حدث هاينريش

حدث هاينريش هو ظاهرة طبيعية تنفصل فيها مجموعات كبيرة من الجبال الجليدية عن الغطاء الجليدي لورنتيد وتعبر مضيق هدسون إلى شمال المحيط الأطلسي. ^{[ 2 ]} وقد وصفها لأول مرة عالم الجيولوجيا البحرية هارتموت هاينريش ، ^{[ 3 ]} وحدثت خلال خمس من الفترات الجليدية السبع الأخيرة على مدى الـ 640,000 سنة الماضية. ^{[ 4 ]} وتُعد أحداث هاينريش موثقة بشكل خاص خلال فترة التجلد في ويسكونسن ، خلال العصر الجليدي الأخير ، ولكنها غائبة بشكل ملحوظ عن الفترة الجليدية قبل الأخيرة . ^{[ 5 ]} احتوت الجبال الجليدية على كتلة صخرية تآكلت بفعل الأنهار الجليدية، وعندما ذابت، تساقطت هذه المادة إلى قاع البحر على شكل حطام جليدي ، وشكلت رواسب تُعرف باسم طبقات هاينريش .

تسبب ذوبان الجبال الجليدية في إضافة كميات هائلة من المياه العذبة إلى شمال المحيط الأطلسي . وقد يكون لهذه التدفقات من المياه الباردة والعذبة تأثير كبير على أنماط الدوران الحراري الملحي للمحيط، والتي تعتمد على الكثافة، وغالباً ما تتزامن مع مؤشرات على تقلبات المناخ العالمي.

طُرحت آلياتٌ عديدة لتفسير أحداث هاينريش، يُشير معظمها إلى عدم استقرار الغطاء الجليدي اللورنتيدي الضخم ، وهو غطاء جليدي قاري غطى معظم شمال شرق أمريكا الشمالية خلال العصر الجليدي الأخير. وقد تكون أغطية جليدية أخرى في نصف الكرة الشمالي متورطة أيضاً، مثل الغطاء الجليدي الفينوسكاندي وغطاء أيسلندا/غرينلاند . ومع ذلك، لا يزال السبب الأولي لعدم الاستقرار محل نقاش.

يُعرَّف حدث هاينريش بدقة بأنه الحدث المناخي الذي يُسبب طبقة الحطام الجليدي المنقول (IRD) المُلاحظة في عينات الرواسب البحرية من شمال المحيط الأطلسي : انهيار هائل للأرفف الجليدية في نصف الكرة الشمالي وما يتبعه من إطلاق كميات هائلة من الجبال الجليدية. وبالمعنى الأوسع، يُمكن أن يُشير الاسم أيضًا إلى الشذوذات المناخية المُصاحبة المُسجلة في أماكن أخرى حول العالم في نفس الفترات الزمنية تقريبًا. هذه الأحداث سريعة وتستمر على الأرجح لأقل من ألف عام، وتختلف مدتها من حدث لآخر، وقد يبدأ ظهورها المفاجئ في غضون سنوات قليلة. ^{[ 7 ]} تُلاحظ أحداث هاينريش بوضوح في العديد من عينات الرواسب البحرية من شمال المحيط الأطلسي التي تُغطي العصر الجليدي الأخير ؛ إلا أن انخفاض دقة السجل الرسوبي قبل ذلك يجعل من الصعب استنتاج ما إذا كانت قد حدثت خلال عصور جليدية أخرى في تاريخ الأرض. يُصنف بعض الباحثين حدث يونغر دراياس على أنه حدث هاينريش، مما يجعله الحدث H0 ( الجدول، على اليمين ). ^{[ 8 ] [ 9 ]}

يبدو أن أحداث هاينريش مرتبطة ببعض فترات البرد التي سبقت أحداث الاحترار السريع المعروفة باسم أحداث دانسغارد-أوشغر ، وليس جميعها ، والتي سُجلت بشكل أفضل في مشروع لباب الجليد في شمال غرينلاند . ومع ذلك، فإن صعوبة مزامنة لباب الرواسب البحرية ولباب الجليد في غرينلاند على نفس النطاق الزمني قد أثارت تساؤلات حول دقة هذا الاستنتاج.

رصد هاينريش في ملاحظاته الأصلية ست طبقات في عينات لبية من رواسب المحيط، تحتوي على نسب عالية للغاية من الصخور ذات الأصل القاري، أو ما يُعرف بـ" الشظايا الصخرية "، ويتراوح حجمها بين 180  ميكرومتر و 3 مليمترات ( 1/8 بوصة ) . ^{[ 3 ]} لا يمكن للتيارات المحيطية نقل الأجزاء الأكبر حجمًا، ولذا يُفسَّر أنها نُقلت بواسطة جبال جليدية أو جليد بحري انفصل عن الأنهار الجليدية أو الرفوف الجليدية، وألقى بالحطام على قاع البحر مع ذوبان الجبال الجليدية. يمكن للتحليلات الجيوكيميائية للرواسب الجليدية أن توفر معلومات حول أصل هذه الرواسب: في الغالب، الغطاء الجليدي اللورنتيدي الضخم ، الذي غطى أمريكا الشمالية خلال أحداث هاينريش 1 و2 و4 و5، وعلى النقيض من ذلك، الصفائح الجليدية الأوروبية خلال الأحداث الأقل أهمية 3 و6. تختلف بصمة هذه الأحداث في عينات الرواسب اللبية اختلافًا كبيرًا باختلاف المسافة من منطقة المصدر.  

بالنسبة للأحداث الجليدية ذات الأصل اللورنتيدي، يوجد حزام من الرواسب الجليدية عند حوالي 50° شمالاً، يُعرف باسم حزام روديمان، ويمتد لمسافة 3000 كيلومتر (1900 ميل) من مصدره في أمريكا الشمالية باتجاه أوروبا، ويتناقص سمكه بمقدار عشرة أضعاف من بحر لابرادور إلى الطرف الأوروبي لمسار الجبال الجليدية الحالي (جروسيه وآخرون ، 1993). خلال أحداث هاينريش، تتدفق كميات هائلة من المياه العذبة إلى المحيط. بالنسبة لحدث هاينريش 4، استنادًا إلى دراسة نموذجية تعيد إنتاج الشذوذ النظائري للأكسجين المحيطي-18 ، تم تقدير تدفق المياه العذبة إلى 0.29±0.05 سفيردروب بمدة 250±150 عامًا، ^{[ 10 ]} أي ما يعادل حجمًا من المياه العذبة يبلغ حوالي 2.3 مليون كيلومتر مكعب (0.55 مليون ميل مكعب) ، أو ارتفاعًا في مستوى سطح البحر بمقدار 2 ± 1 متر (6 أقدام و7 بوصات ± 3 أقدام و3 بوصات) .               

تتذبذب العديد من المؤشرات الجيولوجية تقريبًا بالتزامن مع أحداث هاينريش، إلا أن صعوبة تحديد التواريخ الدقيقة والربط بينها تجعل من الصعب تحديد ما إذا كانت هذه المؤشرات تسبق أحداث هاينريش أو تتأخر عنها، أو حتى في بعض الحالات، ما إذا كانت مرتبطة بها أصلًا. وتتميز أحداث هاينريش عادةً بالتغيرات التالية:

• زيادة نسبة δ ¹⁸ O في البحار الشمالية (الشمالية) والصواعد في شرق آسيا ( الرواسب الكهفية )، مما يشير بشكل غير مباشر إلى انخفاض درجة الحرارة العالمية (أو ارتفاع حجم الجليد) ^{[ 11 ].}
• انخفاض ملوحة المحيطات نتيجة لتدفق المياه العذبة ^{[ 12 ]}
• انخفاض تقديرات درجة حرارة سطح البحر قبالة الساحل الغربي لأفريقيا من خلال المؤشرات البيوكيميائية المعروفة باسم الألكينونات (ساكس 2005).
• ارتفاع درجة حرارة المحيط تحت السطحي في شمال المحيط الأطلسي شبه القطبي ^{[ 13 ]}
• التغيرات في اضطراب الرواسب ( الاضطراب الحيوي ) الناجم عن الحيوانات التي تحفر الجحور ^{[ 14 ] [ 2 ]}
• التدفق في التركيب النظائري للعوالق (التغيرات في δ ¹³ C، وانخفاض δ ¹⁸ O)
• مؤشرات حبوب اللقاح على استبدال أشجار الصنوبر المحبة للبرد بأشجار البلوط في البر الرئيسي لأمريكا الشمالية (Grimm et al. 1993)
• انخفاض وفرة المنخربات ، والذي لا تسمح الطبيعة الأصلية للعديد من العينات بنسبته إلى تحيز الحفظ ، وقد تم ربطه بانخفاض الملوحة ^{[ 15 ].}
• زيادة الجريان السطحي الأرضي من القارات، تم قياسها بالقرب من مصب نهر الأمازون
• زيادة حجم الحبيبات في اللوس الذي تحمله الرياح في الصين ، مما يشير إلى رياح أقوى ^{[ 16 ]}
• تغيرات في الوفرة النسبية للثوريوم-230 ، تعكس الاختلافات في سرعة تيارات المحيط .
• زيادة معدلات الترسيب في شمال المحيط الأطلسي، والتي انعكست في زيادة الرواسب المشتقة من القارات (الصخور) مقارنة بالترسبات الخلفية ^{[ 3 ].}
• توسع الأراضي العشبية والشجيرات عبر مساحات واسعة من أوروبا ^{[ 17 ]}

إن النطاق العالمي لتلك السجلات يوضح التأثير الكبير لأحداث هاينريش.

لا تشترك الأحداث H3 وH6 في مجموعة أعراض أحداث هاينريش المقنعة التي تشترك فيها الأحداث H1 وH2 وH4 وH5، مما دفع بعض الباحثين إلى التلميح بأنها ليست أحداث هاينريش حقيقية. وهذا يجعل اقتراح جيرارد سي. بوند بأن أحداث هاينريش تندرج ضمن دورة مدتها 7000 عام (" أحداث بوند ") موضع شك.

تشير عدة أدلة إلى أن H3 و H6 كانا مختلفين بطريقة ما عن الأحداث الأخرى.

• قمم الصخور: لوحظت نسبة أقل بكثير من الصخور (3000 مقابل 6000 حبة لكل غرام) في H3 و H6، مما يعني أن دور القارات في توفير الرواسب للمحيطات كان أقل نسبيًا.
• تحلل المنخربات: يبدو أن أصداف المنخربات قد تعرضت لتآكل أكبر خلال الفترتين H3 وH6 (Gwiazda et al. ، 1996). قد يشير ذلك إلى تدفق مياه قاع القطب الجنوبي الغنية بالمغذيات، وبالتالي المسببة للتآكل، نتيجة لإعادة تشكيل أنماط دوران المحيطات.
• أصل الجليد: الجبال الجليدية في H1 و H2 و H4 و H5 غنية نسبياً بـ "الكربونات الفتاتية" من العصر الباليوزوي والتي نشأت من منطقة مضيق هدسون ، لكن الجبال الجليدية في H3 و H6 حملت كمية أقل من تلك المادة المميزة ^{[ 18 ] [ 19 ].}
• توزيع الحطام المنقول بالجليد: لا تمتد الرواسب المنقولة بالجليد شرقًا بنفس القدر خلال الفترتين H3 وH6، وقد اقترح بعض الباحثين أصلًا أوروبيًا لبعض شظايا هاتين الفترتين على الأقل. كانت أمريكا وأوروبا متجاورتين في الأصل، لذا يصعب التمييز بين الصخور في كل قارة، ويبقى مصدرها مفتوحًا للتأويل. ^{[ 14 ]}

كما هو الحال مع العديد من القضايا المتعلقة بالمناخ، فإن النظام معقد للغاية بحيث لا يمكن إرجاعه بثقة إلى سبب واحد. هناك عدة عوامل محتملة، تندرج ضمن فئتين.

القوى الخارجية

قد تتسبب عدة عوامل خارجية عن الصفائح الجليدية في حدوث ظواهر هاينريش، ولكن يجب أن تكون هذه العوامل كبيرة للتغلب على التوهين الناتج عن الأحجام الهائلة من الجليد المعنية. ^{[ 20 ]}

يقترح جيرارد سي. بوند أن التغيرات في تدفق الطاقة الشمسية على مدى 1500 عام قد تكون مرتبطة بدورات دانسجارد-أوشجر، وبالتالي بأحداث هاينريش، إلا أن ضآلة حجم التغير في الطاقة تجعل من غير المرجح أن يكون لهذا العامل الخارجي التأثيرات الكبيرة المطلوبة، على الأقل دون وجود عمليات تغذية راجعة إيجابية هائلة تعمل داخل نظام الأرض. ومع ذلك، فبدلاً من أن يؤدي الاحترار نفسه إلى ذوبان الجليد، فإن تغير مستوى سطح البحر المصاحب له هو ما يزعزع استقرار الجروف الجليدية. إذ يمكن أن يؤدي ارتفاع مستوى سطح البحر إلى تآكل الجزء السفلي من الصفيحة الجليدية، مما يؤدي إلى تقويضها؛ وعندما تنهار صفيحة جليدية وتندفع، فإن الجليد المنطلق سيرفع مستويات سطح البحر أكثر، مما يزيد من زعزعة استقرار الصفائح الجليدية الأخرى. ومما يدعم هذه النظرية عدم تزامن تفكك الصفائح الجليدية في أحداث هاينريش H1 وH2 وH4 وH5، حيث سبق تفكك الصفائح الأوروبية ذوبانها بما يصل إلى 1500  عام. ^{[ 7 ]}

يشير نموذج قرصنة الحرارة الأطلسية إلى أن التغيرات في دوران المحيطات تؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة محيطات أحد نصفي الكرة الأرضية على حساب النصف الآخر. ^{[ 22 ]} حاليًا، يُعيد تيار الخليج توجيه المياه الدافئة الاستوائية نحو بحار الشمال . قد يؤدي تدفق المياه العذبة إلى المحيطات الشمالية إلى إضعاف تيار الخليج، مما يسمح بنشوء تيار جنوبي. وهذا بدوره سيؤدي إلى تبريد نصف الكرة الشمالي، وارتفاع درجة حرارة نصف الكرة الجنوبي، مما يُسبب تغيرات في معدلات تراكم الجليد وذوبانه، وربما يُؤدي إلى تدمير الجرف القاري وظواهر هاينريش. ^{[ 23 ]}

يشير نموذج رولينغ ثنائي القطب لعام 2004 إلى أن ارتفاع مستوى سطح البحر رفع الجروف الجليدية الطافية، مما تسبب في زعزعة استقرارها وتدميرها. وبدون وجود جرف جليدي عائم يدعمها، ستتدفق الصفائح الجليدية القارية نحو المحيطات وتتفكك إلى جبال جليدية وجليد بحري.

أشارت نماذج مناخية متكاملة للمحيطات والغلاف الجوي ^{[ 24 ]} إلى دور إضافة المياه العذبة، موضحةً أن كلاً من حدثي هاينريش ودانسجارد-أوشجر قد يُظهران سلوكًا تخلفيًا . وهذا يعني أن تغيرات طفيفة نسبيًا في كمية المياه العذبة المتدفقة إلى بحار الشمال، مثل زيادة قدرها 0.15 سفيردرب أو انخفاض قدره 0.03 سفيردرب، تكفي لإحداث تحولات عميقة في الدوران العالمي ^{[ 25 ]} . تُظهر النتائج أن حدث هاينريش لا يُسبب تبريدًا حول جرينلاند، بل في مناطق أبعد جنوبًا، وتحديدًا في المحيط الأطلسي شبه الاستوائي ، وهي نتيجة تدعمها معظم بيانات المناخ القديم المتاحة. وقد ربط ماسلين وآخرون (2001) هذه الفكرة بأحداث دانسجارد -أوشجر ^{[ 7 ]} . واقترحوا أن لكل غطاء جليدي ظروف استقرار خاصة به، ولكن عند ذوبانه، يكون تدفق المياه العذبة كافيًا لإعادة تشكيل تيارات المحيط، والتسبب في ذوبان الجليد في أماكن أخرى. وبشكلٍ أدق، تُقلل أحداث البرد في العصر الجليدي المتأخر، وما يصاحبها من تدفق للمياه الذائبة، من قوة تيار المياه العميقة في شمال المحيط الأطلسي، مما يُضعف دوران نصف الكرة الشمالي، وبالتالي يؤدي إلى زيادة انتقال الحرارة باتجاه القطبين في نصف الكرة الجنوبي. وتؤدي هذه المياه الدافئة إلى ذوبان جليد القطب الجنوبي، مما يُقلل من تدرج الكثافة وقوة تيار المياه القاعية في القطب الجنوبي. وهذا يسمح لتيار المياه العميقة في شمال المحيط الأطلسي بالعودة إلى قوته السابقة، مما يُحفز ذوبان الجليد في نصف الكرة الشمالي وظهور حدث برد آخر في العصر الجليدي المتأخر. وفي نهاية المطاف، يصل تراكم الذوبان إلى عتبة معينة، حيث يرفع مستوى سطح البحر بما يكفي لتقويض الغطاء الجليدي لورنتيد، مما يُسبب حدث هاينريش ويُعيد ضبط الدورة.

اقترح هانت ومالين (1998) أن أحداث هاينريش ناجمة عن زلازل تحدث بالقرب من حافة الجليد بسبب ذوبان الجليد السريع. ^{[ 26 ]}

• ديناميكيات الغطاء الجليدي
• حدث بوند

• ملخص أعمال عام 2011: ألفاريز-سولاس، خورخي؛ رامشتاين، جيل (2011). "حول آلية تحفيز أحداث هاينريش" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 108 (50): E1359–60. Bibcode : 2011PNAS..108E1359A . doi : 10.1073/pnas.1116575108 . PMC 3250121. PMID 22123946 .  

• ويليام سي. كالفين، "الانقلاب المناخي الكبير" مقتبس من مجلة أتلانتيك الشهرية ، 281(1):47–64 (يناير 1998).
• (جيرالد بوند) "اكتشاف دورة تبريد مناخي مفاجئة وحديثة" : بيان صحفي صادر عن جامعة كولومبيا، 11 ديسمبر 1995:
• القسم 2.4.3 من التقرير التقييمي الثالث للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ: ما مدى سرعة تغير المناخ خلال العصر الجليدي؟