الأرض المتجمدة - الأرض البيضاء

01 لون كوكب الحياة

مع تحليق المزيد والمزيد من الأقمار الصناعية أو المحطات الفضائية في الفضاء، يتم إرسال المزيد والمزيد من صور الأرض. كثيرا ما نصف أنفسنا بالكوكب الأزرق لأن 70% من مساحة الأرض تغطيها المحيطات. ومع ارتفاع درجة حرارة الأرض، يتسارع معدل ذوبان الأنهار الجليدية في القطبين الشمالي والجنوبي، وسوف تستمر مستويات سطح البحر في الارتفاع، مما يؤدي إلى تآكل الأراضي الموجودة. في المستقبل، ستصبح مساحة المحيط أكبر، وسيصبح مناخ الأرض معقدًا بشكل متزايد. هذا العام حار جدًا، والعام المقبل بارد جدًا، والعام قبل الماضي جاف جدًا، والعام الذي يليه عاصفة ممطرة قادمة كارثية. نقول جميعًا أن الأرض تكاد تكون غير صالحة لسكنى الإنسان، ولكن في الواقع، هذا مجرد تغيير طبيعي بسيط للأرض. في مواجهة قوانين وقوى الطبيعة القوية، البشر لا شيء.

مع تحليق المزيد والمزيد من الأقمار الصناعية أو المحطات الفضائية في الفضاء، يتم إرسال المزيد والمزيد من صور الأرض. كثيرا ما نصف أنفسنا بالكوكب الأزرق لأن 70% من مساحة الأرض تغطيها المحيطات. ومع ارتفاع درجة حرارة الأرض، يتسارع معدل ذوبان الأنهار الجليدية في القطبين الشمالي والجنوبي، وسوف تستمر مستويات سطح البحر في الارتفاع، مما يؤدي إلى تآكل الأراضي الموجودة. في المستقبل، ستصبح مساحة المحيط أكبر، وسيصبح مناخ الأرض معقدًا بشكل متزايد. هذا العام حار جدًا، والعام المقبل بارد جدًا، والعام قبل الماضي جاف جدًا، والعام الذي يليه عاصفة ممطرة قادمة كارثية. نقول جميعًا أن الأرض تكاد تكون غير صالحة لسكنى الإنسان، ولكن في الواقع، هذا مجرد تغيير طبيعي بسيط للأرض. في مواجهة قوانين وقوى الطبيعة القوية، البشر لا شيء.

في عام 1992، استخدم جوزيف كيرشفينك، أستاذ الجيولوجيا في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، لأول مرة مصطلح "الأرض كرة الثلج"، والذي تم دعمه وتحسينه لاحقًا من قبل كبار الجيولوجيين. كرة الثلج هي فرضية لا يمكن تحديدها بشكل كامل في الوقت الحاضر، وتستخدم لوصف أكبر وأشد عصر جليدي في تاريخ الأرض. كان مناخ الأرض معقدًا للغاية، حيث بلغ متوسط ​​درجة الحرارة العالمية 40-50 درجة مئوية تحت الصفر، لدرجة أن الأرض كانت باردة جدًا لدرجة أن سطحها كان يحتوي على الجليد فقط.

02 الغطاء الجليدي للأرض كرة الثلج

من المحتمل أن الأرض الثلجية قد حدثت في عصر الطلائعيات الحديثة (منذ حوالي 1-6 مليار سنة)، والتي تنتمي إلى فترة الطلائعيات في عصر ما قبل الكمبري. تاريخ الأرض قديم جدًا وطويل. لقد قيل من قبل أن ملايين السنين من تاريخ البشرية هي مجرد غمضة عين بالنسبة للأرض. غالبًا ما نعتقد أن الأرض الحالية مميزة جدًا في ظل التحول البشري، لكنها في الواقع لا علاقة لها بتاريخ الأرض والحياة. تعد عصور الدهر الوسيط والأركيان والطلائع (المعروفة مجتمعة باسم العصور الخفيضة، والتي تشغل ما يقرب من 4 مليارات سنة من 4.6 مليار سنة للأرض)، وفترة الإدياكارا في عصر الطلائع الحديثة من عصر الطلائعيات هي فترة خاصة من الحياة على الأرض.

خلال فترة الأرض كرة الثلج، كانت الأرض مغطاة بالكامل بالثلوج والجليد، مع عدم وجود محيطات أو أرض. في بداية هذه الفترة، لم يكن هناك سوى قطعة واحدة من الأرض على الأرض تسمى القارة العظمى (رودينيا) بالقرب من خط الاستواء، وكانت بقية المنطقة عبارة عن محيطات. عندما تكون الأرض في حالة نشطة، تستمر البراكين في الانفجار، وتظهر المزيد من الصخور والجزر على سطح البحر، وتستمر مساحة اليابسة في التوسع. يغلف ثاني أكسيد الكربون المنبعث من البراكين الأرض، ويشكل ظاهرة الاحتباس الحراري. وتتركز الأنهار الجليدية، كما هو الحال الآن، في القطبين الشمالي والجنوبي للأرض، وهي غير قادرة على تغطية الأراضي القريبة من خط الاستواء. ومع استقرار نشاط الأرض، تبدأ الانفجارات البركانية أيضًا في الانخفاض، وتبدأ أيضًا كمية ثاني أكسيد الكربون في الهواء في الانخفاض. المساهم المهم في امتصاص ثاني أكسيد الكربون هو التجوية الصخرية. وفقا لتصنيف التركيب المعدني، تنقسم الصخور بشكل رئيسي إلى صخور سيليكات وصخور كربونات. تمتص صخور السيليكات ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي أثناء التجوية الكيميائية، ثم تخزن ثاني أكسيد الكربون على شكل CaCO3، مما يشكل تأثير بالوعة الكربون على مقياس زمني جيولوجي (> مليون سنة). يمكن للتجوية الصخرية الكربونية أيضًا أن تمتص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، مما يشكل مخزنًا للكربون على نطاق زمني أقصر (أقل من 100000 سنة) على شكل HCO3-.

هذه عملية توازن ديناميكي. عندما تتجاوز كمية ثاني أكسيد الكربون التي تمتصها التجوية الصخرية كمية الانبعاثات البركانية، يبدأ تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في الانخفاض بسرعة، حتى يتم استهلاك الغازات الدفيئة بالكامل وتبدأ درجات الحرارة في الانخفاض. تبدأ الأنهار الجليدية عند قطبي الأرض في الانتشار بحرية. مع زيادة مساحة الأنهار الجليدية، هناك المزيد والمزيد من المناطق البيضاء على سطح الأرض، وينعكس ضوء الشمس مرة أخرى إلى الفضاء بواسطة الأرض الثلجية، مما يؤدي إلى تفاقم انخفاض درجة الحرارة وتسريع تكوين الأنهار الجليدية. يزداد عدد الأنهار الجليدية المبردة - المزيد من انعكاس ضوء الشمس - مزيد من التبريد - المزيد من الأنهار الجليدية البيضاء. في هذه الدورة، تجمد الأنهار الجليدية في كلا القطبين تدريجيًا جميع المحيطات، لتلتئم في النهاية القارات القريبة من خط الاستواء، وتشكل أخيرًا طبقة جليدية ضخمة يزيد سمكها عن 3000 متر، وتغلف الأرض بالكامل في كرة من الجليد والثلج. . في هذا الوقت، انخفض تأثير رفع بخار الماء على الأرض بشكل كبير، وكان الهواء جافًا بشكل استثنائي. أشرق ضوء الشمس على الأرض دون خوف، ثم انعكس مرة أخرى. إن شدة الأشعة فوق البنفسجية ودرجة الحرارة الباردة جعلت من المستحيل وجود أي حياة على سطح الأرض. يشير العلماء إلى الأرض على مدى مليارات السنين باسم "الأرض البيضاء" أو "الأرض كرة الثلج"

03 ذوبان كرة الثلج على الأرض

في الشهر الماضي، عندما تحدثت مع أصدقائي عن الأرض خلال هذه الفترة، سألني أحدهم: "وفقًا لهذه الدورة، يجب أن تكون الأرض متجمدة دائمًا." كيف ذابت فيما بعد؟ هذا هو قانون الطبيعة العظيم وقوة الإصلاح الذاتي.

وبما أن الأرض مغطاة بالكامل بالجليد الذي يصل سمكه إلى 3000 متر، فإن الصخور والهواء معزولان، ولا تستطيع الصخور امتصاص ثاني أكسيد الكربون من خلال التجوية. ومع ذلك، فإن نشاط الأرض نفسها لا يزال من الممكن أن يؤدي إلى ثوران بركاني، مما يؤدي إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون ببطء في الغلاف الجوي. وفقًا لحسابات العلماء، إذا أردنا أن يذوب الجليد الموجود على كرة الثلج على الأرض، فيجب أن يكون تركيز ثاني أكسيد الكربون حوالي 350 ضعف التركيز الحالي على الأرض، وهو ما يمثل أكثر من 13% من الغلاف الجوي بأكمله (الآن 0.03%)، و عملية الزيادة هذه بطيئة جدًا. استغرق الأمر حوالي 30 مليون سنة حتى يتراكم الغلاف الجوي للأرض ما يكفي من ثاني أكسيد الكربون والميثان، مما يشكل تأثيرًا قويًا على ظاهرة الاحتباس الحراري. بدأت الأنهار الجليدية في الذوبان، وبدأت القارات القريبة من خط الاستواء في كشف الجليد. وكانت الأرض المكشوفة أغمق في اللون من الجليد، وامتصت المزيد من حرارة الشمس وبدأت ردود فعل إيجابية. ارتفعت درجة حرارة الأرض أكثر، وانخفضت الأنهار الجليدية أكثر، مما يعكس كمية أقل من ضوء الشمس، ويكشف المزيد من الصخور، ويمتص المزيد من الحرارة، ويشكل تدريجياً أنهاراً غير متجمدة... وتبدأ الأرض في التعافي!

في الشهر الماضي، عندما تحدثت مع أصدقائي عن الأرض خلال هذه الفترة، سألني أحدهم: "وفقًا لهذه الدورة، يجب أن تكون الأرض متجمدة دائمًا." كيف ذابت فيما بعد؟ هذا هو قانون الطبيعة العظيم وقوة الإصلاح الذاتي.

وبما أن الأرض مغطاة بالكامل بالجليد الذي يصل سمكه إلى 3000 متر، فإن الصخور والهواء معزولان، ولا تستطيع الصخور امتصاص ثاني أكسيد الكربون من خلال التجوية. ومع ذلك، فإن نشاط الأرض نفسها لا يزال من الممكن أن يؤدي إلى ثوران بركاني، مما يؤدي إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون ببطء في الغلاف الجوي. وفقًا لحسابات العلماء، إذا أردنا أن يذوب الجليد الموجود على كرة الثلج على الأرض، فيجب أن يكون تركيز ثاني أكسيد الكربون حوالي 350 ضعف التركيز الحالي على الأرض، وهو ما يمثل أكثر من 13% من الغلاف الجوي بأكمله (الآن 0.03%)، و عملية الزيادة هذه بطيئة جدًا. استغرق الأمر حوالي 30 مليون سنة حتى يتراكم الغلاف الجوي للأرض ما يكفي من ثاني أكسيد الكربون والميثان، مما يشكل تأثيرًا قويًا على ظاهرة الاحتباس الحراري. بدأت الأنهار الجليدية في الذوبان، وبدأت القارات القريبة من خط الاستواء في كشف الجليد. وكانت الأرض المكشوفة أغمق في اللون من الجليد، وامتصت المزيد من حرارة الشمس وبدأت ردود فعل إيجابية. ارتفعت درجة حرارة الأرض أكثر، وانخفضت الأنهار الجليدية أكثر، مما يعكس كمية أقل من ضوء الشمس، ويكشف المزيد من الصخور، ويمتص المزيد من الحرارة، ويشكل تدريجياً أنهاراً غير متجمدة... وتبدأ الأرض في التعافي!

إن تعقيد القوانين الطبيعية وبيئة الأرض يتجاوز بكثير فهمنا وخيالنا البشري. تؤدي الزيادة في تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى ظاهرة الاحتباس الحراري، كما يؤدي ارتفاع درجات الحرارة إلى تعزيز التجوية الكيميائية للصخور. وتزداد أيضًا كمية ثاني أكسيد الكربون الممتصة من الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى قمع النمو السريع لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ويؤدي إلى التبريد العالمي، مما يشكل آلية ردود فعل سلبية. من ناحية أخرى، عندما تكون درجة حرارة الأرض منخفضة، تكون شدة التجوية الكيميائية أيضًا عند مستوى أقل، ويكون تدفق امتصاص ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي محدودًا للغاية. ونتيجة لذلك، يمكن أن يتراكم ثاني أكسيد الكربون المنبعث من الأنشطة البركانية وتحول الصخور، مما يعزز تطور الأرض نحو الاحترار ويمنع درجة حرارة الأرض من الانخفاض للغاية.

وهذا التغيير، الذي يُقاس غالبًا بمليارات السنين، ليس شيئًا يمكن للبشر السيطرة عليه. كأعضاء عاديين في الطبيعة، ما يجب علينا فعله أكثر هو التكيف مع الطبيعة والامتثال لقوانينها، بدلاً من تغيير الطبيعة أو تدميرها. إن حماية البيئة وحب الحياة هو ما يجب على كل إنسان أن يفعله، وإلا فلن نواجه إلا الانقراض.