يُظهر بحث جديد مدى السرعة التي يمكن أن تتراجع فيها الصفائح الجليدية – وما قد يعنيه ذلك بالنسبة لذوبان القطب الجنوبي

الصفيحة الجليدية في أنتاركتيكا ، التي تغطي مساحة أكبر من الولايات المتحدة والمكسيك مجتمعتين ، تحتوي على ما يكفي من المياه لرفع مستوى سطح البحر العالمي بأكثر من 57 مترًا إذا ذاب تمامًا. سيؤدي هذا إلى إغراق مئات المدن في جميع أنحاء العالم. وتشير الأدلة إلى أنه يذوب بسرعة. كشفت ملاحظات الأقمار الصناعية أن الجليد الأرضي (الجليد الذي يتلامس مع الطبقة الموجودة تحته) في المناطق الساحلية في غرب أنتاركتيكا قد فقد بمعدل يصل إلى 30 مترًا في اليوم في السنوات الأخيرة.

لكن سجل القمر الصناعي لتغيير الغطاء الجليدي قصير نسبيًا حيث لا يوجد سوى 50 عامًا من الملاحظات. يحد هذا من فهمنا لكيفية تطور الصفائح الجليدية على مدى فترات زمنية أطول ، بما في ذلك السرعة القصوى التي يمكن أن تتراجع بها والأجزاء الأكثر عرضة للذوبان.

لذلك ، شرعنا في التحقيق في كيفية استجابة الصفائح الجليدية خلال فترة سابقة من الاحترار المناخي – “الانحلال” الأخير. حدث هذا التحول المناخي منذ ما يقرب من 20000 إلى 11000 عام وامتد انتقال الأرض من فترة جليدية ، عندما غطت الصفائح الجليدية أجزاء كبيرة من أوروبا وأمريكا الشمالية ، إلى الفترة التي نعيش فيها حاليًا (تسمى فترة الهولوسين بين الجليدية).

خلال فترة الانحلال الأخير ، كانت معدلات درجات الحرارة وارتفاع مستوى سطح البحر قابلة للمقارنة على نطاق واسع مع اليوم. لذلك ، سمحت لنا دراسة التغييرات في الصفائح الجليدية في هذه الفترة بتقدير كيف يمكن للصفحتين الجليديتين المتبقيتين على الأرض (غرينلاند وأنتاركتيكا) أن تستجيب لمناخ أكثر دفئًا في المستقبل.

تظهر نتائجنا المنشورة مؤخرًا أن الصفائح الجليدية قادرة على التراجع في رشقات نارية تصل إلى 600 متر في اليوم. هذا أسرع بكثير مما لوحظ حتى الآن من الفضاء.

نبضات سريعة التراجع

استخدم بحثنا خرائط عالية الدقة لقاع البحر النرويجي لتحديد أشكال صغيرة تسمى “حواف التموج”. تم إنتاج هذه النتوءات التي يبلغ ارتفاعها مترًا إلى مترين عندما تراجع صفيحة جليدية سابقة خلال عملية إزالة الجليدية الأخيرة.

رفع المد والجزر الغطاء الجليدي لأعلى ولأسفل. عند انخفاض المد ، استقر الغطاء الجليدي على قاع البحر ، مما دفع الرواسب الموجودة على حافة الغطاء الجليدي إلى أعلى إلى تلال. نظرًا لوجود مد وجزر منخفضين كل يوم قبالة النرويج ، تم إنتاج تلالين منفصلين يوميًا. لقد مكننا قياس المسافة بين هذه النتوءات من حساب وتيرة تراجع الغطاء الجليدي.

خلال الانحلال الأخير للجليد ، خضعت الصفيحة الجليدية الاسكندنافية التي درسناها لنبضات من التراجع السريع للغاية – بمعدلات تراوحت بين 50 و 600 متر في اليوم. هذه المعدلات أسرع بما يصل إلى 20 مرة من أعلى معدل لتراجع الغطاء الجليدي الذي تم قياسه حتى الآن في القارة القطبية الجنوبية من الأقمار الصناعية.

حدثت أعلى معدلات تراجع الصفيحة الجليدية عبر المناطق المسطحة من طبقة الغطاء الجليدي. في المناطق المسطحة ، لا يلزم سوى كمية صغيرة نسبيًا من الذوبان ، تبلغ حوالي نصف متر في اليوم ، لتحفيز نبض التراجع السريع. ترتبط الصفائح الجليدية في هذه المناطق بشكل خفيف جدًا بأسرتها ، وبالتالي لا تتطلب سوى كميات قليلة من الذوبان لتصبح طافية تمامًا ، مما قد يؤدي إلى تراجع فوري تقريبًا.

ومع ذلك ، فإن التراجع السريع “المدفوع بالطفو” مثل هذا ربما لا يستمر إلا على مدى فترات زمنية قصيرة – من أيام إلى شهور – قبل أن يؤدي التغيير في طبقة الغطاء الجليدي أو منحدر سطح الجليد إلى الداخل إلى وضع الفرامل في حالة تراجع. يوضح هذا كيف كانت طبيعة تراجع الغطاء الجليدي غير الخطية أو “النبضية” في الماضي.

من المحتمل أن يكون هذا هو الحال أيضًا في المستقبل.

تحذير من الماضي

تكشف النتائج التي توصلنا إليها عن مدى سرعة قدرة الصفائح الجليدية على التراجع خلال فترات ارتفاع درجة حرارة المناخ. نقترح أن نبضات التراجع السريع للغاية ، من عشرات إلى مئات الأمتار في اليوم ، يمكن أن تحدث عبر أجزاء مسطحة من الصفيحة الجليدية في القطب الجنوبي حتى في ظل معدلات الذوبان الحالية.

وهذا له آثار على نهر ثويتس الجليدي الواسع والذي يحتمل أن يكون غير مستقر في غرب أنتاركتيكا. منذ أن بدأ العلماء في مراقبة تغيرات الغطاء الجليدي عبر الأقمار الصناعية ، شهد نهر ثويتس الجليدي تراجعًا كبيرًا وهو الآن على بعد 4 كيلومترات فقط من منطقة مسطحة من قاعه. لذلك ، قد يعاني نهر ثويتس الجليدي من موجات من التراجع السريع في المستقبل القريب.

يمكن أن يؤدي فقدان الجليد الناتج عن التراجع عبر هذه المنطقة المسطحة إلى تسريع معدل انهيار الجليد في بقية حوض تصريف ثويتس في المحيط. يحتوي حوض تصريف ثويتس على ما يكفي من الجليد لرفع مستوى سطح البحر بحوالي 65 سم.

سلطت نتائجنا ضوءًا جديدًا على كيفية تفاعل الصفائح الجليدية مع أسِرتها على مدى فترات زمنية مختلفة. يمكن أن تحدث معدلات عالية من التراجع على مدى عقود إلى قرون حيث يتعمق طبقة الغطاء الجليدي في الداخل. لكننا وجدنا أن الصفائح الجليدية في المناطق المسطحة هي الأكثر عرضة للتراجع السريع للغاية على مدى فترات زمنية أقصر بكثير.

جنبًا إلى جنب مع البيانات حول شكل طبقات الجليد ، سيكون دمج آلية التراجع قصيرة المدى هذه في عمليات المحاكاة الحاسوبية أمرًا بالغ الأهمية للتنبؤ الدقيق بمعدلات تغير الغطاء الجليدي وارتفاع مستوى سطح البحر في المستقبل.