شدیدترین عصرهای یخبندان زمین را به گلوله‌ای برفی تبدیل کرده بودند

دانشمندان به تازگی اطلاعات جالب‌توجهی در مورد شدیدترین عصرهای یخبندان به دست آورده‌اند؛ وقایعی فوق‌العاده خطرناک که در گذشته سراسر زمین را از یخ و برف پوشانده بودند!

عصرهای یخبندان در تاریخ سیاره مربوط به دوره‌هایی می‌شوند که دمای سطح زمین تا حد فوق‌العاده زیادی پایین آمده‌اند و تازه‌ترین تحقیقات دانشمندان در این رابطه نشان می‌دهند که در شدیدترین حالت‌های ممکن، سیاره ما در گذشته خود یخبندان‌های مهیبی را تجربه کرده که آن را عملا به یک گلوله برفی تبدیل کرده بودند.

دانشمندان می‌گویند که در شدیدترین حالت‌های ممکن، یخ‌های قطب جنوب و شمال زمین به هنگام یخبندان‌های سیاره‌ای، به حدی گسترده می‌شدند که یخ آن‌ها تا عرض‌های جغرافیایی پایین‌تر پیشروی می‌کرد و در بدترین شرایط به خط استوا می‌رسید. شواهد مربوط به چنین اتفاقی را می‌توان در نمونه‌های زمین شناسی گوناگون، مخصوصا مربوط به یخبندان‌های دوران کرایوژینیان (Cryogenian) از تاریخ پر فراز و نشیب زمین پیدا کرد.

چنین پدیده‌های سیاره‌ای که عملا ظاهر کلی زمین را تغییر می‌دادند، با نام «گلوله برفی» هم شناخته می‌شوند، چرا که با پوشیده شدن کل سیاره از برف سفید، سیاره ما در منظومه شمسی همانند یک گلوله برفی بزرگ به نظر می‌رسید.

با این حال سوالی که ذهن بسیاری از مخاطبان کنجکاو را با خواندن پاراگراف‌های بالا مشغول می‌کند، این بوده که چه اتفاقی باعث پوشیده شدن کل سیاره با برف‌ و یخ می‌شده است؟

دلیل بروز عصرهای یخبندان شدید

در حالی که دلیل اصلی بروز این اتفاقات در تاریخ زمین هنوز در هاله‌ای از ابهام بوده، دانشمندان اخیرا نظریه‌های جالبی را در مورد دلایل احتمالی شدیدترین عصرهای یخبندان زمین مطرح کرده‌اند؛ دانشمند سیاره‌ای کنستانتین آرنشیت (Constantin Arnscheidt) از دانشگاه ام آی تی در این رابطه می‌گوید که تمامی توضیحات دانشمندان در رابطه با دلیل اتفاقات مورد نظر به نوعی به مسدود شدن نور خورشید و تشعشعات خورشیدی مربوط می‌شوند.

در واقع تمامی توضیحات ارائه شده در مورد این موضوع به کاهش نور و حرارت دریافتی از خورشید به دلایل مختلف مربوط هستند و گفته شده که بعد از کاهش این حرارت از حدی مشخص، دیگر گرمای لازم برای کاهش گسترده یخ قطب‌ها فراهم نمی‌شود و سطح زمین شروع به یخ زدن می‌کند.

از طرفی ممکن است که اتفاقاتی عظیم باعث پیدایش ابرهای غلیظ در اتمسفر زمین شوند که پس از مدتی نور و حرارت دریافتی از ستاره منظومه را مسدود می‌کنند. همچنین این احتمال وجود دارد که در چرخه‌ای عکس فرآیند گرمایش زمین که هم‌اکنون در جریان است، میزان گازهای گلخانه‌ای جو سیاره که معمولا حرارت را در خود حفظ می‌کنند، به حدی کم می‌شود که دمای زمین به حالت عصرهای یخبندان می‌رسد. هم‌اکنون می‌بینیم که وجود مقدار زیادی از گازهای مورد نظر باعث گرم شدن سیاره شده، اما به نظر می‌رسد که عکس چنین پدیده‌ای هم می‌تواند رخ دهد.

آرنشیت در این رابطه می‌گوید که تمامی توضیحات قبلی محققان در مورد رسیدن گستره یخ‌های قطبی به عرض‌های جغرافیایی پایین‌تر به دو موضوع تیره شدن آسمان زمین و تغییر میزان گازهای گلخانه‌ای بیشتر از حدی مشخص، مربوط می‌شوند؛ اما تیم دانشمندان ام آی تی با در نظر گرفتن حدود ارائه شده، روشی جدید و متفاوت را برای توجیه اتفاقات مورد نظر ارائه کرده‌اند.

توضیحی غیر معمول

آرنشیت و همکارانش می‌گویند که شاید برخلاف تصورات پیشین، رسیدن تغییرات سطحی سیاره به حدی مشخص باعث بروز شدیدترین عصرهای یخبندان شده باشد؛ به عنوان مثال شاید با سردتر شدن زمین در اثر اتفاقاتی خاص، یخ و برف سطحی به حد مشخصی رسیده باشد که نور خورشید تابیده شده به خود را به مقدار زیادی در هوا منعکس می‌کرده است. در این حالت مقدار کمی برف و یخ اولیه انعکاسی را به وجود می‌آورند که به سرد شدن بیشتر سیاره کمک می‌کند و در چرخه‌ای مشخص، باعث کاهش هرچه بیشتر دمای زمین می‌شود.

به علاوه وقتی سنگ‌های سطح سیاره با یخ و برف پوشیده می‌شوند، توانایی آن‌ها برای جذب کربن داخل اتمسفر کاهش می‌یابد و به همین دلیل، کربن بیشتری برای جذب حرارت خورشید در جو باقی می‌ماند. به همین دلیل می‌توان گفت که عصر یخبندان شدید سناریو دانشمندان ام آی تی به لطف بازتاب نور از یخ و برف، برای همیشه ادامه پیدا نمی‌کند و از مرحله‌ای به بعد، فرآیندها برعکس می‌شوند.

محققان ام آی تی با شبیه‌سازی‌های حرفه‌ای خود اطلاعات جالبی را در مورد عصرهای یخبندان شدید جمع‌آوری کردند؛ این‌طور که به نظر می‌رسد، اگر نور دریافتی زمین از سوی خورشید به میزان 2 درصد کاهش یابد، ادامه پیدا کردن این اتفاق برای 10 هزار سال می‌تواند زمین را به یک گلوله برفی تبدیل کند.

شاید 10 هزار سال در نگاه اول مدتی طولانی باشد، اما وقتی در نظر می‌گیریم که سیاره ما 4.5 میلیارد سال عمر دارد، چنین عددی آن‌قدرها هم بزرگ نخواهد بود.

مسدود شدن نور خورشید

با این حال چه چیزی می‌تواند نور ستاره منظومه شمسی را برای 10 هزار سال مسدود کند؟

متاسفانه هنوز دلیل اصلی و دقیق چنین اتفاقی مشخص نیست، اما یکی از احتمالات مطرح شده، فوران آتش‌فشان‌های عظیمی بوده که گرد و غبارهای آن‌ها برای مدتی طولانی در جو سیاره باقی می‌ماند. به علاوه فرآیندهای زیستی مختلف هم می‌توانند باعث پدیدار شدن ابرهای عظیم در اتمسفر زمین شوند؛ به عنوان مثال افزایش تعداد جلبک‌های تولید کننده رطوبت می‌تواند در مقیاس سیاره‌ای ابرهای چگال و عظیمی را به وجود بیاورد که در نهایت همه چیز را در زمین منجمد می‌کنند.

آرشنیت در رابطه با دلیل اهمیت تحقیقات تیمش می‌گوید که هم‌اکنون سیاره زمین در مسیر عکس عصرهای یخبندان قرار دارد و باید بدانیم که دقیقا در چه مدت زمانی آب و هوای سیاره می‌تواند به حد شدیدی دچار تغییر شود.

مقاله تیم دانشمندان ام آی تی در ژورنال “Proceedings of the Royal Society A” منتشر شده است.