحدار تكشف أين يخفي وادي الموت Devils Hole. منذ عدة سنوات حتى الآن ، يستكشف علماء الجيولوجيا في جامعة إنسبروك نظام الكهف المملوء بالمياه الجوفية تحت صحراء كاليفورنيا - أحيانًا في غوص محفوفة بالمخاطر.

طبقات الكالسيت كأرشيف للمناخ

لكن الشيء المثير للباحثين في مجال المناخ هو رواسب الكالسيت ذات الطبقات على جدران ثقب الشياطين: "لقد تم ترسيب هذه الطبقات الرقيقة على الجدران منذ ما يقرب من مليون عام" ، كما توضح كاثلين ويندت من جامعة إنسبروك. تشير سماكة وطول رواسب كربونات الكالسيوم هذه إلى مدى ارتفاع المياه الجوفية في الكهف في أوقات معينة - وبالتالي تغير هطول الأمطار في جنوب غرب الولايات المتحدة في الماضي.

يستخدم الجيولوجي يوري دوبليانسكي تدريبات خاصة لاستخراج عينات الكالسيت من جدار حفرة الشيطان تحت الماء. © روبي شون

استخدمت وندت وفريقها الآن هذا الأرشيف الفريد للمناخ لإعادة بناء مناخ الولايات المتحدة على مدار 350 ألف سنة الماضية واستخلاص استنتاجات حول التنمية المناخية في المستقبل. استخدم الباحثون ، من أجل دراستهم ، منصات حفر خاصة لاستخراج عينات الكالسيت في عدة مواقع فوق وتحت سطح المياه الجوفية الحالي. ثم تم تحديد عمر الرواسب من خلال ما يسمى طريقة اليورانيوم الثوريوم.

استجابة حساسة لتغير المناخ العالمي

النتيجة: هطول الأمطار في جنوب غرب الولايات المتحدة حساس بشكل مدهش حتى للتغيرات الطفيفة في المناخ العالمي. "لقد فوجئنا باكتشاف تقلبات متكررة تصل إلى عشرة أمتار فوق مستوى اليوم" ، يقول ويندت. "لقد أظهر لنا الماضي أن" مرافق المياه "هذه حساسة بشكل لا يصدق لتغيرات المناخ العالمي." الإعلان

بمقارنتها بالبيانات المناخية العالمية ، وجد العلماء أن مستوى المياه الجوفية في الكهف يرتبط ارتباطًا وثيقًا بتطوير الصفائح الجليدية في القطب الشمالي ودرجات الحرارة العالمية. مع ارتفاع الحرارة وتقلص الجليد في القطب الشمالي ، يضعف التدرج الحراري في شرق المحيط الهادئ. وهذا بدوره يؤدي إلى إضعاف وتحويل مجرى الهواء شبه الاستوائي ، كما اكتشف الباحثون.

المنطقة المحيطة بـ Death Valley جافة للغاية اليوم National National Park Service

عواصف الشتاء المنحرفة

لكن النقطة الأساسية هي أنه مع تسارع ظاهرة الاحتباس الحراري ، ستتسبب هذه العمليات الجوية في تحول مسارات قطارات العواصف الشتوية القادمة من المحيط الهادئ. تنتقل العواصف شمالًا عبر الولايات المتحدة وتقل هطول الأمطار في جنوب غرب الولايات المتحدة ، كما تظهر نماذج المناخ. وبالتالي فإن المنطقة الحارة والجافة بالفعل في جنوب غرب الولايات المتحدة معرضة بشكل خاص لارتفاع درجات الحرارة في جميع أنحاء العالم.

بالنسبة لمستقبل هذه المنطقة ، فإن هذا لا يبشر بالخير: "تتنبأ النماذج المناخية بدرجات حرارة أعلى بل وتهطل أقل لهذه المنطقة في القرن القادم" ، كما يقول ويندت. تؤكد التقلبات السابقة في مستوى المياه الجوفية في ثقب الشياطين الآن أن هذا يمكن أن يؤدي إلى فترات طويلة من الجفاف.

"من المهم أن نفهم التباين الطبيعي لمسارات قطار المحيط الهادئ على مدار فترات زمنية طويلة من أجل الإدلاء ببيانات حول مستقبلهم" ، كما أوضح ويندت. "تساعد هذه البيانات في تحسين توقعاتنا طويلة الأجل لتغير المناخ في المستقبل ، والتي يجب أن تصبح أسرع وأكثر تطرفًا نتيجة للتأثير البشري." (Science Advances ، 2018 ؛ doi: 10.1126 / sciadv .aau1375)

(جامعة إنسبروك ، 25.10.2018 - NPO)