تعمل Meltwater على التكسير المائي للصفائح الجليدية في جرينلاند من خلال ملايين الشقوق الشعرية – مما يؤدي إلى زعزعة استقرار هيكلها الداخلي

أنا أمشي على طول الضفة شديدة الانحدار لفيض من المياه البيضاء الهائجة ، وعلى الرغم من أن الوادي لا يتجاوز عرض الطريق السريع ، إلا أن تدفق النهر أكبر من نهر التايمز في لندن. الزئير الذي يصم الآذان وقعقعة المياه المتدفقة أمر لا يصدق – تذكير متواضع بقوة الطبيعة الخام.

عندما كنت أقترب من الزاوية ، أشعر بالذهول من مشهد سريالي تمامًا: لقد انفتح شق كبير في قاع النهر ، وهو يبتلع الماء في دوامة ضخمة ، مرسلاً رذاذًا ضخمًا من الرذاذ. قد يبدو هذا وكأنه مشهد تم إنشاؤه بواسطة الكمبيوتر من فيلم حركة ضخم – لكنه حقيقي.

يتشكل مولان أمامي مباشرة على الغطاء الجليدي في جرينلاند. هذا فقط لا ينبغي أن يحدث هنا حقًا – الفهم العلمي الحالي لا يستوعب هذا الواقع.

بصفتي عالمة جليدية ، قضيت 35 عامًا في التحقيق في كيفية تأثير المياه الذائبة على تدفق واستقرار الأنهار الجليدية والصفائح الجليدية.

هذه الفجوة التي تنفتح على السطح هي مجرد بداية رحلة المياه الذائبة عبر أحشاء الصفيحة الجليدية. عندما تتدفق إلى المولين ، فإنها تحفر شبكة معقدة من الأنفاق عبر الصفيحة الجليدية التي تمتد مئات الأمتار لأسفل ، وصولاً إلى الطبقة الجليدية.

عندما تصل إلى السرير ، تتسرب المياه الذائبة إلى نظام الصرف تحت الجليدي للصفائح الجليدية – يشبه إلى حد كبير شبكة مياه العواصف الحضرية ، على الرغم من أنها تتطور باستمرار وتدعم. ينقل الماء الذائب إلى هوامش الجليد وينتهي به المطاف في المحيط ، مع عواقب وخيمة على الديناميكا الحرارية وتدفق الغطاء الجليدي العلوي.

تمثل مشاهد مثل هذه والبحث الجديد في ميكانيكا الغطاء الجليدي تحديًا للتفكير التقليدي حول ما يحدث داخل وتحت الصفائح الجليدية ، حيث تكون الملاحظات صعبة للغاية ولكن لها آثار صارخة. يقترحون أن الصفائح الجليدية المتبقية على الأرض في جرينلاند وأنتاركتيكا أكثر عرضة لظاهرة الاحتباس الحراري مما تتنبأ به النماذج ، وأن الصفائح الجليدية قد تكون مزعزعة للاستقرار من الداخل.

هذه مأساة في طور التكوين لنصف مليار شخص يسكنون المناطق الساحلية المعرضة للخطر ، نظرًا لأن الصفائح الجليدية في جرينلاند والقطب الجنوبي عبارة عن خزانات عملاقة للمياه العذبة المجمدة تحبس ما يزيد عن 65 مترًا (أكثر من 200 قدم) من ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي. . منذ تسعينيات القرن الماضي ، تسارعت وتيرة فقدها الكتلي ، لتصبح المساهم الأساسي في ارتفاع مستوى سطح البحر في المستقبل.

كيف تصبح الشقوق الضيقة فجوات في الجليد

المولين عبارة عن قنوات شبه عمودية تلتقط جريان المياه الذائبة من سطح الجليد وتوجهها كل صيف. هناك عدة آلاف في جميع أنحاء جرينلاند ، ويمكن أن تنمو لأحجام مذهلة بسبب سمك الجليد المقترن بمعدلات ذوبان السطح العالية بشكل استثنائي. يمكن أن تكون هذه الفجوات الكبيرة بحجم ملاعب التنس على السطح ، مع غرف مخبأة في الجليد تحتها يمكن أن تبتلع الكاتدرائيات.

لكن هذا المولان الجديد الذي شاهدته بعيد جدًا عن أي حقول صدوع وبحيرات تذوب ، حيث يفرض الفهم العلمي الحالي أنها يجب أن تتشكل.

في بحث جديد ، أثبتت أنا وديف تشاندلر أن الصفائح الجليدية مليئة بالملايين من الشقوق الدقيقة الدقيقة التي تفتح بفعل المياه الذائبة من الأنهار والجداول التي تعترضها.

نظرًا لأن الجليد الجليدي هش جدًا على السطح ، فإن مثل هذه الشقوق موجودة في كل مكان عبر مناطق الذوبان لجميع الأنهار الجليدية والصفائح الجليدية والرفوف الجليدية. ومع ذلك ، نظرًا لكونها صغيرة جدًا ، لا يمكن اكتشافها عن طريق الاستشعار عن بعد عبر الأقمار الصناعية.

في معظم الظروف ، نجد أن الكسر المائي الذي يتم تغذيته بالتيار مثل هذا يسمح للماء بالتغلغل في عمق مئات الأمتار قبل أن يغلق التجميد ، دون أن يخترق الكراك بالضرورة السرير لتشكيل مولان كامل. ولكن ، حتى هذه الكسور المائية ذات العمق الجزئي لها تأثير كبير على استقرار الغطاء الجليدي.

عندما يصب الماء في الداخل ، فإنه يتلف هيكل الصفيحة الجليدية ويطلق الحرارة الكامنة. يسخن نسيج الجليد وينعم ، وبالتالي يتدفق ويذوب بشكل أسرع ، تمامًا مثل شمع الشمع الدافئ.

تتسبب الكسور المائية التي يحركها التيار في إتلاف الجليد ميكانيكيًا ونقل الحرارة إلى أحشاء الغطاء الجليدي ، مما يؤدي إلى زعزعة استقراره من الداخل. في نهاية المطاف ، أصبح النسيج الداخلي والسلامة الهيكلية للصفائح الجليدية أكثر عرضة لظاهرة الاحتباس الحراري.

العمليات الناشئة التي تسرع فقدان الجليد

على مدى العقدين الماضيين ، تتبع العلماء ذوبان الغطاء الجليدي وتدفقه بشكل جدي ، أصبحت أحداث الذوبان أكثر شيوعًا وأكثر كثافة مع ارتفاع درجات الحرارة العالمية – والتي تفاقمت بسبب ارتفاع درجة حرارة القطب الشمالي بما يقرب من أربعة أضعاف المتوسط ​​العالمي.

يتدفق الغطاء الجليدي أيضًا ويتدفق الجبال الجليدية بشكل أسرع. لقد فقد 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 ملليمتر (0.04 بوصة) في ميزانية مستوى سطح البحر سنويًا.

وجدت دراسة أجريت عام 2022 أنه حتى لو توقف الاحترار الجوي الآن ، فإن ارتفاع مستوى سطح البحر بمقدار 27 سم على الأقل – ما يقرب من قدم واحد – أمر لا مفر منه بسبب عدم توازن جرينلاند مع عقديها المناخي الماضيين.

فهم المخاطر المقبلة أمر بالغ الأهمية. ومع ذلك ، فإن الجيل الحالي من نماذج الصفائح الجليدية المستخدمة لتقييم كيفية استجابة جرينلاند وأنتاركتيكا للاحترار في المستقبل لا يفسر عمليات التضخيم التي يتم اكتشافها. وهذا يعني أن تقديرات ارتفاع مستوى سطح البحر للنماذج ، المستخدمة لإبلاغ تقارير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) وصانعي السياسات في جميع أنحاء العالم ، متحفظة وتؤدي إلى انخفاض معدلات ارتفاع مستوى سطح البحر في العالم في ظل ارتفاع درجة حرارة العالم.

اكتشافنا الجديد هو فقط الأحدث. أظهرت الدراسات الحديثة أن:

في الأشهر الماضية ، وصفت أوراق أخرى أيضًا عمليات التغذية الراجعة غير المعروفة سابقًا والتي تجري تحت الصفائح الجليدية والتي لا يمكن لنماذج الكمبيوتر تضمينها حاليًا. غالبًا ما تحدث هذه العمليات على نطاق جيد جدًا بحيث لا يمكن للنماذج التقاطها ، أو أن فيزياء النموذج المبسطة تعني أن العمليات نفسها لا يمكن التقاطها.

تحدد اثنتان من هذه الدراسات بشكل مستقل ذوبان الغواصات المحسن عند خط التأريض في جرينلاند والقارة القطبية الجنوبية ، حيث تصب الأنهار الجليدية الكبيرة وتيارات الجليد في البحر وتبدأ في رفع قاعها كجروف جليدية عائمة. تعمل هذه العمليات على تسريع استجابة الغطاء الجليدي لتغير المناخ بشكل كبير ، وفي حالة جرينلاند ، يمكن أن تضاعف خسارة الكتلة في المستقبل ومساهمتها في ارتفاع مستوى سطح البحر.

النماذج المناخية الحالية تقلل من المخاطر

جنبًا إلى جنب مع علماء الجليد التطبيقي الآخرين ، “حكم الخبراء المنظم” وعدد قليل من المصممين الصريحين ، أؤكد أن الجيل الحالي من نماذج الصفيحة الجليدية المستخدمة لإبلاغ الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ لا تلتقط التغييرات المفاجئة التي لوحظت في جرينلاند وأنتاركتيكا ، أو المخاطر التي تكمن امام.

لا تتضمن نماذج الألواح الجليدية هذه الملاحظات الناشئة وتستجيب على مدى آلاف السنين لاضطرابات الاحترار الشديد ، مما يؤدي إلى تباطؤ تنبؤات مستوى سطح البحر التي تهدئ صانعي السياسات إلى شعور زائف بالأمان. لقد قطعنا شوطًا طويلاً منذ التقارير الأولى للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ في أوائل التسعينيات ، والتي تعاملت مع الصفائح الجليدية القطبية على أنها كيانات ثابتة تمامًا ، لكننا ما زلنا عاجزين عن التقاط الواقع.

بصفتي عالمًا ميدانيًا ملتزمًا ، فأنا أدرك تمامًا مدى امتيازي للعمل في هذه البيئات السامية ، حيث يلهمني ما ألاحظه ويضعفه. لكنه يملأني أيضًا بنذير شؤم لمناطقنا الساحلية المنخفضة وما ينتظر 10٪ أو نحو ذلك من سكان العالم الذين يعيشون فيها.