نداء للاستيقاظ من القارة القطبية الجنوبية

في هذا الرسم التوضيحي، تتدفق مياه البحر عميقًا تحت السطح إلى صدع جرف جليدي ينفتح بشكل نشط في القارة القطبية الجنوبية. يُظهر بحث جديد أن مثل هذه الشقوق يمكن أن تنفتح بسرعة كبيرة، وأن مياه البحر المتدفقة تساعد في التحكم في سرعة تكسر الجرف الجليدي. الائتمان: روب سوتو

هناك ما يكفي من المياه المتجمدة في الأنهار الجليدية في جرينلاند والقطب الجنوبي، والتي إذا ذابت، سترتفع مياه البحار العالمية عدة أقدام. إن ما سيحدث لهذه الأنهار الجليدية خلال العقود المقبلة هو أكبر أمر غير معروف في مستقبل ارتفاع منسوب مياه البحار، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن فيزياء تصدع الأنهار الجليدية ليست مفهومة بالكامل بعد.

والسؤال الحاسم هو كيف يمكن للمحيطات الأكثر دفئًا أن تتسبب في تفكك الأنهار الجليدية بسرعة أكبر. جامعة واشنطن أظهر الباحثون أسرع كسر واسع النطاق معروف على طول الجرف الجليدي في القطب الجنوبي. الدراسة التي نشرت مؤخرا في تقدم جامعة الخليج العربييُظهر أن صدعًا يبلغ طوله 6.5 ميلًا (10.5 كيلومترًا) قد تشكل في عام 2012 على نهر باين آيلاند الجليدي – وهو جرف جليدي متراجع يعيق الغطاء الجليدي الأكبر في غرب القطب الجنوبي – في حوالي 5 دقائق ونصف. وهذا يعني أن الصدع انفتح بسرعة حوالي 115 قدمًا (35 مترًا) في الثانية، أو حوالي 80 ميلًا في الساعة.

وقالت المؤلفة الرئيسية ستيفاني أولينجر، التي قامت بهذا العمل كجزء من بحث الدكتوراه في جامعة ويسكونسن وجامعة هارفارد، وهي الآن باحثة ما بعد الدكتوراه في جامعة ستانفورد: “هذا على حد علمنا هو أسرع حدث لفتح الصدع تمت ملاحظته على الإطلاق”. . “هذا يدل على أنه في ظل ظروف معينة، يمكن أن يتحطم الجرف الجليدي. إنه يخبرنا بأننا بحاجة إلى البحث عن هذا النوع من السلوك في المستقبل، ويخبرنا كيف يمكننا المضي قدمًا في وصف هذه الكسور في نماذج الصفائح الجليدية واسعة النطاق.

أهمية تشكيل الصدع

الصدع هو صدع يمر عبر ما يقرب من 1000 قدم (300 متر) من الجليد العائم لجرف جليدي نموذجي في القطب الجنوبي. هذه الشقوق هي مقدمة لولادة الجرف الجليدي، حيث تنفصل قطع كبيرة من الجليد عن نهر جليدي وتسقط في البحر. تحدث مثل هذه الأحداث غالبًا في نهر باين آيلاند الجليدي، حيث انفصل الجبل الجليدي الذي لوحظ في الدراسة منذ فترة طويلة عن القارة.

تُظهر صور الأقمار الصناعية الملتقطة في 8 مايو (يسار) و11 مايو (يمين)، بفارق ثلاثة أيام في عام 2012، صدعًا جديدًا يشكل حرف “Y” متفرعًا إلى يسار الصدع السابق. سجلت ثلاث أدوات زلزالية (مثلثات سوداء) اهتزازات تم استخدامها لحساب سرعات انتشار الصدع التي تصل إلى 80 ميلاً في الساعة. الائتمان: Olinger et al./AGU Advances

“تمارس الأرفف الجليدية تأثيرًا مهمًا على استقرار بقية الغطاء الجليدي في القطب الجنوبي. وقال أولينجر: “إذا انكسر الجرف الجليدي، فإن الجليد الجليدي الموجود خلفه يتسارع بالفعل”. “إن عملية التصدع هذه هي في الأساس الطريقة التي تقوم بها الأرفف الجليدية في القطب الجنوبي بتكوين جبال جليدية كبيرة.”

وفي أجزاء أخرى من القارة القطبية الجنوبية، غالبًا ما تتطور الصدوع على مدى أشهر أو سنوات. ولكن يمكن أن يحدث ذلك بسرعة أكبر في بيئة سريعة التطور مثل نهر باين آيلاند الجليدي، حيث يعتقد الباحثون أن الطبقة الجليدية في غرب القطب الجنوبي قد تشكلت بالفعل مرت نقطة تحول عند انهيارها في المحيط.

التحديات في مراقبة التغيرات الجليدية

توفر صور الأقمار الصناعية ملاحظات مستمرة. لكن الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض تمر بكل نقطة على الأرض كل ثلاثة أيام فقط. من الصعب تحديد ما يحدث خلال تلك الأيام الثلاثة، خاصة في ظل المشهد الخطير للجرف الجليدي الهش في القطب الجنوبي.

وفي الدراسة الجديدة، قام الباحثون بدمج الأدوات لفهم تكوين الصدع. واستخدموا البيانات الزلزالية المسجلة بواسطة أدوات وضعها باحثون آخرون على الجرف الجليدي في عام 2012 مع ملاحظات رادارية من الأقمار الصناعية.

يتصرف الجليد الجليدي كمادة صلبة على فترات زمنية قصيرة، ولكنه أشبه بسائل لزج على فترات زمنية طويلة.

“هل تشكيل الصدع أشبه بكسر الزجاج أو مثل تفكيك المعجون السخيف؟ قال أولينجر: “كان هذا هو السؤال”. “تُظهر حساباتنا لهذا الحدث أنه يشبه إلى حد كبير كسر الزجاج.”

دور مياه البحر والبحوث المستقبلية

وقال أولينجر إنه لو كان الجليد مادة هشة بسيطة، لكان قد تحطم بشكل أسرع. وأشار مزيد من التحقيق إلى دور مياه البحر. مياه البحر في الصدوع تبقي المساحة مفتوحة ضد القوى الداخلية للنهر الجليدي. وبما أن مياه البحر لها لزوجة، وتوتر سطحي، وكتلة، فلا يمكنها ملء الفراغ على الفور. وبدلا من ذلك، فإن السرعة التي تملأ بها مياه البحر الشق الافتتاحي تساعد على إبطاء انتشار الصدع.

وقال أولينجر: “قبل أن نتمكن من تحسين أداء نماذج الصفائح الجليدية واسعة النطاق وتوقعات ارتفاع مستوى سطح البحر في المستقبل، يجب أن يكون لدينا فهم جيد قائم على الفيزياء للعديد من العمليات المختلفة التي تؤثر على استقرار الجرف الجليدي”.

المرجع: “الاقتران المحيطي يحد من سرعة التمزق لأسرع حدث انتشار لصدع الجرف الجليدي” بقلم ستيفاني د. أولينجر، وبرادلي بي. ليبوفسكي، ومارين أ. دينول، 05 فبراير 2024، تقدم جامعة الخليج العربي.
دوى: 10.1029/2023AV001023

تم تمويل البحث من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم. المؤلفان المشاركان هما براد ليبوفسكي ومارين دينول، وكلاهما عضوان في هيئة التدريس بجامعة ويسكونسن في علوم الأرض والفضاء، وقد بدأا تقديم المشورة للعمل أثناء وجودهما في جامعة هارفارد.