آیا رسوب نمک باعث تبدیل سیاره زمین به گلوله برفی شد؟
زومیت: مطالعات دانشمندان نشان داده است که در گذشته، رسوبات نمک در یخ دریا با انعکاس نور خورشید و ایجاد یک حلقه بازخورد مثبت به خنک شدن سیاره کمک می کرد.
نمک معمولاً برف را ذوب می کند، اما در مقیاس سیاره ای ممکن است برعکس عمل کرده باشد. یافتههای جدید نشان میدهد که رسوب نمک از یخهای دریا میتواند یکی از عوامل کلیدی در آغاز و ادامه دورهای به نام «زمین گلوله برفی» باشد که حدود ۷۰۰ میلیون سال پیش رخ داد و طی آن اقیانوسهای زمین کاملاً یخ زدند.
محققان بر این باورند که نمک بازتابنده می تواند اثر خنک کنندگی یخ را با انعکاس نور خورشید تشدید کند و یک حلقه بازخورد مثبت ایجاد کند. این فرضیه جدید توضیح می دهد که چگونه پوشش یخی زمین با وجود تبخیر (ذوب شدن) بدون کوچک شدن به سطوح غیر واقعی منبسط شده است. نیاز به دی اکسید کربن در جو.
رویدادی که به عنوان “زمین گلوله برفی” (زمانی که اقیانوس ها تا خط استوا یخ زدند) به موضوع مهمی در تحقیقات زمین شناسی در سال های اخیر تبدیل شده است. این دوره شدیدترین رویداد آب و هوایی در تاریخ سیاره ما در نظر گرفته می شود و دانشمندان همچنان در تلاش برای یافتن پاسخی قطعی برای چگونگی وقوع آن هستند.
یکی از سوالات اصلی که محققان در تلاش برای یافتن پاسخ آن هستند این است که آیا ممکن است در عصر گلوله برفی زمین، مناطق محدودی باقی مانده باشد که آب به صورت مایع باقی مانده و حیات در آنها ادامه داشته باشد؟ همچنین پایان این رویداد و تاثیر آن بر حیات روی زمین نیز موضوع تحقیقات گسترده ای است. اما بزرگترین سوال در مورد زمین گلوله برفی این است که چگونه این اتفاق افتاد؟
بخشی از پاسخ مشخص است: یک چرخه معیوب که در آن یخ در حال گسترش، نور بیشتری را منعکس میکند، سیاره را خنک میکند و یخهای بیشتری را رشد میدهد. همچنین فرآیندهای زمین شناسی که دی اکسید کربن را سریعتر از اتمسفر خارج می کنند، احتمالاً دخیل بوده اند. دی اکسید کربن یکی از گازهای گلخانه ای است که به گرم نگه داشتن سیاره کمک می کند، بنابراین کاهش مقدار آن می تواند منجر به خنک شدن سیاره شود. با این حال، آنچه در حال حاضر می دانیم کافی نیست و هنوز شکاف هایی در درک کامل این رویداد وجود دارد.
اکنون، محققان دانشگاه نروژی شمال مکانیسم بازخورد اضافی را پیشنهاد کردهاند که ممکن است حداقل بخشی از شکاف اطلاعاتی موجود را پر کند. آنها خاطرنشان می کنند که “در دماهای به اندازه کافی پایین، نمک از یخ دریا شروع به رسوب می کند و یک لایه کریستالی را تشکیل می دهد.” این کریستال های نمک بسیار بازتابنده هستند و می توانند همان نقش یخ را در مسدود کردن نور خورشید و در نتیجه خنک کردن سیاره ایفا کنند.
یکی از سؤالات مهم در تحقیقات مربوط به دوره «زمین گلوله برفی» این است که اگر طبق مدل ها تبخیر یخ در مناطق گرمسیری هزاران سال ادامه داشته باشد، چگونه می توان گسترش و تداوم پوشش یخی در سطح سیاره را توضیح داد؟ فرضیه پیشنهادی نقش بازتاب نور خورشید توسط نمک های روی سطح زمین است. به این ترتیب نمک علاوه بر یخ به کاهش دما و حفظ شرایط یخ با افزایش میزان بازتاب نور خورشید نیز کمک می کند.
قبل از ادامه، توجه به این نکته ضروری است که آب نمک به خوبی یخ نمیزند و معمولاً در حین انجماد حذف میشود. به همین دلیل است که با گسترش یخ دریا در زمستان قطب شمال یا قطب جنوب، آب اطراف شورتر می شود. با دانستن این موضوع، ممکن است تعجب کنید که چگونه نمک ممکن است در یخ دریا برای بارش وجود داشته باشد.
پاسخ این است که اگرچه مقدار زیادی نمک در هنگام انجماد حذف می شود، اما مقداری از آن در شرایط سرد به دام می افتد. یک مطالعه اخیر نشان می دهد که با رسیدن انبساط یخ دریا به نقطه ای که سرعت ذوب از تشکیل مجدد آن پیشی می گیرد، تولید نمک در مناطق گرمسیری به عنوان یک مکانیسم جایگزین برای افزایش بازتاب نور خورشید و کاهش دمای زمین عمل کرده است.
اگرچه این مطالعه نمی تواند مدت زمان دقیق رسوب نمک را در دوران گلوله برفی زمین تعیین کند، محققان از احتمال چنین رسوبی مطمئن هستند. پیش از این، مدلسازی آب و هوای این دوره نیازمند سطوح غیرواقعی کاهش دیاکسید کربن در جو بود. اما با در نظر گرفتن نقش نمک می توان میزان دی اکسید کربن را در محدوده معقول تری تصور کرد.
اگر نقش رسوبات نمک در نظر گرفته شود، پیشبینیها در مورد دمای هوا و میزان گرمایش مورد نیاز برای خروج از دوره گلوله برفی زمین میتواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد. به عبارت دیگر، در نظر گرفتن این عامل باعث میشود که الزامات قبلی برای مدلسازی شرایط آبوهوایی آن دوران بازنگری شود.
محققان معتقدند که توضیحات آنها قانع کننده است. زیرا ترکیب نمک های دریایی یکنواخت نیست. برخی از انواع نمک در دمای منفی ۸ درجه سانتیگراد رسوب می کنند در حالی که برای بارندگی برخی دیگر دمای منفی ۳۶ درجه سانتیگراد لازم است. این تغییر به یک حلقه بازخورد اجازه میدهد: کاهش دما باعث آزاد شدن برخی از نمکها میشود و افزایش انعکاس سیاره باعث میشود تا زمانی که انواع دیگر نمکها رسوب نکنند سرد شود.
محققان بیان می کنند که مدل آنها جامع نیست و همه عوامل شناخته شده مانند نقش ابرها در گسترش زمین گلوله برفی را شامل نمی شود. همچنین، آنها اذعان دارند که میزان بازخورد از رسوب نمک هنوز به طور قطعی مشخص نشده است. با این حال، حتی یک اثر کوچک می تواند قابل توجه باشد.
