در عمق لایه‌های یخ‌زده‌ی گرینلند، شواهد شیمیایی عجیبی کشف شده است که منجر به ایجاد بحث‌های علمی داغ گردیده است.
به گزارش انتخاب و به نقل از sciencealert، دانشمندان در یک مغزه‌ی یخی که به صورت استوانه‌ای از بستره‌ی یخچالی استخراج شده است، مشاهده کردند که غلظت پلاتین به طرز چشمگیری افزایش یافته است؛ این پدیده به حدود ۱۲,۸۰۰ سال پیش برمی‌گردد. این کشف در ابتدا فرضیه‌ای را قوت بخشید مبنی بر اینکه زمین در آن زمان با برخورد یک شهاب‌سنگ یا دنباله‌دار عجیب مواجه شده است.
اما پژوهش‌های اخیر ما توضیحی به مراتب ساده‌تر ارائه می‌دهد: این نشانه‌ی پلاتینیوم ممکن است به جای منبع فضایی، از فوران یک آتشفشان شکافی در ایسلند نشأت گرفته باشد.
چرا زمان‌بندی این پدیده اهمیت دارد؟
این افزایش پلاتینیوم همزمان با شروع آخرین دوره‌ی سرمای شدید زمین اتفاق افتاده است؛ دوره‌ای که تحت عنوان یونگر دریاس (Younger Dryas) شناخته می‌شود. این زمان از حدود ۱۲,۸۷۰ تا ۱۱,۷۰۰ سال پیش ادامه یافته و دمای هوا در نیمکره‌ی شمالی به طرز قابل توجهی کاهش یافته است.
نکته‌ی کلیدی اینجاست که این سرمای ناگهانی زمانیکه سیاره در حال خروج از عصر یخبندان و حرکت به سمت گرما بود، به وقوع پیوسته است. درک عوامل موثر در این دگرگونی ناگهانی می‌تواند منجر به پیش‌بینی بهتری از تغییرات اقلیمی زمین در آینده شود.
ما پیشنهاد می‌دهیم که این دوره‌ی یخبندان نه به دلیل برخورد یک شهاب‌سنگ، بلکه به واسطه‌ی فوران یک آتشفشان بزرگ در آلمان یا یک آتشفشان نامشخص ایجاد شده است.
معمای اقلیمی
داده‌های حاکی از مغزه‌های یخی نشان می‌دهد که در زمان یونگر دریاس، دمای گرینلند به میزان بیش از ۱۵ درجه‌ی سانتی‌گراد نسبت به امروز سردتر شده است. اروپا نیز دوباره فرصتی برای تجربه شرایط مشابه عصر یخبندان پیدا کرده است؛ جنگل‌های تازه‌روییده جای خود را به توندرا داده و الگوهای بارش در مناطق استوایی به سمت جنوب جابه‌جا شده‌اند.
توضیح معمول برای این پدیده، ورود حجم بالای آب شیرین ناشی از ذوب یخچال‌های آمریکای شمالی به اقیانوس اطلس است. این جریان غلیظ آب شیرین می‌تواند چرخه‌های اقیانوسی را به هم بزند و تغییر دما را سبب شود.
اما برخی محققان یک سناریوی بدیل پیشنهاد کردند: برخورد یک شهاب‌سنگ یا دنباله‌دار با آمریکای شمالی.
در سال ۲۰۱۳، گروهی از محققان در پروژه‌ی GISP2، غلظت غیرعادی پلاتین را در مغزه‌های یخی گرینلند شناسایی کردند. نسبت پلاتین به ایریدیوم نیز نامتعارف بود، چرا که معمولاً سنگ‌های فضایی غنی از ایریدیوم هستند، اما در این مورد اثری از آن نبود. به عبارتی، این نشانه‌ی شیمیایی نه به شهاب‌سنگ‌ها و نه به سنگ‌های آتشفشانی شناخته شده شباهت داشت.
نویسندگان آن مطالعه‌ی اولیه پیشنهاد کردند که ممکن است این پدیده ناشی از برخورد یک شهاب‌سنگ آهنی غیرمعمول باشد.
مقاله‌ای دیگر فرضیه‌ای متفاوت را مطرح کرد: این نشانه ممکن است به فوران آتشفشان لاخر زه (Laacher See) در آلمان ارتباط داشته باشد که همزمانی و مشخصه‌های شیمیایی ویژه‌ای داشت.
تحقیق در مورد آتشفشان آلمان
برای بررسی این فرض، ما ۱۷ نمونه از سنگ‌های آتشفشانی (پومیس) باقی‌مانده از فوران لاخر زه را جمع‌آوری و مورد تجزیه و تحلیل قرار دادیم. غلظت‌های پلاتین، ایریدیوم و عناصر کمیاب دیگر در این نمونه‌ها سنجیده شدند تا «اثر انگشت شیمیایی» ایجاد شود.
نتایج بسیار واضح بودند: پومیس‌های لاخر زه تقریباً هیچ پلاتینیوم نداشتند و غلظت‌ها از حد قابل‌تشخیص کمتر بودند. حتی اگر بخشی از پلاتین در زمان فوران به جو منتقل شده باشد، این آتشفشان نمی‌تواند به عنوان منبع انتقال پلاتینیوم به گرینلند محسوب شود.
علاوه بر این، با بررسی دقیق‌تر زمان‌بندی، مشخص شد که جهش پلاتینیوم تقریباً ۴۵ سال پس از آغاز یونگر دریاس رخ داده است؛ بنابراین نمی‌توانسته عامل ایجاد سرمای ناگهانی باشد.
نکته‌ی جالب دیگر این است که افزایش پلاتینیوم به مدت ۱۴ سال ادامه داشت؛ این موضوع بیشتر با فرآیند‌های بلندمدت، مانند فوران آتشفشانی سازگار است تا یک برخورد ناگهانی شهاب‌سنگ.
ردپای آتشفشان‌های ایسلند
پس از مقایسه‌ی نشانه‌های شیمیایی مغزه‌ی یخی با نمونه‌های مختلف زمین‌شناسی، نزدیک‌ترین شباهت‌ها در چگالش گازهای آتشفشانی مشاهده شد، به ویژه در آتشفشان‌های زیرآب.
آتشفشان‌های ایسلند قادر به تولید فوران‌های شکافی هستند که ممکن است سال‌ها یا حتی دهه‌ها به طول انجامد؛ درست به همان شیوه‌ای که جهش پلاتینیوم در مغزه‌ی یخی به وجود آمده است. در زمان ذوب یخچال‌ها که فشار موجود در لایه‌های پوسته کاهش یافته، فعالیت آتشفشانی ایسلند به شدت گسترش یافته است.
فوران‌های زیرآبی یا زیر یخی به دلیل تماس با آب ویژگی‌های شیمیایی خاصی تولید می‌کنند: آب دریا می‌تواند ترکیبات گوگردی را جداسازی کرده و در عین حال غلظت عناصری نظیر پلاتین را افزایش دهد. سپس این گازهای غنی از پلاتین به گرینلند منتقل و در یخ رسوب کرده‌اند.
پژوهش‌های تازه در زمینه‌ی فوران‌های تاریخی ایسلند از این فرضیه حمایت می‌کند:
• فوران کاتلا در قرن هشتم سبب جهش ۱۲ ساله‌ای در فلزات سنگین (همچون بیسموت و تالیم) در یخ‌های گرینلند شده است.
• فوران اِلدگیا در قرن دهم باعث بر جای ماندن اثر کادمیم در یخچال‌ها گشته است.
اگرچه پلاتین در این مطالعات مورد سنجش قرار نگرفته، اما این موارد نشان می‌دهند که آتشفشان‌های ایسلند بارها فلزات سنگین را به یخ‌های گرینلند انتقال داده‌اند.
تأثیرات عمیق؟
با توجه به اختلاف زمانی، افزایش پلاتینیوم نمی‌تواند آغازگر یونگر دریاس باشد. اما تحقیقات ما نتایج پیشین را تأیید می‌کند که نشان می‌دهد در آغاز دمای ناگهانی، جهش فراوانی از سولفات‌های آتشفشانی در مغزه‌های یخی وجود داشته است.
این فوران – چه از لاخر زه و چه از آتشفشانی ناشناخته – به اندازه‌ای گوگرد به جو تزریق کرده است که با بزرگ‌ترین فوران‌های ثبت‌شده تاریخ برابر است.
چنین فوران‌هایی می‌توانند با بازتاب نور خورشید دمای زمین را کاهش دهند و سپس زنجیره‌ای از واکنش‌های مثبت، نظیر گسترش یخ دریا، تغییر الگوهای باد و اختلال در جریان‌های اقیانوسی را به دنبال داشته باشند.
بدین ترتیب، زمین در یک وضعیت شکننده میان عصر یخبندان و دوره‌ی میان‌یخبندان قرار داشت و همین فشار آتشفشانی کافی بود تا سیستم اقلیمی به سمت سرما گرایش یابد.
البته باید به خاطر داشت که مطالعه‌ی ما فقط بر روی جهش پلاتینیوم متمرکز بوده و شواهد دیگری – مانند کرویول‌های ذوب‌شده یا لایه‌های تیره‌ی مرموز در خاک – مد نظر قرار نگرفته است.
با این حال، بر اساس تحلیل‌های ما از داده‌های جدید و قدیمی، توضیحی که بهتر از همه فرضیات عمل می‌کند، یک فوران آتشفشانی عظیم در نیمکره‌ی شمالی است.
درس‌هایی برای آینده
درک محرک‌های اقلیمی گذشته، برای فهم آنچه در آینده با آن روبرو خواهیم بود اساسی است. احتمال برخورد شهاب‌سنگ یا وقوع یک فوران آتشفشانی بزرگ در هر سال کم است، اما وقوع چنین رویدادهایی در بلندمدت تقریباً غیرقابل اجتناب است.
بنابراین، آگاهی از چگونگی واکنش اقلیم زمین در گذشته به ما کمک می‌کند تا برای پیامدهای بزرگ آینده آماده شویم.