توصلت دراسة جديدة إلى أن الأرض يمكن أن تنظم درجة حرارتها على مدى مئات الآلاف من السنين لإبقائها ضمن نطاق ثابت، نظرا لأن الكوكب يحتوي على آلية "ردود فعل ثابتة" قادرة على منع البندول المناخي من التأرجح بعيدًا في أي من الاتجاهين عبر نطاقات زمنية طويلة.

ويُعتقد أن هذا يتم من خلال "التجوية بالسيليكات" - وهي عملية جيولوجية تتضمن خلالها التجوية البطيئة والمستمرة لصخور السيليكات تفاعلات كيميائية تسحب الكربون من الغلاف الجوي إلى رواسب المحيطات، وبالتالي تحبس الغاز في الصخور.

تستند النتائج، التي نُشرت في مجلة "ساينس أدفانسيز"، إلى دراسة لبيانات المناخ القديم التي تسجل التقلبات في متوسط درجات الحرارة العالمية خلال الـ 66 مليون سنة الماضية.

ظواهر استقرار الحفاظ على درجات الحرارة العالمية

وطبق الباحثون، تحليلًا رياضيًا لتحديد ما إذا كانت البيانات قد كشفت عن أي أنماط من شأنها أن تُظهر ظواهر استقرار للحفاظ على درجات الحرارة العالمية في خط زمني طويل جدًا.

ووجدوا أنه يبدو أن هناك نمطًا ثابتًا تتضاءل بموجبه تقلبات درجة حرارة الكوكب على مدار مئات الآلاف من السنين. هذه المدة مشابهة للمقاييس الزمنية التي يُعتقد أن تجوية السيليكات تعمل خلالها.

قال كونستانتين أرنسشيدت، طالب دراسات عليا في قسم علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، إن الكوكب تعرض مناخه للعديد من التغيرات الخارجية الدراماتيكية، "لماذا نجت الحياة كل هذا الوقت؟".

وفسر ذلك بأن إحدى الحجج هي أننا بحاجة إلى نوع من آلية الاستقرار للحفاظ على درجات الحرارة مناسبة للحياة، "ولكن لم تثبت البيانات أن مثل هذه الآلية قد سيطرت باستمرار على مناخ الأرض".

من خلال الأبحاث السابقة، لاحظ العلماء حركة الكربون داخل وخارج بيئة سطح الأرض للبقاء متوازنة نسبيًا - على الرغم من تقلبات درجات الحرارة العالمية.

تغييرات للحد من انبعاثات الكربون

ويعتقد العلماء أن الكوكب يمر حاليًا بفترة ارتفاع درجات الحرارة وحثوا صانعي السياسات على سن مجموعة من التغييرات للحد من انبعاثات الكربون أو أن نصبح محايدين للكربون.

قام أرنسشيدت وزملاؤه بتحليل تاريخ متوسط درجات الحرارة العالمية خلال 66 مليون سنة للنظر في مجموعة من النطاقات الزمنية المختلفة، بما في ذلك مئات الآلاف، لمعرفة ما إذا كانت أي أنماط استقرار ظهرت في كل مقياس زمني.

وقال دانيال روثمان، أستاذ الجيوفيزياء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، في بيان: "إلى حد ما، يبدو الأمر كما لو أن سيارتك تتسارع في الشارع، وعندما تضغط على الفرامل، فإنك تنزلق لفترة طويلة قبل أن تتوقف".

وأضاف: "هناك مقياس زمني تبدأ فيه مقاومة الاحتكاك، أو ردود الفعل المستقرة، عندما يعود النظام إلى حالة الثبات".

وعلى الرغم من أن العلماء قد اشتبهوا لفترة طويلة في أن "التجوية" بالسيليكات يمكن أن تساعد في الحفاظ على دورة الكربون على الكوكب، فهذه هي المرة الأولى التي يلاحظون فيها دليلًا مباشرًا على الآلية.

وأوضح أرنسشيدت: "من ناحية، إنه أمر جيد لأننا نعلم أن الاحتباس الحراري اليوم سيتم إلغاؤه في النهاية من خلال ردود الفعل هذه لتحقيق الاستقرار. ولكن من ناحية أخرى، سوف يستغرق الأمر مئات الآلاف من السنين حتى يحدث، لذلك ليس بالسرعة الكافية لحل مشكلاتنا الحالية".

أحد الاكتشافات الجديرة بالملاحظة في الدراسة هو أنه على نطاقات زمنية أطول بكثير، أي أكثر من مليون سنة، لم تكشف البيانات عن أي ردود فعل مستقرة - مما يطرح السؤال: ما الذي أبقى درجات الحرارة العالمية تحت السيطرة؟

قال روثمان: "هناك فكرة مفادها أن الصدفة ربما لعبت دورًا رئيسيًا في تحديد سبب استمرار الحياة بعد أكثر من 3 مليارات عام".

وقال أرنسشيدت: "هناك معسكران: يقول البعض إن الصدفة العشوائية هي تفسير جيد بما فيه الكفاية، والبعض الآخر يقول إنه لا بد من وجود ردود فعل مستقرة".

وأضاف: "نحن قادرون على إظهارها مباشرة من البيانات، أن الإجابة ربما تكون في مكان ما بينهما. بعبارة أخرى، كان هناك بعض الاستقرار، ولكن من المحتمل أيضًا أن الحظ الخالص لعب دورًا في الحفاظ على الأرض صالحة للسكن باستمرار"، وفق قوله.