ينظر جاكي أوسترمان إلى الأرض الصلبة بحثًا عن أدلة على ارتفاع مستوى سطح البحر


الأيقونة التي تقرأ "علماء SN 10 لمشاهدة" و "انظر القائمة الكاملة للعلماء"

لم يتم الكشف عن ارتفاع مستوى سطح البحر. يؤدي ارتفاع درجات الحرارة الناجم عن تغير المناخ الذي يسببه الإنسان إلى ذوبان الصفائح الجليدية وتوسيع مياه المحيطات. ما يحدث داخل الأرض سيشكل أيضًا الشواطئ المستقبلية. يحاول جاكي أوسترمان فهم تلك الديناميكيات الداخلية.

لم تكن أوسترمان ، عالمة الجيوفيزياء في مرصد لامونت دوهرتي للأرض بجامعة كولومبيا ، تعلم دائمًا أنها ستنتهي بدراسة المناخ. أدى افتتانها بالرياضيات منذ صغرها إلى جانب حبها للطبيعة والهواء الطلق – نشأت في المشي لمسافات طويلة في جبال الألب – إلى دراسة الفيزياء كطالبة جامعية ، ثم في الجيوفيزياء لاحقًا.

عندما كانت أوسترمان تعمق في النظم الجيولوجية للأرض ، تعلمت مدى تأثير حركة الصخور الساخنة في الوشاح على الحياة على السطح. تقول: “لقد اهتممت حقًا بهذا التفاعل الكامل للأرض الصلبة والمحيطات والمناخ”.

هدف كبير

يركز الكثير من أعمال أوسترمان على كيفية تأثير هذا التفاعل على التغيرات في مستوى سطح البحر. لقد ارتفع المتوسط ​​العالمي لمستوى سطح البحر بأكثر من 20 سنتيمترا منذ عام 1880 ، والارتفاع السنوي آخذ في الازدياد. لكن التحولات في مستوى سطح البحر المحلي يمكن أن تختلف ، حيث ترتفع هذه المستويات أو تنخفض على طول الشواطئ المختلفة ، كما يقول أوسترمان ، وتلعب الأرض الصلبة دورًا.

“نحن نفكر في تغيير مستوى سطح البحر بشكل عام حيث” يذوب الجليد ، وبالتالي يرتفع مستوى سطح البحر “. لكن هناك الكثير من الفروق الدقيقة في ذلك ، كما تقول. “الكثير من التغيرات في مستوى سطح البحر مدفوعة بالحركة الأرضية.”

قد يؤدي فهم هذه الفروق الدقيقة إلى نماذج مناخية أكثر دقة للتنبؤ بارتفاع مستوى سطح البحر في المستقبل. مثل هذا العمل يجب أن يساعد في تقديم الحلول العملية للمجتمعات في المناطق الساحلية المعرضة للخطر.

لذا ، يبني أوسترمان نماذج حاسوبية تعيد بناء التغيرات في مستوى سطح البحر خلال ملايين السنين القليلة الماضية. تدمج نماذجها بيانات حول كيف أدى التموج الزاحف للوشاح والظواهر الجيولوجية الأخرى إلى تغيير ارتفاع الأرض والبحر ، لا سيما خلال الفترات الجليدية عندما كانت درجات حرارة الأرض أعلى ببضع درجات مما هي عليه اليوم.

بحث متميز

أشارت دراسات سابقة إلى أن هذا التموج ، المعروف باسم الحمل الحراري في الوشاح ، قد نحت سطح الأرض منذ ملايين السنين. يقول أوسترمان: “إنه يدفع السطح للأعلى حيث تتدفق المواد الساخنة”. “كما أنها تطول [the surface] إلى أسفل حيث تغرق المادة الباردة مرة أخرى في الوشاح “.

في عام 2015 ، كان أوسترمان وزملاؤه أول من أظهر التغيرات الطبوغرافية التي يسببها الوشاح أثرت على ذوبان جليد القطب الجنوبي على مدى الثلاثة ملايين سنة الماضية. بالقرب من حواف الغطاء الجليدي ، تراجع الجليد بسرعة أكبر في المناطق التي كان سطح الأرض فيها منخفضًا بسبب الحمل الحراري.

علاوة على ذلك ، يؤثر الحمل الحراري على سطح الأرض حتى على نطاقات زمنية قصيرة نسبيًا. منذ العصر الجليدي الأخير ، منذ حوالي 130.000 إلى 115.000 سنة مضت ، كان الحمل الحراري في الوشاح مشوه الشواطئ القديمة بما يصل إلى عدة أمتار ، أفاد فريقها في تقدم العلم في عام 2017.

لقطة رأس لجاكي أوسترمان
يصمم جاكي أوسترمان نماذج حاسوبية تعيد بناء التغيرات في مستوى سطح البحر خلال ملايين السنين القليلة الماضية. يمكن للعمل تحسين النماذج التي تتنبأ بالمستقبل.بيل مينكي

ال يمكن أن يؤدي نمو الصفائح الجليدية وذوبانها إلى تشويه الأرض الصلبة أيضًا، يقول أوسترمان. عندما تغرق الأرض تحت وطأة الجليد المتراكم ، يرتفع مستوى سطح البحر المحلي. ومع ارتفاع الأرض حيث يذوب الجليد ، يسقط الماء. هذا التأثير ، بالإضافة إلى كيفية سحب الغطاء الجليدي للمياه من حوله ، يغير مستويات سطح البحر المحلية حول العالم اليوم ، كما تقول ، مما يجعله وثيق الصلة بالمناطق الساحلية التي تخطط لدفاعاتها في أزمة المناخ الحالية.

يمكن أن يساعد فهم هذه العمليات الجيولوجية في تحسين نماذج ارتفاع مستوى سطح البحر في الماضي. يقوم فريق أوسترمان بجمع المزيد من البيانات من الميدان ، ويجوب سواحل جزر الكاريبي بحثًا عن أدلة على المناطق التي كانت قريبة من مستوى سطح البحر أو تحته. وتشمل هذه القرائن الشعاب المرجانية المتحجرة وتموجات المياه المحفورة في الحجر ، بالإضافة إلى المزالق الصغيرة في الصخور التي تشير إلى أن فقاعات الهواء ارتفعت مرة واحدة عبر الرمال على الشواطئ القديمة. يقول أوسترمان إن العمل “ممتع حقًا”. “إنها في الأساس مثل مطاردة زبال”.

تقول دوجلاس وينز ، عالِم الزلازل بجامعة واشنطن في سانت لويس ، إن جهودها وضعت الأرض الصلبة في طليعة دراسة التغيرات في مستوى سطح البحر. من قبل ، “تم تجاهل الكثير من هذه العوامل نوعًا ما”. الأمر الأكثر لفتًا للنظر هو قدرتها على “توسيع ما نعتبره عادةً عدة تخصصات مختلفة وجمعها معًا لحل مشكلة مستوى سطح البحر” ، كما يقول.

بناء المجتمع

تقول أوسترمان إن الجزء الأكثر إمتاعًا في وظيفتها هو العمل مع طلابها وباحثي ما بعد الدكتوراة. أكثر من كتابة الورقة البحثية الكبيرة التالية ، فهي تريد تكوين مجموعة بحثية سعيدة وصحية ومحفزة. “إنه لأمر مجز حقًا أن نراهم ينمون أكاديميًا وعلميًا ويخرجون بأفكارهم الخاصة … ويساعدون بعضهم البعض أيضًا.”

روجر كريل ، دكتوراه. طالبة في مجموعة أوسترمان وأول من انضم إلى مختبرها ، تقدر إرشاد أوسترمان. إنها تقدم توقعات واقعية وواضحة وسلسة ، وتقدم ملاحظات سريعة ومدروسة وتلتقي لتسجيل الوصول المنتظم ، كما يقول. “أحيانًا أفكر في الأمر مثل التزلج على الماء ، وجاكي هو القارب.”

بالنسبة لأوانا دوميترو ، باحثة ما بعد الدكتوراة في المجموعة ، جاء أحد جوانب هذا الإرشاد القيّم في شكل دفعة لطيفة لكتابة وتقديم اقتراح المنحة بمفردها. يقول دوميترو: “اعتقدت أنني لست مستعدًا لذلك ، لكنها كانت كذلك ، عليك المحاولة”.

يقول كريل ودوميترو إن أوسترمان تعطي الأولوية لرفاهية مجموعتها ، مما يعزز التعاون. يقول أوسترمان إن هذا الإحساس بالاندماج والدعم والمجتمع “هو الأساس لوجود بيئة يمكن أن تزدهر فيها الأفكار العظيمة”.


هل تريد ترشيح شخص ما لقائمة SN 10 التالية؟ أرسل أسمائهم وانتمائهم وجمل قليلة عنهم وعملهم إلى sn10@sciencenews.org.



المصدر