يؤدي الذوبان السريع إلى تآكل الشقوق الضعيفة في نهر ثويتس الجليدي

أكثر المناطق المناخية المعرضة للخطر في القارة القطبية الجنوبية هي مكان بعيد ومعاد – شظية ضيقة من مياه البحر ، تحت لوح من الجليد العائم يزيد سمكه عن نصف كيلومتر. لقد اكتشفه العلماء أخيرًا ، واكتشفوا شيئًا يثير الدهشة.

“معدل الذوبان أضعف بكثير مما كنا نظن ، بالنظر إلى درجة حرارة المحيط” ، كما يقول بيتر ديفيس ، عالم المحيطات في المسح البريطاني لأنتاركتيكا في كامبريدج ، والذي كان جزءًا من الفريق الذي حفر حفرة ضيقة في هذه الزواية وخفضها الأدوات فيه. قد يبدو هذا الاكتشاف بمثابة أخبار جيدة – لكنه ليس كذلك ، كما يقول. “على الرغم من معدلات الذوبان المنخفضة هذه ، ما زلنا نشهد تراجعًا سريعًا” حيث يتلاشى الجليد بشكل أسرع مما يتم تجديده.

أجرى ديفيس وحوالي 20 عالمًا آخر هذا البحث في Thwaites Glacier ، وهو حزام ناقل ضخم من الجليد يبلغ عرضه حوالي 120 كيلومترًا ، والذي يتدفق قبالة الساحل الغربي لأنتاركتيكا. تظهر قياسات الأقمار الصناعية ذلك ثويتس تفقد الجليد بسرعة أكبر أكثر من أي وقت مضى خلال آلاف السنين القليلة الماضية (SN: 6/9/22). هو – هي تسارع تدفقها إلى المحيط بنسبة 30 في المائة على الأقل منذ عام 2000 ، نزيف أكثر من 1000 كيلومتر مكعب من الجليد – يمثل ما يقرب من نصف الجليد المفقود من القارة القطبية الجنوبية بأكملها.

الكثير من فقدان الجليد الحالي مدفوع تيارات المحيط الدافئة والمالحة التي تزعزع استقرار النهر الجليدي في منطقة التأريض – موطئ القدم الحاسم ، على بعد حوالي 500 متر تحت مستوى سطح البحر في موقع الحفر ، حيث يرتفع الجليد عن قاعه ويطفو (SN: 4/9/21).

الآن ، تُظهر هذه النظرة الأولى على الإطلاق على الطبقة السفلية للنهر الجليدي بالقرب من منطقة التأريض أن المحيط يهاجمه بطرق غير معروفة ومقلقة من قبل.

عندما أرسل الباحثون مركبة تعمل عن بعد ، أو ROV ، إلى أسفل البئر وفي الماء أدناه ، وجدوا أن الكثير من الذوبان يتركز في الأماكن التي يكون فيها النهر الجليدي بالفعل تحت ضغط ميكانيكي – داخل شقوق ضخمة تسمى الصدوع القاعدية. تقطع هذه الفتحات إلى الجانب السفلي من الجليد.

حتى كمية صغيرة من الذوبان في هذه النقاط الضعيفة يمكن أن تسبب قدرًا كبيرًا غير متناسب من الضرر الهيكلي على النهر الجليدي ، حسبما أفاد الباحثون في ورقتين نشرتا في 15 فبراير / شباط. طبيعة.

يقول تيد سكامبوس ، عالم الجليد في جامعة كولورادو بولدر ، والذي لم يكن جزءًا من الفريق ، إن هذه النتائج “مفاجأة بعض الشيء”. تتم مراقبة ثويتس والأنهار الجليدية الأخرى في الغالب بواسطة الأقمار الصناعية ، مما يظهر أن الترقق والذوبان يحدثان بشكل موحد تحت الجليد.

مع استمرار ارتفاع درجة حرارة العالم بسبب تغير المناخ الذي يسببه الإنسان ، فإن الجليد الجليدي نفسه لديه القدرة على رفع مستوى سطح البحر العالمي بمقدار 65 سم على مدى قرون. كما سيؤدي انهياره إلى زعزعة استقرار ما تبقى من الصفيحة الجليدية في غرب أنتاركتيكا ، مما يؤدي في نهاية المطاف إلى ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي بمقدار ثلاثة أمتار.

مع هذه النتائج الجديدة ، يقول سكامبوس ، “إننا نرى عمليات أكثر تفصيلاً ستكون مهمة لنمذجة” كيفية استجابة النهر الجليدي للاحترار في المستقبل ، ومدى سرعة ارتفاع مستوى سطح البحر.

طبقة رقيقة باردة تحمي أجزاء من الجانب السفلي لنهر ثويتس الجليدي

يقول سكامبوس إن مجرد الحصول على هذه الملاحظات “يشبه إلى حد ما لقطة القمر ، أو حتى لقطة المريخ”. تقع ثويتس ، مثل معظم الصفيحة الجليدية في غرب أنتاركتيكا ، على سرير يبلغ ارتفاعه مئات الأمتار تحت مستوى سطح البحر. تمتد الجبهة العائمة للنهر الجليدي ، والتي تسمى الجرف الجليدي ، على مسافة 15 كيلومترًا من المحيط ، مما يخلق سقفًا من الجليد يجعل هذه البقعة غير قابلة للوصول تمامًا إلى البشر. “قد يمثل هذا ذروة الاستكشاف” في القارة القطبية الجنوبية ، كما يقول.

هذه النتائج الجديدة تنبع من جهد قدره 50 مليون دولار – The التعاون الدولي لنهر ثويتس الجليدي – أجرته مؤسسة العلوم الوطنية بالولايات المتحدة ومجلس أبحاث البيئة الطبيعية في المملكة المتحدة. هبط فريق البحث ، وهو واحد من ثمانية ممولين من هذا التعاون ، على مساحة ثويتس الثلجية المسطحة في الأيام الأخيرة من عام 2019.

استخدم الباحثون مثقابًا بالماء الساخن لإذابة حفرة ضيقة ، ليست أوسع بكثير من كرة السلة ، عبر أكثر من 500 متر من الجليد. تحت الجليد يوجد عمود مائي يبلغ سمكه 54 مترًا فقط.

عندما قام ديفيس وزملاؤه بقياس درجة حرارة وملوحة تلك المياه ، وجدوا أن معظمها كانت أعلى من درجة التجمد بحوالي درجتين مئويتين – يحتمل أن تكون دافئة بما يكفي لإذابة 20 إلى 40 مترًا من الجليد سنويًا. لكن الجانب السفلي من يبدو أن الجليد يذوب بمعدل 5 أمتار فقط في السنة، أفاد الباحثون في واحدة من طبيعة أوراق. قام الفريق بحساب معدل الذوبان بناءً على ملوحة المياه ، مما يكشف عن نسبة مياه البحر المالحة إلى المياه العذبة الذائبة في الأنهار الجليدية.

سرعان ما ظهر سبب هذا الذوبان البطيء: فترست تحت الجليد طبقة من الماء البارد الطافي ، بسماكة مترين فقط ، مشتقة من الجليد الذائب. يقول ديفيس: “يوجد تجمع للمياه العذبة كثيرًا في القاعدة الجليدية” ، وهذه الطبقة الباردة تحمي الجليد من المياه الأكثر دفئًا في الأسفل.

قدمت تلك القياسات لقطة مباشرة عند البئر. بعد عدة أيام من فتح الحفرة ، بدأ الباحثون استكشافًا أوسع لتجويف المحيط غير المعين تحت الجليد.

قام العمال برفع أسطوانة نحيفة باللونين الأصفر والأسود أسفل البئر. تم تطوير ROV ، المسمى Icefin ، على مدى السنوات السبع الماضية من قبل فريق من المهندسين بقيادة بريتني شميدت ، عالمة الجليد في جامعة كورنيل.

قامت شميدت وفريقها بتجريب المركبة من خيمة قريبة ، ومراقبة الأدوات بينما كانت تقود الحرفة بدفعات لطيفة على أزرار وحدة التحكم في PlayStation 4. كان السقف الجليدي الأملس الذي يشبه المرآة يمر بهدوء على شاشة الكمبيوتر – حيث يتم بث الفيديو المباشر عبر أنابيب بطول 3 كيلومترات من كبل الألياف الضوئية.

عندما قاد شميدت الزعنفة الجليدية على بعد 1.6 كيلومتر من المنبع من البئر ، تقلص عمود الماء تدريجيًا ، حتى أقل من متر من الماء فصل الجليد عن قاع البحر أدناه. تطاير عدد قليل من الأسماك والقشريات التي تشبه الجمبري ، والتي تسمى برمائيات الأرجل ، بين أكوام الحصى الجرداء.

يقول شميت إن هذا الجزء الجديد من قاع البحر – الذي تم الكشف عنه عندما يخف الجليد ويرفع ويطفو بشكل تدريجي إلى الداخل – قد تعرض “لأقل من عام”.

بين الحين والآخر ، كان Icefin يتخطى شقًا مظلماً وفجراً في السقف الجليدي ، صدع قاعدي. قادت شميت المركبة إلى العديد من هذه الفجوات – غالبًا ما يزيد عرضها عن 100 متر – وهناك ، رأت شيئًا مذهلاً.

يتركز ذوبان بطن ثويتس في الشقوق العميقة

كانت الجدران الرأسية للشقوق متصدعة وليست ناعمة ، مما يشير إلى معدل ذوبان أعلى من السقف الجليدي المسطح. وفي هذه الأماكن ، أصبح الفيديو ضبابيًا مع انكسار الضوء من خلال دوامات قوية من المياه المالحة والمياه العذبة. يعتقد العلماء أن هذا الدوران المضطرب لمياه المحيط الدافئة والمياه الباردة الذائبة يكسر الطبقة الباردة التي تعزل الجليد ، ويسحب الماء الدافئ المالح للتلامس معه.