این سوپر ال نینو ممکن است یک فاجعه جهانی باشد. همچنین یک فرصت علمی باورنکردنی خواهد بود

از ماه می، دانشمندان شاهد افزایش دمای سطح دریا در اقیانوس آرام گرمسیری با سرعتی بی سابقه بوده اند. بر اساس برخی معیارها، این ال نینو در حال حاضر قوی ترین موجود در تاریخ در نظر گرفته شده است، و ما هنوز چند هفته تا اوج مورد انتظار آن فاصله داریم.

در آن نقطه، که باید حدود دسامبر برسد، دمای سطح دریا در منطقه نینو 3.4 - یک منطقه کلیدی از اقیانوس آرام استوایی مرکزی که کارشناسان برای ال نینو و لا نینا نظارت می کنند - حدود 7.2 درجه فارنهایت (4 درجه سانتیگراد) بالاتر از میانگین پیش بینی می شود. تمام این گرمای اضافی بر اکوسیستم های دریایی ویران می کند، سطح دریاهای اقیانوس آرام را بالا می برد، دمای جهانی را افزایش می دهد و الگوهای آب و هوا را در سراسر جهان تغییر می دهد.

ما در حال حاضر شاهد آشکار شدن برخی از این تأثیرات هستیم. خشکسالی ناشی از ال نینو در اندونزی و آمازون به آتش سوزی های ویرانگر دامن می زند. سطح دریاها در حال غرق شدن در سواحل کالیفرنیا است. حوضه اقیانوس آرام طوفان های قدرتمندی را یکی پس از دیگری در این فصل طوفان به وجود آورده است. و این فقط چشیدن چیزی است که احتمالا در راه است.

اما به جای اینکه این ابر ال نینو را صرفا به عنوان یک محرک فاجعه زیست محیطی ببینند، بسیاری از محققان آن را یک فرصت علمی نادر می دانند. این رویداد به‌عنوان یک آزمایش طبیعی عمل می‌کند و به دانشمندان این امکان را می‌دهد تا نحوه واکنش اقیانوس و جو به آب‌های فوق‌العاده گرم اقیانوس آرام را مشاهده کنند، درک خود را از خود ال نینو بهبود بخشند و به طور بالقوه پیش‌بینی‌های بهتری درباره گرم شدن جهان ما انجام دهند.

یاسر اددبار، دستیار دانشمند پژوهشی در موسسه اقیانوس شناسی دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، اسکریپس، به گیزمودو گفت: «من هم بسیار نگران این ال نینو هستم و هم بسیار هیجان زده هستم. این اساسا یک فرصت منحصر به فرد برای آزمایش فرضیه ها و فرضیات زیادی است که در مورد ال نینو داریم.

Eddebbar بیوژئوشیمی اقیانوس ها را مطالعه می کند و بر چگونگی تأثیر تنوع آب و هوا و گردش اقیانوس بر سطح اکسیژن، تبادل کربن بین هوا و دریا و بهره وری اولیه در حوضه اقیانوس آرام تمرکز می کند. ال نینو به طور طبیعی متغیرهای خاصی را در محیط دریایی دستکاری می کند و مشاهده تأثیرات آن می تواند به محققانی مانند اددبار کمک کند تا یاد بگیرند که فرآیندهای حیاتی چگونه به این تغییرات پاسخ می دهند.

او گفت: «در گذشته، ما بیشتر مشاهدات ماهواره‌ای دما و کلروفیل و شناورهای آرگو را داشته‌ایم که دما و شوری اقیانوس را اندازه‌گیری می‌کنند. شبکه جهانی نظارت بر اقیانوس آرگو از حدود 4000 شناور تشکیل شده است که داده ها را در اختیار دانشمندان سراسر جهان قرار می دهد. در سال های اخیر، شبکه ای از شناورهای بیوژئوشیمیایی (BGC) آرگو به میزان قابل توجهی افزایش یافته است و ادبار مشتاق است ببیند آنها در جریان ال نینو چه داده هایی را جمع آوری می کنند.

ادببار توضیح داد: «اینها اساسا ابزارهای مستقلی هستند که تا عمق 2000 متری پایین می روند و دما، کلروفیل - که رنگدانه ای است که توسط فتوسنتز فیتوپلانکتون ایجاد می شود - و همچنین نیترات و اکسیژن را اندازه گیری می کنند. بنابراین، برای اولین بار در طول یک رویداد بزرگ ال نینو، ما پوشش بسیار خوبی از برخی از متغیرهای اکوسیستم، محرک‌های اکوسیستم‌ها و نحوه تغییر آنها با این رویداد داریم.»

ادبار بیشتر علاقه مند به بررسی چگونگی واکنش اقیانوس های زیرسطحی به ال نینوهای بزرگ است، به ویژه از نظر چگونگی تغییر مواد مغذی، کلروفیل، محتوای اکسیژن و تولید فیتوپلانکتون. این شرایط برای عملکرد کل اکوسیستم دریایی اساسی است - تغییر هر یک از آنها می تواند باعث ایجاد اثرات آبشاری شود که در شبکه غذایی موج می زند.

ناسا همچنین در چند سال گذشته دو ماموریت جدید رصد اقیانوس را پرتاب کرده است: ماهواره پلانکتون، آئروسل، ابر، اکوسیستم اقیانوس (PACE) و ماهواره آب های سطحی و توپوگرافی اقیانوس (SWOT). داده‌های PACE به محققان این امکان را می‌دهد که ببینند چگونه جوامع پلانکتون به تنش‌های حرارتی و مواد مغذی ناشی از ال نینو واکنش نشان می‌دهند، در حالی که داده‌های SWOT سوالاتی را در مورد چگونگی تأثیر ال نینو بر الگوهای گردش در مقیاس کوچک مانند گرداب‌ها و جریان‌های آشفته ارائه می‌دهد.

شدت این ال نینو همچنین فرصتی استثنایی برای مطالعه چگونگی تأثیر استرس حرارتی بر اکولوژی دریایی فراهم می کند که به دانشمندان در درک پیامدهای تغییرات آب و هوایی کمک می کند. جان برونو، اکولوژیست دریایی و استاد برجسته دانشگاه کارولینای شمالی در چاپل هیل، به Gizmodo گفت: «این یک آزمایش طبیعی است که نشان می‌دهد چگونه گرم شدن اقیانوس‌ها - گرمایش اقیانوس‌ها به‌خاطر انسان - روی ارگانیسم‌ها، جمعیت‌ها، گونه‌ها و کل اکوسیستم‌ها تأثیر می‌گذارد».

اغلب اوقات، این نوع تحقیقات به آکواریوم های آزمایشگاهی محدود می شود که به دانشمندان اجازه می دهد دما را دستکاری کنند، اما این تنظیمات مصنوعی آنالوگ های کاملی برای محیط دریایی نیستند.

برونو گفت: «بدیهی است که بسیار غیرطبیعی است. "این کل اکوسیستم نیست. ارگانیسم ها جریان مناسبی ندارند. آنها در محیط های آزمایشگاهی رفتار عجیبی دارند. بنابراین، به طور ایده آل در اکولوژی، ما همیشه دوست داریم آزمایش ها را در طبیعت تکرار کنیم."

این چیزی است که ال نینو به محققان اجازه می دهد انجام دهند. و از آنجایی که ال نینو به جای گرم کردن یکنواخت کل اقیانوس، تکه‌های محلی از آب غیرمعمول گرم اقیانوس را تولید می‌کند که امواج گرمای دریایی نامیده می‌شود، دانشمندان می‌توانند مناطق آسیب‌دیده را با مناطقی که گرم نشده‌اند مقایسه کنند و به طور موثر از آنها به عنوان کنترل استفاده کنند.

برونو گفت: "زیبایی آن همین است - این یک آزمایش طبیعی بسیار خوب با یک درمان و یک کنترل است، و سپس تکرار وجود دارد." ما مکان‌های متعددی خواهیم داشت که گرم هستند و مکان‌های متعددی که گرم نیستند، بنابراین می‌توانیم نحوه تأثیر آن بر جمعیت‌ها و نحوه تعامل گونه‌ها را ردیابی کنیم.»

این ال نینو به ویژه برای مطالعه چگونگی تأثیر استرس حرارتی شدید بر صخره های مرجانی مفید خواهد بود. به خوبی درک شده است که گرمای بیش از حد باعث می‌شود مرجان‌ها جلبک‌های همزیست خود - یا zooxanthellae - را دفع کنند که سپس منجر به سفید شدن و مرگ بالقوه می‌شود. مشاهده واکنش مرجان‌ها به گرمای بی‌نظیر این ال نینو نشان می‌دهد که آنها نه تنها به این رویدادها بلکه نسبت به گرمایش انسانی در آینده نیز حساس هستند.

علاوه بر این، ال نینو می‌تواند فرصتی برای آزمایش استرس طرح‌های احیای صخره‌ها و دیگر انعطاف‌پذیری آب و هوا و استراتژی‌های سازگاری با هدف حفاظت از جوامع ساحلی، شیلات و زیرساخت‌ها فراهم کند. برونو و ده ها دانشمند دیگر در مقاله ای که در ماه سپتامبر در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شد، از این نوع کار حمایت می کنند.

او گفت: «احساس می‌کنم که ما به اندازه کافی سریع درس نمی‌آموزیم. "تغییرات آب و هوا در طول زندگی ما اتفاق می افتد، و ما خیلی کند هستیم تا بفهمیم چه چیزی واقعا کار می کند."

در حالی که ال نینو می تواند به عنوان پنجره ای به جنبه های خاصی از یک جهان گرم تر عمل کند، اما آنالوگ کاملی برای تغییرات آب و هوایی ناشی از انسان نیست. زیک هاوسفادر، دانشمند آب و هوا در سازمان تحقیقاتی غیرانتفاعی برکلی زمین، به Gizmodo گفت که این دو پدیده الگوهای کاملا متفاوتی از گرم شدن را ایجاد می کنند.

او گفت، با این حال، ال نینو می‌تواند فرصت‌هایی برای مطالعه چگونگی واکنش سیستم‌های زمین - به ویژه چرخه کربن - به دمای بالاتر جهانی فراهم کند. این پدیده باعث افزایش سطح دی‌اکسید کربن اتمسفر می‌شود، زیرا آب‌های گرم‌تر اقیانوس‌ها دی‌اکسید کربن کمتری را جذب می‌کنند، در حالی که خشکسالی و آتش‌سوزی‌ها کربن ذخیره شده را آزاد می‌کنند و میزان جذب گیاهان از جو را کاهش می‌دهند. مشاهده این ابر ال نینو به دانشمندان کمک می کند تا بفهمند که چگونه غرق های کربن طبیعی زمین با ادامه افزایش دمای جهانی کار می کنند.

هاسفادر گفت: «داشتن داده‌های بیشتر، به‌ویژه سال‌های گرم بسیار قوی‌تر، می‌تواند به طور بالقوه به پاسخ به برخی از این سؤالات کمک کند که چگونه زیست‌کره به طور گسترده‌تر با گرم شدن جهان تغییر می‌کند». با این حال، او خاطرنشان کرد که سال‌های فردی تنها می‌توانند چیزهای زیادی را آشکار کنند.

داده‌های جمع‌آوری‌شده در طول این رویداد همچنین می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا سؤالات مربوط به رابطه پیچیده بین ال نینو و تغییرات آب و هوایی را بررسی کنند. همانطور که این رویداد در پس زمینه دمای پایه به طور قابل توجهی بالاتر رخ می دهد، آیا تأثیرات آن تغییر خواهد کرد؟ آیا تغییرات آب و هوایی منجر به قوی‌تر شدن ال نینو می‌شود؟ و چگونه ممکن است ترکیب ال نینو و گرمایش ناشی از انسان باعث تشدید شدید آب و هوا شود؟

دولت ترامپ میلیاردها دلار کمک‌های تحقیقاتی فدرال را برای آژانس‌های بزرگی مانند بنیاد ملی علوم مسدود، به تأخیر انداخته یا لغو کرده است. همچنین بودجه و نیروی کار سازمان ملی اقیانوسی و جوی را که نقش اصلی را در تحقیقات ال نینو ایفا می کند، به شدت کاهش داده است.

برونو گفت: "ما نه همه، بلکه بخش زیادی از بودجه خود را برای این نوع کارها قطع کرده ایم." من هیچ بودجه ای ندارم زیرا روی تغییرات آب و هوایی کار می کنم و بنیاد ملی علوم دیگر بودجه ای برای تغییرات آب و هوایی ندارد. او گفت که بسیاری از همکارانش به دنبال کمک هزینه های سریع (پژوهش واکنش سریع) NSF بودند - که برای موقعیت هایی که تحقیقات باید فورا به دلیل فوریت شروع شود، مانند شروع ال نینو، محفوظ است، اما رد شدند.

برنامه های رصدی با بودجه فدرال که برای تحقیقات ال نینو حیاتی هستند نیز در معرض خطر هستند.

Eddebbar گفت: «شبکه BGC Argo یک برنامه نسبتا جدید است، و ما به پوشش جهانی نزدیک می‌شویم که دید بسیار خوبی از داخل اقیانوس به ما می‌دهد، اما بودجه برای آن برنامه در این ماه در حال اتمام است». این کاملا حیاتی است که ما در آینده نه تنها برای ال نینو، بلکه برای بهبودی، برای ال نینوی بعدی و تعدادی از رویدادهای دیگر که به طور کامل درک نمی کنیم، به تأمین مالی این پلتفرم های رصدی ادامه دهیم.»

امیدواریم محققان راه‌هایی برای گذر از این چشم‌انداز مالی خائنانه بیابند. در غیر این صورت، این فرصت نادر برای مطالعه یک پدیده آب و هوایی تأثیرگذار در سطح جهانی - و درک بهتر جهان در حال گرم شدن ما - می تواند از ما بگذرد.