تتسلل المياه الذائبة إلى الطبقة الجليدية في جرينلاند عبر ملايين الشقوق الدقيقة، مما يؤدي إلى زعزعة استقرار بنيتها

أنا أسير على طول الضفة شديدة الانحدار لسيل هائج من المياه البيضاء، وعلى الرغم من أن الوادي لا يتجاوز عرض الطريق السريع، إلا أن تدفق النهر أكبر من تدفق نهر التايمز في لندن.إن هدير المياه المتدفقة الذي يصم الآذان أمر لا يصدق - وهو تذكير متواضع بقوة الطبيعة الخام.

وبينما كنت حول الزاوية، أصابني الذهول من مشهد سريالي تمامًا:لقد انفتح شق كبير في قاع النهر، وهو يبتلع الماء في دوامة ضخمة، ويرسل رذاذًا ضخمًا من الرذاذ.قد يبدو هذا وكأنه مشهد تم إنشاؤه بواسطة الكمبيوتر من أحد أفلام الحركة الرائجة - لكنه حقيقي.

يتشكل مولان أمامي مباشرة على الغطاء الجليدي في جرينلاند.لكن هذا لا ينبغي أن يحدث هنا حقًا، فالفهم العلمي الحالي لا يستوعب هذا الواقع.

ك عالم جليدي, لقد أمضيت 35 عامًا في دراسة كيفية تأثير المياه الذائبة على تدفق واستقرار الأنهار الجليدية والصفائح الجليدية.

هذه الفجوة الكبيرة التي تنفتح على السطح هي مجرد بداية رحلة المياه الذائبة عبر أحشاء الغطاء الجليدي.عندما يتم تحويله إلى مولان، فإنه يحفر شبكة معقدة من الأنفاق عبر الغطاء الجليدي التي تمتد مئات الأمتار إلى الأسفل، وصولاً إلى طبقة الغطاء الجليدي.

وعندما تصل إلى القاع، تتدفق المياه الذائبة إلى نظام الصرف تحت الجليدي للغطاء الجليدي ــ يشبه إلى حد كبير شبكة مياه الأمطار في المناطق الحضرية، على الرغم من أنها تتطور وتدعم باستمرار.فهو يحمل المياه الذائبة إلى حواف الجليد وينتهي في النهاية في المحيط، مع ما يترتب على ذلك من عواقب وخيمة على الديناميكا الحرارية وتدفق الغطاء الجليدي المغطي.

مثل هذه المشاهد و بحث جديد تتحدى آليات الصفائح الجليدية التفكير التقليدي حول ما يحدث داخل الصفائح الجليدية وتحتها، حيث تكون عمليات الرصد صعبة للغاية، لكن لها آثارًا صارخة.ويشيرون إلى أن الصفائح الجليدية المتبقية على الأرض في جرينلاند والقارة القطبية الجنوبية أكثر عرضة لظاهرة الاحتباس الحراري مما تتوقعه النماذج، وأن قد تكون الصفائح الجليدية مزعزعة للاستقرار من الداخل.

هذه مأساة في طور الإعداد ل نصف مليار شخص الذين يسكنون المناطق الساحلية المعرضة للخطر، حيث أن الصفائح الجليدية في جرينلاند والقطب الجنوبي هي في الواقع خزانات مياه عذبة مجمدة عملاقة مغلقة تزيد عن 65 مترًا (أكثر من 200 قدم) من ما يعادل ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي.منذ تسعينيات القرن العشرين، تسارعت وتيرة فقدان كتلتها، لتصبح المساهم الرئيسي في ارتفاع مستوى سطح البحر في المستقبل والعنصر الأساسي فيه.

كيف تصبح الشقوق الضيقة فجوات كبيرة في الجليد

مولان هي قنوات شبه عمودية تلتقط وتنقل جريان المياه الذائبة من سطح الجليد كل صيف.هناك عدة آلاف منها في جميع أنحاء جرينلاند، ويمكن أن تنمو إلى أحجام مثيرة للإعجاب بسبب سمك الجليد المقترن بمعدلات ذوبان السطح المرتفعة بشكل استثنائي.يمكن أن تكون هذه الفجوات الواسعة بحجم ملاعب التنس على السطح، مع غرف مخبأة في الجليد تحتها يمكن أن تبتلع الكاتدرائيات.

لكن هذا المطران الجديد الذي شهدته هو في الواقع بعيد عن أي حقول صدع وبحيرات ذائبة، حيث يملي الفهم العلمي الحالي ضرورة تشكلها.

في أ ورقة جديدة, ديف تشاندلر وأثبت أن الصفائح الجليدية مليئة بملايين الشقوق الشعرية الصغيرة التي انفتحت بسبب المياه الذائبة من الأنهار والجداول التي تعترضها.

ونظرًا لأن الجليد الجليدي هش جدًا على السطح، فإن مثل هذه الشقوق موجودة في كل مكان عبر مناطق ذوبان جميع الأنهار الجليدية والصفائح الجليدية والأرفف الجليدية.ومع ذلك، نظرًا لصغر حجمها، لا يمكن اكتشافها بواسطة الاستشعار عن بعد عبر الأقمار الصناعية.

في معظم الظروف، نجد أن التكسير المائي الذي يغذيه الجدول مثل هذا يسمح للماء بالاختراق لمئات الأمتار إلى الأسفل قبل أن يغلق التجميد، دون أن يخترق الشق بالضرورة الطبقة ليشكل مطاحنًا كاملة.ولكن، حتى هذه الكسور المائية ذات العمق الجزئي لها تأثير كبير على استقرار الغطاء الجليدي.

عندما يتدفق الماء، فإنه يدمر بنية الغطاء الجليدي ويطلق حرارته الكامنة.يسخن النسيج الجليدي وينعم، وبالتالي يتدفق ويذوب بشكل أسرع، تمامًا مثل شمع الشمع الذي تم تسخينه.

تعمل الكسور المائية المدفوعة بالتيار على إتلاف الجليد ميكانيكيًا ونقل الحرارة إلى أحشاء الطبقة الجليدية، مما يؤدي إلى زعزعة استقرارها من الداخل.وفي نهاية المطاف، أصبح النسيج الداخلي والسلامة الهيكلية للصفائح الجليدية أكثر عرضة لظاهرة الاحتباس الحراري.

العمليات الناشئة التي تسرع فقدان الجليد

على مدى العقدين الماضيين، قام العلماء بتتبع ذوبان الصفائح الجليدية وتدفقها بشكل جدي، وأصبحت أحداث الذوبان أكثر شيوعا وأكثر كثافة مثل ارتفاع درجات الحرارة العالمية – تفاقمت من قبل ارتفاع درجة حرارة القطب الشمالي بما يقرب من أربعة أضعاف المتوسط ​​العالمي.

تتدفق الطبقة الجليدية أيضًا وتولد الجبال الجليدية بشكل أسرع بكثير.لقد فقدت حوالي 270 مليار طن متري من الجليد سنويًا منذ عام 2002:أكثر من سنتيمتر ونصف (نصف بوصة) من ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي.تساهم غرينلاند الآن، في المتوسط، بحوالي 1 ملم (0.04 بوصة) في ميزانية مستوى سطح البحر سنويًا.

وجدت دراسة أجريت عام 2022 أنه حتى لو توقف ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي الآن، ما لا يقل عن 27 سم – ما يقرب من 1 قدم – من ارتفاع مستوى سطح البحر وهو أمر لا مفر منه بسبب عدم توازن جرينلاند مع مناخها خلال العقدين الماضيين.

إن فهم المخاطر المقبلة أمر بالغ الأهمية.ومع ذلك، فإن الجيل الحالي من نماذج الصفائح الجليدية المستخدمة لتقييم كيفية استجابة جرينلاند والقارة القطبية الجنوبية لارتفاع درجة الحرارة في المستقبل لا يأخذ في الاعتبار عمليات التضخيم التي يتم اكتشافها.وهذا يعني أن تقديرات ارتفاع مستوى سطح البحر في النماذج، والتي تستخدم لإبلاغ تقارير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) وصانعي السياسات في جميع أنحاء العالم، هي تقديرات متحفظة وتخفض معدلات ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي في عالم دافئ.

اكتشافنا الجديد هو الأحدث.أظهرت الدراسات الحديثة أن:

• تيارات المحيط الدافئة تتدخل في القطب الجنوبي و جرينلاند السواحل، التي تتدفق تحت رفوف الجليد لتقويض الأنهار الجليدية و زعزعة استقرار جبهاتهم.

• إن تزايد هطول الأمطار عبر الغطاء الجليدي في جرينلاند لا يؤدي إلى استنزاف تراكم الثلوج فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى استنزافها يسرع ذوبان السطح وتدفق الجليد.

• الطحالب والميكروبات, ، جنبا إلى جنب مع ذوبان كتلة الثلج السطحية, ، يغمق سطح الغطاء الجليدي، ويمتص المزيد من الإشعاع الشمسي، والذي كما يسرع ذوبان الجليد.

• ألواح الجليد المتراكبة داخل كتلة الثلج تتشكل عبر منطقة التراكم، وتشكل حاجزًا غير منفذ يستنزف احتباس الماء الذائب ويؤدي إلى جريان غير عادي.

• يذوب الماء عند قاعدة الطبقة الجليدية ويذوب يلين السرير المتجمد، مما يؤدي إلى الانزلاق الأساسي و تسريع تدفق الغطاء الجليدي الداخلي إلى الهوامش.

في الأشهر الأخيرة، وصفت أوراق بحثية أخرى أيضًا عمليات ردود الفعل غير المعروفة سابقًا والتي تجري تحت الصفائح الجليدية والتي لا يمكن لنماذج الكمبيوتر حاليًا تضمينها.غالبًا ما تحدث هذه العمليات على نطاق دقيق للغاية بحيث لا يمكن للنماذج التقاطها، أو أن الفيزياء المبسطة للنموذج تعني أنه لا يمكن التقاط العمليات نفسها.

اثنين من هذه الدراسات تحدد بشكل مستقل تعزيز ذوبان الغواصات عند خط التأريض في جرينلاند و القارة القطبية الجنوبية, ، حيث تصب الأنهار الجليدية والجداول الجليدية الكبيرة في البحر وتبدأ في الارتفاع عن قاعها على شكل رفوف جليدية عائمة.تعمل هذه العمليات على تسريع استجابة الغطاء الجليدي لتغير المناخ بشكل كبير، وفي حالة جرينلاند، يمكن أن تؤدي إلى مضاعفة فقدان الكتلة في المستقبل المساهمة في ارتفاع مستوى سطح البحر.

النماذج المناخية الحالية تقلل من المخاطر

جنبا إلى جنب مع غيرها علماء الجليد التطبيقيين, “حكم خبير منظم" و أ عدد قليل من المصممين الصريحين, أنا أزعم أن الجيل الحالي من نماذج الصفائح الجليدية المستخدمة لإبلاغ الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ لا تلتقط التغيرات المفاجئة التي لوحظت في جرينلاند والقارة القطبية الجنوبية، أو المخاطر التي تنتظرنا.

ولا تتضمن نماذج الصفائح الجليدية هذه ردود الفعل الناشئة وتستجيب على مدى آلاف السنين لاضطرابات الانحباس الحراري الشديد، مما يؤدي إلى تنبؤات بطيئة لمستوى سطح البحر والتي تدفع صناع السياسات إلى شعور زائف بالأمان.لقد قطعنا شوطا طويلا منذ صدور التقارير الأولى للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ في أوائل التسعينيات، والتي تعاملت مع الصفائح الجليدية القطبية باعتبارها كيانات ثابتة تماما، لكننا لا نزال غير قادرين على التقاط الواقع.

باعتباري عالمًا ميدانيًا ملتزمًا، فأنا أدرك تمامًا مدى امتياز العمل في هذه البيئات الراقية، حيث ما ألاحظه يلهمني ويتواضعني.لكنه يملأني أيضًا بالهلع تجاه مناطقنا الساحلية المنخفضة وما ينتظرنا في المستقبل 10% أو نحو ذلك من سكان العالم الذي يعيش فيها.