اسرار نهفته در اعماق شگفت انگیز اقیانوس

خب من کیمیاگر اقیانوس هستم. شیمی کنونی اقیانوس را بررسی می‌کنم. به شیمی توی اقیانوسها در گذشته نگاه می‌کنم. طرز نگاهم به گذشته با استفاده از بقایای فسیل شدهمرجانهای اعماق دریاست. تصویری که پشت سرم می‌ببینینیکی از این مرجانهاست. از نزدیکی‌های جنوبگان،هزاران متر زیر دریا جمع‌آوری شده، پس خیلی متفاوت از مرجانهایی است که در صورت رفتن به سفر استواییاحتمالا شانس دیدنش را داشته‌اید.
بنابراین امیدورم که این سخنرانی به شما دیدگاهی چهار بعدی از اقیانوس را بدهد. دو بعد، مثل این تصویر دو بعدی زیبا از دمای سطح دریا. با استفاده از ماهواره گرفته شده،بنابراین وضوح فضایی فوق‌العاده‌ایی دارد. درک ویژگیهای کلی آن بسیار آسان است. مناطق استوایی گرم هستند چون آفتاب بیشتر است. مناطق قطبی سرد هستند چون آفتاب کمتر است. و امکان ساخته شدن کلاهک‌های یخی بزرگدر جنوبگان و بالای نیمکره شمالی را می‌دهد. اگر در ژرفای آب فرو بروید یا حتی انگشتان‌تان را توی دریا فرو کنید، می‌دانید که هر چه پایین‌تر بروید سردتر می‌شود، و بیشتر بخاطر این است که آبهای عمیقیکه قعر اقیانوس را پر می‌کند از مناطق قطبی سردی هستند کهآنجا آبها متراکم‌اند.
اگر به ۲۰٫۰۰۰ سال قبل سفر کنیم، زمین خیلی متفاوت به نظر می‌رسید. و الان برایتان کارتونی نشان دادم از یکی از تفاوتهای اساسی که اگر به گذشته‌های دور برمی‌گشتید می دیدید. کلاهک‌های یخی بزرگتر بودند. بیشتر قاره را پوشانده‌ بودند،و تمام اقیانوس را گرفته بودند. سطح دریا ۱۲۰ متر پایین‌تر بود. دی اکسیدکربن خیلی کمتر از امروز بود. بنابراین به طورکلی زمین احتمالاحدود سه تا پنج درجه سردتر بود، و در نواحی قطبی خیلی خیلی سردتر.
آنچه سعی می‌کنم بفهمم و سایر همکارانم تلاش در فهم آن دارند، این است که چطور از شرایط آب و هواییسرد به شرایط آب و هوایی گرمی رسیدیمکه امروز از آن لذت می‌بریم. از تحقیقات هسته یخی دریافتیم که انتقال از این شرایط سرد به شرایط گرم آنطور که شاید از افزایش آهسته تشعشعات خورشیدی انتظار داشته باشید، تدریجی نبود. و این را از هسته های یخی فهمیدیم،چون اگر مته را داخل یخ بفرستید، نوارهای سالیانه‌ای از یخ را میابید و این را در کوههای یخی هم می بینید. آن لایه‌های سفید- آبی را می‌بینید. گازها در هسته های یخی به دام افتاده‌اند، پس می‌توان CO2 را اندازه گرفت-- برای همین است که می‌دانیم CO2 در گذشته کمتر بود-- و شیمی یخ به ما درباره دما در نواحی قطبی می‌گوید. و اگر با زمان از ۲۰٫۰۰۰ سال قبلبه عصر جدید بیایید، می‌بینید که دما افزلیش یافته. این افزایش آهسته نیست. گاهی این افزایش بسیار سریع بوده، سپس به کفه (حالت پایدار) رسیده، بعد افزایش سریع داشته. در دو ناحیه قطبی متفاوت بوده، و CO2 هم افزایش ناگهانی داشته.
پس کاملا مطمئن هستیم اقیانوسخیلی با این ارتباط دارد. اقیانوس مقدار زیادی کربن ذخیره می‌کند، حدود ۶۰ برابر بیشتر از مقداریکه در جو (اتمسفر) هست. اقیانوس همچنین باعث انتقال گرمااز مناطق استوایی می شود، و پر از مواد مغذی‌‌است و (با فتوسنتز وکموسنتز) تولید مواد آلی خام را کنترل می‌کند.
پس اگر بخواهیم بفهمیمدر اعماق دریا چه خبر است، واقعا باید برویم آن پایین تا ببینیم آنجا چه هست و شروع به کاوش کنیم. صحنه ی دیدنی از یک صخره دریایی در عمق تقریباً یک کیلومتریدر آبهای بین المللی در بخش استوایی اقیانوس اطلس،به دور از خشکی. شما از اولین کسانی هستیدکه این بخش از بستر دریا را همراه با تیم تحقیق من می بینید. احتمالا گونه‌های جدیدی را می‌بینید. نمی‌دانیم. باید نمونه‌ها را جمع‌آوری و به دقت طبقه بندی کنید. این مرجانهای آدامس بادکنکیزیبا را می‌بینید. ستاره‌های شکننده‌ای وجود دارد که روی این مرجانها رشد می‌کند. همان چیزهایی که مثل شاخکاز مرجانها بیرون آمده. مرجانهایی از جنس کربنات کلسیمدر شکل های مختلف در بستر این صخره های عظیم بازالتدر زیر آب، و آن چیزهای تیره،مرجانهای فسیل شده هستند، و درباره اش بیشترخواهیم گفت در طول سفر به گذشته.
برای این کار، باید یکقایق تحقیقی کرایه کنیم. این جیمز کوک است، کشتی تحقیقی اقیانوس پیما که در تنریف لنگر انداخته. زیباست، نه؟ عالیه، اگر که دریانورد زبده‌ای نیستید. گاهی بیشتر مثل این میماند. این ما هستیم که سعی می کنیماین نمونه‌های گرانبها گم نشود. همه در اطراف شتابزده هستند،و من به شدت دریازده شده ام، خیلی خوش نمی گذرد،اما به طور کلی خوب است.
خب ما برای این کارباید نقشه‌بردار واقعا خوبی باشیم. چنان منظره دیدنی از توده عظیم مرجانی را هرجایی نمی‌بینید. یک دست و عمیق، اما باید دنبال جاهای واقعاً مناسب باشیم. فقط یک نقشه کلی را دیدیم و مسیر دریانوردی ما که مال پارسال بود. ۷ هفته دریانوردی، و این ماهستیم، با نقشه‌هاییکه خودمان ساختیم از حدود ۷۵٫۰۰۰ کیلومتر مربعاز کف دریا در عرض هفت هفته، اما این تنها کسر کوچکی از سطح دریاست. ما از غرب به شرق سفر می‌کنیم، بر بخشی از اقیانوس که روی نقشه‌ای بامقیاس بزرگ جلب توجه نمی کند، اما درواقع برخی از این کوهها به بزرگی اورست هستند. با نقشه‌هایی که در عرشه می کشیم، با وضوح حدود ۱۰۰ متر، که برای انتخاب محدوده‌ برایاستقرار تجهیزات‌مان کافی است، اما آنقدر کافی نیست کهخیلی چیزها را ببینیم. برای این کار تجهیزاتقابل هدایت از راه دور لازم داریم در عمق تقریباً ۵ متر بالاتر از بستر دریا. و اگر این کار را انجام دهیم، نقشه‌هاییخواهیم داشت با وضوح یک متر تا هزاران متر. این یک وسیله قابل هدایتاز راه دور است، یک وسیله تحقیقاتی. آن بالا انواع نورافکن هایبزرگ را می‌بینید. دوربینهای با وضوح بالا،بازوهای مکانیکی، و کلی جعبه‌های کوچک و چیزهاییبرای گذاشتن نمونه هایتان.
اینجا ما در اولین غواصی خود در این سفر دریایی خاص هستیم، تا ته اقیانوس می‌رویم. نسبتا سریع می رویم تا مطمئن شویمکه وسایل هدایت پذیر از دور تحت‌تاثیر دیگر کشتیها قرار نمی‌گیرد. و پایین می‌رویم، و این چیزهایی است که می‌بینید. اینها اسفنجهای ته دریا هستند با مقیاس متر. یک خیار دریایی چرمی شناور--در واقع یک حلزون دریایی کوچک است. سرعتش کم شده. بیشتر فیلمهایی که نشان می‌دهم سرعتشان زیاد شده، چون همه اینها خیلی زمان می‌برد. یک خیار دریایی چرمی زیبای دیگر. و این حیوانی که خواهید دیدواقعاً عجیب بود. هرگز چیزی مثل این را قبلا ندیده‌امو کمی باعث شگفتی ما شد. بعد از حدود ۱۵ ساعت کار بود وخوشحال بودیم، و یکهو این هیولای دریایی غول‌پیکرغلت زنان از جلوی ما گذشت. اسمش آتش‌تنان یاهمان آب‌دزدک دریایی است. چیزی نبود که دنبالش باشیم. دنبال مرجانها بودیم،مرجانهای عمق دریا. عکس یکی از آنها رابه زودی می‌بینید. کوچک است بارتفاع حدود ۵ سانتی‌متر. از کلسیم کربنات ساخته شده،می‌توانید شاخکهایش را آنجا ببینید، که با جریانهای اقیانوس حرکت می‌کند. جانداری مثل این احتمالا حدود۵۰۰ سال عمر می‌کند. و همانطور که رشد می‌کند، مواد شیمیاییرا از اقیانوس جذب می‌کند. و نوع مواد شیمیایی،یا مقدار مواد شیمیایی به دما بستگی دارد؛به pH و به مواد غذایی بستگی دارد. و اگر بتوانیم بفهمیم چطوراین مواد شیمیایی وارد اسکلت شده، می‌توانیم برگردیم و نمونه‌هایفسیلی گردآوری کنیم، و وضعیت اقیانوس را در گذشته بازسازی کنیم. و می‌توانید ببینید آن مرجان را با یک سیستم خلاء جمع‌آوری می‌کنیم، و آن را داخل یک ظرف نمونه‌گیری قرار می‌دهیم. باید اضافه کنم که می‌توانیم این کار را خیلی با احتیاط انجام دهیم.
برخی از این موجودات ممکن استهنوز زنده باشند. این یک مرجان سیاه بنام لیوپاتز است،تصویری که توسط همکارم گرفته شده، برندان روارک، حدود ۵۰۰ متر زیر هاوایی. چهار هزار سال زمان درازی است. اگر یک شاخه از این مرجانها بگیریدو برق بیاندازید، پهنایی حدود ۱۰۰ میکرون دارد. و برندان با این مرجانآزمایش هایی انجام داد-- می‌توانید نشانه‌هایش را ببینید-- و او توانست نشان دهداینها نوارهای سالیانه واقعی هستند، پس حتی در عمق ۵۰۰ متری اقیانوس مرجانها قادر به ثبت تغییرات فصلی هستند، که بسیار جالب توجه است.
اما ۴٫۰۰۰ سال برای بازگرداندن ما بهآخرین عصر یخبندان کافی نیست. پس چکار کنیم؟ ما در پی این گونه‌های فسیلی می‌رویم. برای همین است که در بین تیم تحقیقاتی‌ام بسیار نامحبوب می‌شود. خب در ادامه، کوسه‌های عظیم‌الجثه همه جا هستند، همینطور آتش‌تنان و خیارهای دریایی چرمی شناگر. اسفنجهای غول‌آسا را داریم، اما همه را وادار می‌کنم که به آن نواحی فسیلی مرده رفته و سالها به بیل زدن در بستر دریامشغول شوند. و همه این مرجانها را انتخاب کردیم اما هر کدام از اینها سن متفاوتی دارند و اگر بفهمیم چند سال دارند و بعد بتوانیم آن پیام های شیمیایی را اندازه بگیریم، این امر کمک می‌کند به یافتن آنچه در گذشته در اقیانوسها رخ داده.
خب اینجا در تصویر سمت چپ، یک برش از مرجانی را برداشته‌اموحسابی آن را برق انداختم و از آن عکس گرفته‌ام. در سمت راست، همان تکه مرجان را برداشته‌ایم،داخل راکتور هسته‌ای گذاشتیم، شکافت القائی، و هر جا که مقداری واپاشی(فرایند تبدیل ایزوتوپ به ماده پایدار) باشد، می‌بینید که در مرجان مشخص شده است، پس می‌توانیم توزیع اورانیوم را ببینیم. چرا این کار را می‌کنیم؟ اورانیوم عنصر شدیدا بدنامی است اما دوستش دارم. واپاشی به ما کمک می کند شدت و زمان وقوع اتفاقات را در اقیانوس مشخص کنیم. و اگر از ابتدا در خاطرتان مانده باشد، این چیزیه که هنگام فکر کردندرباره آب و هوا میخواهیم داشته باشیم. از لیزر برای آنالیز اورانیوم و یکی از محصولات آن، یعنی توریم،در این مرجانها استفاده می‌کنیم و این کار به ما می‌گوید کهفسیلها دقیقاً چند سال دارند.
با این پویانمایی زیبا ار اقیانوس جنوبگان قصد دارم نشان دهم چگونه با این مرجانها توانستم برخی از بازخوردهای باستانیاقیانوس را تشریح کنم. چگالی آب سطح را در اینپویانمایی از رایان ابرناتی می‌بینید. چگالی آب سطح را در اینپویانمایی از رایان ابرناتی می‌بینید. این تنها مربوط به داده‌های یکسال است، اما مشاهده می‌کنید که اقیانوس جنوبگان چقدر پویاست. این ترکیب ژرف،بخصوص گذرگاه دریک، که با این جعبه نشان داده شده، حقیقتا یکی از قویترین جریانها در جهان است که از اینجا میاید، از غرب به شرق جاری است. و بسیار پرتلاطم است، چون بر روی آن صخره های غول‌آسادر زیر آب جریان دارد، و این امکان تبادل دی‌اکسید کربن و گرمارا با جو اتمسفر فراهم می کند. و در اصل ، اقیانوسها از طریق اقیانوسجنوبگان تنفس می‌کنند. ما مرجانهایی را پس و پیش از گذرگاه جنوبگان جمع‌آوری کردیم، و با تعیین عمر توسط اورانیومبه نکته نسبتا شگفت‌انگیزی رسیدم: مرجانها از جنوب به شمال مهاجرت کرده‌اند طی این انتقال از عصر یخبندانبه دوره بین یخبندان. واقعا نمی‌دانیم چرا، اما فکر می‌کنیم چیزیست که بهمنبع غذا ارتباط دارد و شاید اکسیژن درون آب .
پس بفرمایید. قصد دارم آنچه فکر می‌کنم درباره آب و هوا یافته ایم را نشان دهم از آن مرجانها در اقیانوس جنوبگان. از صخره های دریایی بالا و پایین رفتیم.فسیلهای کوچک مرجانی را جمع کردیم. این تصویر من از آن است. با توجه به انالیزهای حاصل از مرجانهافکر می کنیم در عصر یخبندان، با توجه به انالیزهای حاصل از مرجانهافکر می کنیم در عصر یخبندان، بخش ژرف اقیانوس جنوبگاناز کربن بسیار غنی بوده و لایه ی بالاییچگالی کمتری داشته. این مانع خروج دی‌اکسید کربناز اقیانوس می‌شود. بعد مرجانهایی را یافتیمکهسن متوسط دارند و به ما نشان می‌دهند که اقیانوس طیانتقالات جوی تا حدی ترکیب شد. این به کربن امکان می دهداز ژرفای اقیانوس خارج شود. و بعد اگر مرجانهای نزدیک به عصرجدید را آنالیز کنیم، یا در واقع امروزبه هر دلیل آن پایین‌ها برویم و شیمی مرجانها را اندازه گیری کنیم، شاهد حرکتمان به موقعیتی هستیمکه کربن در آنجا تبادل می‌شود. خب این راه استفادهاز مرجانهای فسیلی برای کمک به فهم بیشترمحیط‌‌ زیست است.
پس مایلم شما را با این آخرین اسلاید ترک کنم. این عکسی است از صحنه ی آخریکه به شما نشان دادم. یک باغ مرجانی زیبا. ما اصلاً انتظار نداشتیمچیزهایی به این زیبایی پیدا کنیم. هزاران متر زیر دریا. گونه‌های جدیدی هست. مکان واقعاً زیبایی است. در آن بین فسیلهایی هست و حالا یاد گرفتید قدر آن مرجانهای فسیلی را که آن پایین است بدانید. و حالا یاد گرفتید قدر آن مرجانهای فسیلی را که آن پایین است بدانید.
پس دفعه بعد که شانس داشتیدکه بر فراز اقیانوس پرواز کرده یا با کشتی از آن عبور کنید، فقط به این فکر کنید چه صخره هایدریایی عظیمی آن پایین هست که هرگز کسی قبلا ندیده، و چه مرجانهای زیبایی دارد.
متشکرم.
(تشویق)