و باز هم در مورد دی اکسید کربن و نقش آن! 

مطالب سه و چهار ایرن نکات خواندنی و خوبی در خود داشت که متاسفانه توجه کافی به آن‌ها در محتوای فارسی نشده است و از همین رو بازگویی آن‌ها جای تقدیر دارد. قبل از اینکه توضیحات بیشتری در این رابطه بنویسم ذکر یک پرسش ضروری است؛ اینکه در واقع چه کسی نماینده‌ی طرفین بحث علمی تغییر اقلیم است؟ آیا ال‌ گور (Al Gore) نماینده‌ی موافقان است و فاکس نیوز (Fox News) نماینده‌ی مخالفان؟ به نظرم اینطور نیست. اگر کسی در پی شناخت ابعاد علمی تغییر اقلیم باشد به جای آنکه وقتش را صرف حرف‌های سیاستمداران و یا رسانه‌های وابسته به آن‌ها بکند به سراغ پژوهشگران و رسانه‌های آن‌ها یعنی مقالات و مجلات علمی خواهد رفت، ازهمین رو در این یادداشت به مطالعات علمی بسنده و از پرداختن به اظهارنظرهای شخصیت‌ها و جناح‌های سیاسی پرهیز می‌کنم.

در انکار:

1- یکی از مقالات علمی چاپ شده در انکار نقش کربن در گرم شدن زمین در سال 1999 منتشر شده است که با بررسی هوای محصور شده در حباب‌های یخ‌های قطبی به بازسازی چرخه ی کربن و بررسی روند تاریخی دما و تمرکز CO2 در گذشته می‌پردازد (1). این مقاله نشان می‌دهد که بر اساس این داده‌های طولانی مدت، دما در پی افزایش CO2 بیشتر نشده است بلکه افزایش دما حدودا بین 200 تا 1000 سال پیش از افزایش تمرکز کربن رخ داده است. در همین رابطه یک فایل PDF معروف هم روی وب هست با عنوان "اثبات اینکه CO2 دلیل افزایش دمای فعلی زمین نیست" که آدرسش را در منابع قرار داده ام (2) و همانند آنچه نویسنده‌ی مطلب ایرن اشاره کرده‌است با خطاب دادن ال گور به اختلاف هشتصد ساله اشاره می‌کند.

2- مخالفان همچنین با اشاره به دوره‌هایی که میزان تمرکز دی‌اکسید کربن بسیار بالاتر از شرایط امروزی (تا ده برابر) بوده است چنین می‌پرسند که اگر واقعا CO2 دلیل گرم شدن زمین است پس چرا در آن زمان زمین دوره‌ی یخبندان را سپری کرده است؟ چطور ممکن است ما نگران افزایش قابل توجه دما در صورت رسیدن تمرکز CO2 مثلا به ppm600 باشیم در حالی که زمین پیش از در سطح تمرکز ppm4000 هم افزایش دمای آنچنانی را تجربه نکرده است؟

3- مخالفان همچنین بر این باورند که کربن به سرعت از اتمسفر خارج می‌شود و از همین رو انباشت آن به مرور زمان معنایی ندارد. حتی نموداری تهیه شده و از طریق اینترنت در دسترس است که ادعا می‌کند IPCC مدت ماندگاری CO2 را در اتمسفر بسیار بیشتر از سایر مطالعات علمی معتبر در نظر گرفته است (3).

اما پاسخ ها. موافقان هم دلایل خودشان را دارند. موافقان به این نکته اشاره می‌کنند که اقلیم زمین تحت تاثیر عوامل متعددی مانند تابش خورشیدی، فعالیت‌های آتشفشانی و تغییرات ترکیب اتمسفر است به همین دلیل نمی‌توان تنها با در نظر گرفتن یک عامل روندهای اقلیمی را تحلیل کرد.

1- موافقان بر اساس داده‌های تاریخی موجود مانند مطالعه‌ی لوریس (4) می‌پذیرند که تغییرات CO2 در پی تغییرات دمایی و با تاخیری 600 تا هشتصد ساله رخ می‌دهد اما این را تمام داستان نمی‌دانند و بر این باورند که در این دوره تغییراتی در مدار زمین به دور خورشید رخ داده که نور خورشید رسیده به زمین را تحت تاثیر قرار داده است و از همین رو نمی توان تنها بر مبنای عامل CO2 نتیجه‌گیری صحیحی کرد. یکی از دلایل ارائه شده برای بروز تاخیر وجود بازخورد مثبت بین دما و CO2 است به این صورت که افزایش دمای اقیانوس‌ها باعث رهاسازی بیشتر دی‌اکسیدکربن در فضا می‌شود که خود می‌تواند موجب افزایش دمای بیشتر و آزادسازی CO2 بیشتر گردد. در این شرایط CO2 هم نقش علت و هم نقش معلول را در گرم‌شدن بیشتر ایفا می‌کند که این بازخورد مثبت زمینه ساز انتقال بین دوره‌های یخبندان و میان یخبندان می‌گردد.

2- موافقان هم تایید می‌کنند که در گذشته تمرکز CO2 تا حد 5000 ppm معادل تقریبا دوازده برابر میزان کنونی رسیده است اما بر این باورند که در آن زمان فعالیت‌های خورشیدی تا حدود چهاردرصد از سطح فعلی کمتر بوده است و از همین رو اثر افزایش دی‌اکسیدکربن و با اثر کاهش فعالیت‌ خورشیدی خنثی شده است (5). در عین حال CO2 در گذشته نیز باعث افزایش شدید دمای زمین شده است. مثلا بررسی‌ها نشان می‌دهد که آخرین باری که میزان تمرکز CO2 در حدود شرایط امروزی بوده است به حدود 15 میلیون سال قبل باز می گردد که در آن زمان دمای زمین بین 5 تا 10 درجه‌ی فارنهایت و سطح آب دریا بین بیست تا چهل متر بالاتر و بیشتر از میزان کنونی بوده است (6). در رابطه با حساسیت دما به تمرکز CO2 این لینک هم می‌تواند مفید باشد (7).

3- اما ماندگاری دی‌اکسید کربن در جو و نقش اقیانوس‌ها. آنچه باعث تفاوت میان برداشت IPCC از طول دوره‌ی حیات CO2 با سایر مطالعات شده است به دلیل تفاوت در تعریف است. موافقان قبول دارند که مدت ماندگاری ملکول CO2 در اتمسفر در حدود پنج سال است اما نکته اینجا است که بعد از پنج سال ملکول مورد نظر از بین نمی‌رود بلکه جایش را با ملکولی از اقیانوس عوض می‌کند. در واقع آنچه IPCC به عنوان دوره‌ی حیات CO2 در نظر می‌گیرد مدت زمانی است که یک ملکول در این چرخه (ونه اتمسفر) باقی می‌ماند. برای پاسخ بهتر به این سوال به این تصویر از ناسا دقت کنید (8) که چرخه‌ی کربن را نمایش می‌دهد. در این تصویر دو مجموعه اعداد دیده می‌شود که اعداد مشکی اندازه (گیگاتن) و اعداد بنفش نرخ جریان سالانه (گیگاتن در سال) را نشان می‌دهد. در صورتی که این چرخه در حالت تعادل باشد کربن به طور مستمر در سیستم در حال گردش است. اینجا سه مساله وجود دارد:

نخست اینکه فرآیند ورود CO2 به اقیانوس‌ها و در پی آن افزایش خاصیت اسیدی اقیانوس‌ها به میزان قابل توجهی افزایش یافته است به طوری که ادعا می‌شود روند فعلی در هشتصدهزار سال گذشته بی‌سابقه بوده است و ضمن تایید افزایش CO2 در جو خطرات متعددی را برای موجودات ساکن در اقیانوس موجب شده است (9).

دوم اینکه با وجود سریع بودن فرآیند حل شدن CO2 در اقیانوس‌ها لایه‌ی بالایی آن ها در حال اشباع شدن است. برای انتقال CO2 به لایه‌های پایینی، نیاز به فعالیت جریانات اقیانوسی است که به طور طبیعی بسیار کند هستند و ممکن است بین 500 تا 1000 سال طول بکشد که این اتفاق رخ بدهد (10).

سوم اینکه در بلندمدت به جز اقیانوس‌ها جذب کربن بایستی توسط ساختارهای بیولوژیک مثل درخت‌ها انجام بشود در حالی که می‌دانیم در بلندمدت این عناصر نقش خنثی دارند چرا که میزان کربن جذب شده و دفع‌شده توسط آن پس از مرگ و تجزیه برابر است. روند فعلی احیای جنگل‌ها هم برای جبران CO2 تولیدی سوخت‌های فسیلی کافی نیست.

بنابراین در چرخه‌ی مورد نظر تعادل به دلیل فعالیت های انسانی بهم خورده است و تمرکز CO2 در اتمسفر در حال افزایش است. دوستان علاقمند به مباحث مطرح شده در حوزه‌ی کربن می‌توانند برای کسب اطلاعات دقیق‌تر علمی به فصل سوم گزارش سوم IPCC که پیرامون کربن و دی‌اکسیدکربن نگاشته شده است مراجعه نمایند (11).

ضمنا:

دوست دارم از این فرصت استفاده و یادآوری کنم که هدف از این مجموعه‌ یادداشت ها رد یا اثبات نظریه‌ی تغییر اقلیم نیست - نه من در چنین جایگاهی هستم و نه موضوع چنان ساده است - بلکه تلاشی در جهت فراهم آوردن انگیزه و سرنخ برای دوستان علاقمند به تحقیق و مطالعه در این حوزه است. از نظرات صاحبنظران برای تکمیل این گفتار صمیمانه استقبال می‌کنم.

1) Ice Core Records of Atmospheric CO2 Around the Last Three Glacial Terminations, Hubertus Fischer, Martin Wahlen, Jesse Smith, Derek Mastroianni, and Bruce Deck, Science 12 March 1999: 283 (5408), 1712-1714.

2) http://www.lavoisier.com.au/articles/greenhouse-science/climate-change/mcclintock-proofnotco2-2009.pdf

3) http://www.c3headlines.com/2009/09/the-liberal-attack-on-science-acorn-style-the-ipcc-fabrication-of-atmospheric-co2-residency-time.html

4) Lorius, C., J. Jouzel, et al. (1990). "The ice-core record: climate sensitivity and future greenhouse warming." Nature 347(6289): 139-145. http://pubs.giss.nasa.gov/docs/1990/1990_Lorius_etal.pdf

5) Royer, D. L. (2006). "CO2-forced climate thresholds during the Phanerozoic." Geochimica et Cosmochimica Acta 70(23): 5665-5675. http://droyer.web.wesleyan.edu/PhanCO2(GCA).pdf

6) Tripati, A. K., C. D. Roberts, et al. (2009). "Coupling of CO2 and Ice Sheet Stability Over Major Climate Transitions of the Last 20 Million Years." Science 326(5958): 1394-1397. http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1178296

7) http://climateprogress.org/2010/09/19/climate-sensitivity-lukewarmers/

8) http://earthobservatory.nasa.gov/Features/CarbonCycle/Images/carbon_cycle_diagram.jpg

9) Pelejero, C., E. Calvo, et al. "Paleo-perspectives on ocean acidification." Trends in Ecology & Evolution 25(6): 332-344. http://www.cell.com/trends/ecology-evolution/abstract/S0169-5347%2810%2900044-3

10) http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/ch2s2-10.html

11) http://www.grida.no/publications/other/ipcc_tar/