فیزیکدانان پیش‌بینی می‌کنند که زمین به جهانی آشوبناک با پیامدهای سهمگین تبدیل خواهد شد

یک پژوهش جدید نشان می‌دهد فعالیت‌های بشری علاوه‌بر افزایش دمای زمین باعث آشفتگی اقلیم سیاره نیز شده است. نتایج این مطالعه یک تصویر گسترده و کلی از بیشینه تأثیر بالقوه‌ی فعالیت‌های بشری بر شرایط اقلیمی زمین را ترسیم می‌کند؛ و باید اذعان کرد این تصویر اصلاً زیبا نیست.

اگرچه در این مطالعه به شبیه‌سازی کامل مدل‌های اقلیمی پرداخته نشده است اما دانشمندان دپارتمان فیزیک و نجوم دانشگاه پورتو در پرتغال می‌گویند این تحقیق می‌تواند یک تصویر کلی از آینده‌ی جهانی را ترسیم کند که در آن انسان‌ها با ادامه‌ی روند فعلی و استفاده‌ی افسارگسیخته از سوخت‌های فسیلی برای محدود‌کردن تأثیر تغییرات اقلیمی عملاً اقدامی انجام نخواهند داد.

اورفئو برتولامی، یکی از محققان این پژوهش می‌گوید:

تبعات تغییرات اقلیمی شناخته‌شده هستند (خشک‌سالی‌ها، موج‌های گرما و دیگر پدیده‌های آب‌و‌هوایی غیرمتعارف). اگر رفتار سیستم زمین وارد مرحله‌ی آشفتگی شود دیگر هیچ امیدی برای حل مشکل وجود نخواهد داشت.

تغییرات اقلیمی

اقلیم زمین به‌صورت متناوب دستخوش تغییرات شدید و گسترده‌ای می‌شود، به‌گونه‌ای که از یک نقطه‌ی تعادل به نقطه‌ی تعادل دیگری می‌رسد. این تغییرات اغلب تحت‌ تأثیر عوامل خارجی مانند تغییر مدار زمین یا افزایش شدید فعالیت‌های آتش‌فشانی به‌وقوع می‌پیوندند. اما تحقیقات پیشین نشان داده است که زمین در حال ورود به یک عصر جدید است، و عامل پیدایش آن هم تغییرات اقلیمی ناشی از فعالیت‌های بشری است. همچنان که انسان‌ها کربن بیشتری را روانه‌ی اتمسفر زمین می‌کنند به پیدایش عصر جدیدی از تأثیر فعالیت‌های بشر بر اکوسیستم زمین کمک می‌کنند. دانشمندان عصر جدید زمین را آنتروپوسین نام‌گذاری کرده‌اند، دوره‌ای که زمین تا‌به‌حال مشابه آن را به‌ خود ندیده است.

در این مطالعه محققان آغاز عصر آنتروپوسین را به‌شکل یک مرحله‌ی گذار مدل‌سازی کرده‌اند. بسیاری از افراد با عبارت مرحله‌ی گذار آشنا هستند، برای مثال یخ هنگام ذوب‌شدن و تبدیل آن از حالت مایع به جامد یا بخار شدن آب مایع و تبدیل آن به گاز باید از مرحله‌ی گذار عبور کند. اما تغییر حالت می‌تواند در سیستم‌ها نیز روی دهد. در این‌جا سیستم مورد نظر شرایط اقلیمی زمین است. اقلیم زمین باعث پیدایش فصل‌ها و شرایط آب‌و‌هوایی با زمان‌بندی قابل‌پیش‌بینی می‌شود. اما در مرحله‌ی گذار الگوی فصل‌ها و شرایط آب‌و‌هوایی تغییر می‌کند. وقتی اقلیم زمین وارد مرحله‌ی گذار می‌شود این الگوها دستخوش تغییر‌ات شدید و ناگهانی می‌شوند.

مشکلات لجستیکی

منظور دانشمندان از ورود اقلیم زمین به مرحله‌ی گذار این است که زمین به‌عنوان یک سیاره، در حال توسعه‌ی الگوی‌های آب‌وهوایی جدیدی است. پیش‌بینی شکل و شمایل این الگوها بزرگ‌ترین معمایی به حساب می‌آید که پیش‌روی علم اقلیم‌شناسی قرار دارد.

شرایط آب‌وهوایی زمین در آینده چگونه خواهد بود؟ آینده‌ی اقلیم زمین توسط مسیر فعالیت‌های بشری در چند دهه‌ی آینده تعیین می‌شود. محققان در گزارش تحقیق خود نوشته‌اند که کاهش شدید انتشار کربن نسبت به وضعیت فعلی باعث تغییر رفتار زمین در دهه‌های آتی خواهد شد.

محققان به‌منظور مطالعه‌ی تمام مسیرهای ممکن برای سیر تغییر شرایط اقلیمی زمین از یک ابزار ریاضی به‌نام نقشه‌ی لجستیکی استفاده کرده‌اند. آن‌ها امیدوار هستند با بررسی احتمالات مختلف بتوان بهترین گزینه‌ها برای حل بحران تغییرات اقلیمی را پیش روی ما قرار دهند. یکی از مزیت‌های استفاده از نقشه‌ی لجستیکی برای توصیف شرایط این است که می‌توان یکی از مولفه‌ها، مانند میزان کربن در اتمسفر، را متغیر فرض کرد، اما این متغیر پس از مدتی به‌طور طبیعی به حداکثر مقدار ممکن می‌رسد. برای مثال دانشمندان اغلب از نقشه‌ی لجستیکی برای مطالعه‌ی جمعیت حیوانات استفاده می‌کنند. حیوانات با زاد ولد بیشتر می‌توانند جمعیت خود را افزایش دهند، اما تعداد آن‌ها پس از مدتی از یک حد فراتر نمی‌رود چرا ‌که منابع غذایی آن‌ها محدود است، همچنین شکار آن‌ها توسط حیوانات دیگر باعث محدود شدن میزان افزایش جمعیت می‌شود.

تأثیر انسان‌ها بر شرایط اقلیمی به‌طور قطع در حال افزایش است، در واقع بیش از یک قرن است که تأثیر فعالیت‌های بشری بر اقلیم زمین به‌طور تصاعدی رشد کرده است. اما محققان معتقدند این روند افزایشی پس از مدتی متوقف خواهد شد. برای مثال افزایش جمعیت انسان‌ها نمی‌تواند تا ابد ادامه یابد از این‌ رو فعالیت‌های انتشاردهنده‌ی کربن نیز پس از مدتی به حداکثر میزان خود خواهد رسید و درنهایت گسترش آلودگی باعث زوال هرچه بیشتر محیط‌زیست خواهد شد. بنابراین می‌توان گفت انتشار کربن در برهه‌ای از زمان به حد نهایی خود می‌رسد، اکنون محققان می‌گویند با استفاده از نقشه‌ی لجیستیکی می‌توان تصویری از حداکثر تأثیر میزان انتشار کربن بر اقلیم زمین ترسیم کرد.

هرج‌ومرجی همگانی

محققان مسیرهای مختلفی را که نقشه‌ی لجیستیک بشری ممکن است در آینده طی کند مورد بررسی قرار داده‌اند. مؤلفه‌های گوناگونی بر نحوه‌ی تکامل نقشه‌ی لجستیکی تأثیرگذار خواهند بود، مؤلفه‌هایی مانند جمعیت، معرفی استراتژی‌های مختلف برای کاهش انتشار کربن و توسعه‌ی فناوری‌های بهتر و کارآمدتر. دانشمندان با توصیف سیر انتشار کربن توسط فعالیت‌های بشری توانستند نحوه‌ی تغییر شرایط اقلیمی زمین و ورود آن به مرحله‌ی گذار را شبیه‌سازی کنند.

در بهترین حالت وقتی میزان انتشار کربن به حد نهایی خود می‌رسد، اقلیم زمین در دمای میانگین جدید، اما بالاتر به نقطه‌ی تعادل می‌رسد. این دمای میانگین بالا برای انسان‌ها و زمین زیان‌آور است چون باعث بالا آمدن سطح اقیانوس‌ها و وقوع پدیده‌های آب‌و‌هوایی شدید‌تر می‌شود. بااین‌حال این وضعیت هرچه‌قدر هم که گرم باشد، اما حداقل پایدار است. آنتروپوسین مانند دوره‌های زمین‌شناسی گذشته خواهد بود، البته کمی گرم‌تر از آن‌ها، از این‌رو ما همچنان شاهد الگوهای اقلیمی منظم و تکرارشونده خواهیم بود.

بااین‌حال به‌باور پژوهشگران در بدترین حالت، اقلیم زمین دچار آشفتگی می‌شود؛ یک آشفتگی یا chaos واقعی از لحاظ ریاضی. در یک سیستم آشفته هیچ نقطه‌ی تعادل یا الگوی تکرارشونده‌ای وجود ندارد. در یک اقلیم آشفته در هر دهه (یا حتی هر سال) فصل‌‌ها شدیداً دستخوش تغییر می‌شوند. در برخی از سال‌ها ممکن است پدیده‌های آب‌‌وهوایی ناگهانی و شدید روی دهد در حالی‌که در سال‌ها دیگر ممکن است هیچ اتفاقی نیفتد. در این شرایط حتی ممکن است دمای میانگین زمین در بازه‌های زمانی نسبتاً کوتاه دچار نوسان شود. در این وضعیت به‌ هیچ‌وجه نمی‌توان پیش‌بینی کرد که اقلیم زمین در آینده کدام مسیر را در پیش خواهد گرفت. برتولامی در این‌مورد می‌گوید:

رفتار آشفته به این معنی است که پیش‌بینی رفتار سیستم زمین در آینده غیرممکن خواهد بود، حتی اگر با قطعیت بالا از وضعیت فعلی آگاه باشیم. در این وضعیت توانایی ما در کنترل شرایط و سوق دادن سیستم زمین به یک نقطه‌ی تعادل جدید بی‌اثر خواهد شد.

اما نگران‌کننده‌ترین یافته‌ی محققان این است که پس از عبور دمای اتمسفر زمین از یک حد مشخص، ممکن است یک چرخه‌ی بازخورد ایجاد شود، در این شرایط دیگر راه گریزی برای اجتناب از اقلیم آشفته نخواهد بود. برخی شواهد حاکی از این است که ما تاکنون از این نقطه‌ی بحرانی عبور کرده‌ایم، اما هنوز برای جلوگیری از وقوع فاجعه‌ی اقلیمی دیر نیست.