Kuna aina tatu za majanga ambayo yalitokea wakati wa kila uwekaji upya: tauni, matetemeko ya ardhi, na kuanguka kwa hali ya hewa. Hitilafu mbaya zaidi za hali ya hewa zilitokea wakati wa Tauni ya Justinian, wakati athari ya asteroid ilisababisha baridi kali na baridi kali sana. Masimulizi yote mawili ya Tauni ya Justinianic na yale ya Kifo Cheusi yanaonyesha kwamba majanga ya kimataifa yanaonyeshwa na mvua kubwa sana ambayo hunyesha karibu mfululizo, na kusababisha mafuriko makubwa. Wakati huohuo, sehemu nyingine za dunia zinaweza kukumbwa na ukame wa muda mrefu. Thucydides aliripoti kwamba wakati wa Tauni ya Athene ukame mkali ulitokea katika maeneo mengi. Kwa upande wake, Papa Dionysius wa Alexandria aliandika, kwamba wakati wa Tauni ya Cyprian Nile wakati mwingine ulikauka na wakati mwingine kufurika na mafuriko maeneo makubwa.

Majanga makubwa zaidi ya ulimwengu yalileta hitilafu za hali ya hewa ambazo zilidumu kwa karne nyingi. Hivi ndivyo ilivyokuwa wakati wa Kuporomoka kwa Enzi ya Marehemu ya Shaba, wakati hali ya ukame ilipoenea kote Mashariki ya Karibu, iliyodumu kwa miaka mia mbili katika baadhi ya maeneo na hadi miaka mia tatu mahali pengine. Wasomi wengine wanapendekeza kwamba sababu ya ukame huu mkubwa ilikuwa mabadiliko ya mwelekeo wa pepo zenye unyevu kutoka Bahari ya Atlantiki. Baada ya Tauni ya Justinian, hali ya joto haikurejea kikamilifu kwa miaka mia moja na zaidi iliyofuata. Kipindi hiki kinajulikana kama Umri mdogo wa Ice. Kipindi Kidogo cha Barafu kilichofuata kilianza karibu na wakati wa Kifo Cheusi na kilidumu kwa miaka mia kadhaa. Katika sura hii, nitajaribu kuelezea utaratibu wa matatizo haya yote ya hali ya hewa.

Marehemu Antique Little Ice Age

Uwekaji upya unaohusishwa na Tauni ya Justiniani ulifuatiwa na kipindi kirefu cha kupoa.^(ref.) Kwanza, asteroidi ilipiga, na miaka michache baadaye milipuko ya volkeno ilitokea, na kusababisha kipindi cha kwanza cha baridi cha miaka 15. Lakini baridi iliendelea baada ya hapo kwa zaidi ya miaka mia moja. Hili lilitokea katika kipindi cha historia ambapo mpangilio wa matukio haujulikani. Ukosefu huo labda ulianza wakati wa kuweka upya 672 AD na uliendelea hadi mwisho wa karne ya 8. Karibu wakati huo huo, ukame mkubwa ulitokea Amerika, na kusababisha pigo kubwa kwa ustaarabu wa Mayan.

Kuanguka kwa ustaarabu wa zamani wa Mayan ni moja ya siri kubwa zaidi ambazo hazijatatuliwa katika akiolojia. Kulingana na Wikipedia,^(ref.) kupungua kwa ustaarabu kati ya karne ya 7 na 9 ilikuwa na sifa ya kuachwa kwa miji katika nyanda za chini za Maya kusini mwa Mesoamerica. Wamaya walikuwa wakiandika tarehe kwenye makaburi waliyojenga. Karibu 750 AD, idadi ya makaburi ya tarehe ilikuwa 40 kwa mwaka. Baada ya hapo, nambari huanza kupungua kwa haraka, hadi 10 tu kwa 800 AD na hadi sifuri kwa 900 AD.

Hakuna nadharia inayokubalika kwa jumla ya kuanguka, ingawa ukame umeshika kasi kama maelezo kuu. Wataalamu wa hali ya hewa wamepata ushahidi wa kutosha kwamba maeneo ya Rasi ya Yucatán na Bonde la Petén yalipata ukame wa muda mrefu mwishoni mwa Kipindi cha Kawaida. Ukame mkali pengine ulisababisha kupungua kwa rutuba ya udongo.

Kulingana na utafiti wa mwanaakiolojia Richardson B. Gill et al., ukame wa muda mrefu katika Bonde la Cariaco karibu na Venezuela ulidumu kutoka 760 hadi 930 AD.^(ref.) Msingi wa bahari kwa usahihi unaonyesha matukio manne ya ukame kwa miaka: 760 AD, 810 AD, 860 AD, na 910 AD, sanjari na awamu nne za kutelekezwa kwa miji. Haya yalikuwa mabadiliko makubwa zaidi ya hali ya hewa katika eneo hili katika miaka 7,000 iliyopita. Mtaalamu wa hali ya hewa Nicholas P. Evans na waandishi wenza waligundua katika utafiti wao kwamba mvua ya kila mwaka ilipungua kwa 50% wakati wa kuanguka kwa ustaarabu wa Maya, na vipindi vya kupungua kwa hadi 70% wakati wa ukame wa kilele.^(ref.)

Umri mdogo wa Ice

Enzi ya Barafu Ndogo ilikuwa mojawapo ya vipindi vya baridi zaidi vya kikanda katika Holocene. Kipindi cha baridi kilitamkwa haswa katika eneo la Atlantiki ya Kaskazini. Iliisha karibu 1850, lakini hakuna makubaliano juu ya ni lini ilianza na sababu yake ilikuwa nini. Kwa hivyo, tarehe yoyote kati ya kadhaa inaweza kuchukuliwa kuwa mwanzo wa kipindi cha baridi, kwa mfano:
- 1257, wakati mlipuko mkubwa wa volkano ya Samalas huko Indonesia na majira ya baridi ya volkano yalipotokea.
- 1315, wakati mvua kubwa katika Ulaya na Njaa Kuu ya 1315-1317 ilitokea.
- 1645, wakati kiwango cha chini cha shughuli za jua (Maunder Minimum) kilitokea.

Sababu nyingi tofauti zilichangia Enzi ya Barafu kidogo, kwa hivyo tarehe yake ya kuanza ni ya kibinafsi. Mlipuko wa volkeno au kupungua kwa shughuli za jua kunaweza kusababisha hali ya kupoa kwa miaka kadhaa au kadhaa, lakini sio kwa karne kadhaa. Mbali na hilo, sababu zote mbili zilipaswa kupoa hali ya hewa kila mahali duniani, na bado Enzi ya Barafu ilihisiwa hasa katika eneo la Kaskazini mwa Atlantiki. Kwa hivyo, nadhani kwamba volcano au Jua havingeweza kuwa sababu ya baridi hii ya kikanda. Wanasayansi wanapendekeza maelezo mengine, labda muhimu zaidi, kulingana na ambayo sababu ya baridi ilikuwa kupungua kwa mzunguko wa mikondo ya bahari. Inafaa kuelezea kwanza jinsi utaratibu wa mzunguko wa maji katika bahari unavyofanya kazi.

Mkondo mkubwa wa bahari unapita katika bahari zote za dunia. Wakati mwingine huitwa ukanda wa conveyor wa bahari. Inaathiri hali ya hewa duniani kote. Sehemu yake ni Ghuba Stream, ambayo huanza karibu na Florida. Mkondo huu wa bahari husafirisha maji ya joto kuelekea kaskazini, ambayo kisha hufika karibu na Uropa na Bahari ya Atlantiki ya Kaskazini. Mkondo huu una athari kubwa kwa hali ya hewa ya maeneo ya karibu ya ardhi. Shukrani kwa hilo, hali ya hewa ya Ulaya Magharibi ina joto kama 10°C (18°F) kuliko hewa iliyo katika latitudo zinazofanana.^(ref.) Mzunguko wa bahari una jukumu muhimu katika kusambaza joto kwa mikoa ya polar, na hivyo katika kudhibiti kiasi cha barafu ya bahari katika mikoa hii.

Mzunguko mkubwa wa bahari unaendeshwa na mzunguko wa thermohaline, ambayo ni mzunguko wa maji ya bahari unaosababishwa na tofauti katika msongamano wa wingi wa maji ya mtu binafsi. Kivumishi cha thermohaline kinatokana na thermo- kwa joto na -haline kwa chumvi. Sababu hizi mbili kwa pamoja huamua wiani wa maji ya bahari. Maji ya bahari yenye joto hupanuka na kuwa chini ya mnene (nyepesi) kuliko maji baridi ya bahari. Maji yenye chumvi zaidi ni mazito (zito) kuliko maji safi.

Mikondo ya uso wa joto kutoka nchi za hari (kama vile Ghuba Stream) inatiririka kuelekea kaskazini, ikiendeshwa na upepo. Wanaposafiri, baadhi ya maji huvukiza, na kuongeza kiwango cha chumvi na msongamano wa maji. Mkondo wa maji unapofika latitudo za juu zaidi na kukutana na maji baridi ya Aktiki, hupoteza joto na kuwa mnene zaidi na nzito, na kusababisha maji kuzama chini ya bahari. Uundaji huu wa maji ya kina kisha unatiririka kusini kando ya pwani ya Amerika Kaskazini na kuendelea kuzunguka ulimwenguni.

Utafiti mpya wa F. Lapointe na RS Bradley unaonyesha kwamba Enzi ya Barafu Ndogo ilitanguliwa na uvamizi wa kipekee wa maji ya joto ya Atlantiki kwenye Bahari ya Nordic katika nusu ya pili ya karne ya 14.^{(ref., ref.)} Watafiti waligundua kuwa kulikuwa na uhamishaji wa maji moto kutoka kaskazini kwa nguvu isiyo ya kawaida kwa wakati huu. Kisha, karibu 1400 AD, halijoto ya Atlantiki ya Kaskazini ilishuka ghafla, na kuanzisha kipindi cha baridi katika Ulimwengu wa Kaskazini ambacho kilidumu kama miaka 400.

Mzunguko wa Kupindua wa Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) uliimarika sana mwishoni mwa karne ya 14, ukifikia kilele karibu 1380 AD. Hii ina maana kwamba maji mengi ya joto kuliko kawaida yalikuwa yakielekea kaskazini. Kulingana na watafiti, maji kusini mwa Greenland na Bahari ya Nordic yaliongezeka joto, ambayo ilisababisha kuyeyuka kwa haraka kwa barafu katika Arctic. Ndani ya miongo michache mwishoni mwa karne ya 14 na mwanzoni mwa karne ya 15, barafu kubwa ilivunja barafu na kutiririka kwenye Atlantiki ya Kaskazini, ambayo sio tu ilipunguza maji huko lakini pia ilipunguza chumvi yao, hatimaye kusababisha AMOC kuanguka. Kuanguka huko ndiko kulikosababisha baridi kubwa ya hali ya hewa.

Nadharia yangu juu ya sababu ya mabadiliko ya hali ya hewa

Nadhani kuna maelezo kwa nini kuweka upya husababisha kuanguka kwa hali ya hewa, ambayo wakati mwingine hubadilika kuwa vipindi vya miaka mia kadhaa ya baridi. Tunajua kuwa kuweka upya huleta matetemeko makubwa ya ardhi, ambayo hutoa kiasi kikubwa cha gesi zenye sumu (hewa ya wadudu) kutoka kwa mambo ya ndani ya Dunia. Nadhani hii haifanyiki ardhini tu. Kinyume chake kabisa. Baada ya yote, sehemu nyingi za seismic ziko chini ya bahari. Ni chini ya bahari kwamba mabadiliko makubwa zaidi ya sahani za tectonic hufanyika. Kwa njia hii, bahari hupanuka na mabara huteleza kutoka kwa kila mmoja. Chini ya bahari, nyufa hutokea, ambayo gesi hutoka, labda kwa kiasi kikubwa zaidi kuliko ardhini.

Sasa kila kitu ni rahisi sana kuelezea. Gesi hizi huelea juu, lakini labda hazifikii uso, kwa sababu huyeyuka katika sehemu za chini za maji. Maji katika sehemu ya chini ya bahari yanakuwa "maji ya kumeta". Inakuwa nyepesi. Hali hutokea ambapo maji yaliyo juu ni mazito kiasi na kwamba chini ni mepesi kiasi. Hivyo maji kutoka juu lazima kuanguka chini. Na hii ndiyo hasa hutokea. Mzunguko wa thermohaline huharakisha, na hivyo huongeza kasi ya Ghuba Stream, ambayo husafirisha wingi wa maji ya joto kutoka Karibi kuelekea Atlantiki ya Kaskazini.

Maji ya joto huvukiza kwa nguvu zaidi kuliko maji baridi. Kwa hiyo, hewa juu ya Atlantiki inakuwa unyevu sana. Hewa hii inapofika bara, husababisha mvua nyingi zinazoendelea kunyesha. Na hii inaelezea kwa nini hali ya hewa huwa mvua sana wakati wa kuweka upya na kwa nini theluji nyingi wakati wa baridi. Kama Gregory wa Tours alivyoandika, "Miezi ya kiangazi ilikuwa na mvua sana hivi kwamba ilionekana kama msimu wa baridi". Athari za kuanguka kwa hali ya hewa ni kubwa zaidi ikiwa asteroid kubwa itapiga au mlipuko wa volkeno hutokea wakati wa kuweka upya.

Baada ya janga la kimataifa, viwango vya juu vya gesi vinaendelea ndani ya maji kwa miongo kadhaa, na hivyo kufanya mzunguko wa bahari uongeze kasi. Wakati huu, mkondo wa joto wa Ghuba hupasha joto polepole maji katika maeneo ya polar, ambayo husababisha barafu kuyeyuka. Hatimaye, maji kutoka kwenye miamba ya barafu, ambayo ni safi na nyepesi, huenea juu ya uso wa bahari na kuzuia maji kuzama hadi kilindini. Hiyo ni, athari kinyume na kile kilichotokea mwanzoni hutokea. Mzunguko wa bahari hupungua, kwa hivyo mkondo wa Ghuba hupungua na kutoa maji kidogo ya joto kwenye eneo la Atlantiki ya Kaskazini. Joto kidogo kutoka baharini hufikia Ulaya na Amerika Kaskazini. Maji baridi pia yanamaanisha uvukizi mdogo, hivyo hewa kutoka baharini haina unyevunyevu na huleta mvua kidogo. Kipindi cha baridi na ukame huanza, ambacho kinaweza kudumu kwa mamia ya miaka hadi maji safi ya barafu yanachanganyika na maji ya chumvi na mzunguko wa bahari unarudi kwa kawaida.

Kinachobaki kuelezewa ni sababu ya ukame mkali, wakati na baada ya kuweka upya, ambayo mara nyingi hubadilishana na mvua. Nadhani sababu ni kwamba mabadiliko katika mzunguko wa bahari husababisha mabadiliko katika mzunguko wa anga. Hii ni kwa sababu mabadiliko ya hali ya joto ya uso wa bahari husababisha mabadiliko ya joto la hewa juu yake. Hii inathiri usambazaji wa shinikizo la anga na kuvuruga usawa wa maridadi kati ya maeneo ya shinikizo la juu na la chini juu ya Atlantiki. Hii labda husababisha tukio la mara kwa mara la awamu nzuri ya oscillation ya Atlantiki ya Kaskazini.

Mzunguuko wa Atlantiki ya Kaskazini (NAO) ni hali ya hewa inayohusishwa na kushuka kwa shinikizo la anga juu ya Bahari ya Atlantiki ya Kaskazini. Kupitia kushuka kwa nguvu kwa Kiaislandi Chini na Azores High, inadhibiti nguvu na mwelekeo wa pepo za magharibi na dhoruba katika Atlantiki ya Kaskazini. Pepo za magharibi zinazovuma baharini huleta hewa yenye unyevunyevu Ulaya.

Katika awamu nzuri ya NAO, wingi wa hewa ya joto na unyevu inaelekea kaskazini-magharibi mwa Ulaya. Awamu hii ina sifa ya upepo mkali wa kaskazini mashariki (dhoruba). Katika eneo la kaskazini mwa Alps, majira ya baridi ni joto na unyevu kiasi, wakati majira ya joto ni baridi na mvua (hali ya hewa ya baharini). Na katika eneo la Mediterania, majira ya baridi ni baridi kiasi, na mvua kidogo. Kinyume chake, wakati awamu ya NAO ni mbaya, wingi wa hewa ya joto na unyevu huelekezwa kwenye eneo la Mediterania, ambapo mvua huongezeka.

Nadhani wakati wa kuweka upya awamu nzuri ya NAO hutokea mara nyingi zaidi. Hii inajidhihirisha katika ukame wa muda mrefu kusini mwa Ulaya. Na wakati awamu ya oscillation inabadilika, maeneo haya hupata mvua, ambayo pia ni nzito sana kwa sababu ya bahari ya joto. Hii ndiyo sababu sehemu hii ya dunia inakabiliwa na ukame wa muda mrefu, ukipishana na mvua kubwa.

Ingawa wataalamu wengi wa hali ya hewa wanakubali kwamba NAO ina athari ndogo sana kwa Marekani kuliko ilivyo Ulaya Magharibi, NAO pia inadhaniwa kuathiri hali ya hewa juu ya maeneo mengi ya juu ya kati na mashariki mwa Amerika Kaskazini. Hitilafu za hali ya hewa zina athari kubwa zaidi katika eneo la Atlantiki ya Kaskazini kwa sababu sehemu hii ya dunia inategemea zaidi mikondo ya bahari (kwenye Mkondo wa Ghuba). Walakini, wakati wa kuweka upya, hitilafu zinaweza kutokea ulimwenguni kote. Nadhani katika Pasifiki tutarajie kutokea mara kwa mara kwa El Niño. Hali hii ya hali ya hewa huathiri hali ya hewa katika sehemu kubwa ya dunia, kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu hapa chini.

Tunaona kwamba karibu na Rasi ya Yucatán, ambako ustaarabu wa Mayan ulikuwepo, El Niño huleta ukame wakati wa miezi ya kiangazi, wakati ambapo mvua inapaswa kuwa kubwa zaidi. Kwa hiyo kuna uwezekano kabisa kwamba kufa kwa ustaarabu wa Wamaya kulisababishwa na ukame kutokana na kutokea mara kwa mara kwa tukio la El Niño.

Kama unaweza kuona, kila kitu kinaweza kuelezewa kisayansi. Sasa washawishi wa hali ya hewa hawataweza tena kukushawishi kuwa mabadiliko ya hali ya hewa ambayo yatakuja baada ya uwekaji upya unaofuata ni kosa lako, kwa sababu unazalisha dioksidi kaboni nyingi. Gesi zinazotengenezwa na binadamu hazina maana yoyote ikilinganishwa na kiasi kikubwa cha gesi zinazotoka ndani ya dunia wakati wa kuweka upya.