في هذا الرسم التوضيحي، تتدفق مياه البحر عميقًا تحت السطح لتشكل صدعًا جليديًا نشطًا في القارة القطبية الجنوبية. يُظهر بحث جديد أن مثل هذه الصدوع يمكن أن تنفتح بسرعة كبيرة وأن مياه البحر المتدفقة عبرها تساعد في التحكم في السرعة التي يتفكك بها الجرف الجليدي. الائتمان: روب سوتو
هناك ما يكفي من المياه المتجمدة في الأنهار الجليدية في جرينلاند والقارة القطبية الجنوبية، والتي إذا ذابت، فإن مياه البحار العالمية سوف ترتفع عدة أمتار. إن ما سيحدث لهذه الأنهار الجليدية في العقود المقبلة هو أكبر أمر غير معروف عندما يتعلق الأمر بارتفاع منسوب مياه البحار، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن فيزياء تكسر الأنهار الجليدية ليست مفهومة بالكامل بعد.
والسؤال الحاسم هو إلى أي مدى يمكن أن يؤدي ارتفاع درجة حرارة المحيطات إلى تفكك الأنهار الجليدية بسرعة أكبر. جامعة واشنطن أظهر الباحثون أسرع تمزق واسع النطاق معروف على طول الجرف الجليدي في القطب الجنوبي. الدراسة التي نشرت مؤخرا في تقدم AGUيُظهر أن صدعًا يبلغ طوله 10.5 كيلومترًا قد تشكل في عام 2012 على نهر باين آيلاند الجليدي – وهو جرف جليدي متراجع يضم أكبر طبقة جليدية في غرب القارة القطبية الجنوبية – في حوالي 5 دقائق ونصف. وهذا يعني أن الصدع انفتح بسرعة حوالي 115 قدمًا (35 مترًا) في الثانية، أو حوالي 80 ميلًا في الساعة.
قالت المؤلفة الرئيسية ستيفاني أولينجر، التي قامت بهذا العمل كجزء من بحث الدكتوراه في جامعة ويسكونسن وجامعة هارفارد، وهي الآن باحثة ما بعد الدكتوراه في جامعة ويسكونسن: “هذا هو أسرع حدث فتح الصدع الذي نعرفه على الإطلاق”. جامعة ستانفورد. . “هذا يدل على أنه في ظل ظروف معينة، يمكن أن ينكسر الجليد. يخبرنا هذا أننا بحاجة إلى الحذر من هذا النوع من السلوك في المستقبل، ويخبرنا كيف يمكننا وصف هذه الكسور في نماذج الصفائح الجليدية واسعة النطاق.
أهمية تشكيل الصدع
الصدع هو صدع يقطع ما يقرب من 300 متر من الجليد العائم لجرف جليدي نموذجي في القطب الجنوبي. هذه الشقوق هي مقدمة لانفصال الجليد البحري، حيث تنفصل قطع كبيرة من الجليد من نهر جليدي وتسقط في البحر. وغالبا ما تحدث مثل هذه الأحداث في نهر باين آيلاند الجليدي – وهو الجبل الجليدي الذي لوحظ في الدراسة المنفصل عن القارة منذ فترة طويلة. .
تُظهر صور الأقمار الصناعية الملتقطة في 8 مايو (يسار) و11 مايو (يمين)، بفارق ثلاثة أيام في عام 2012، شقًا جديدًا يشكل حرف “Y” متفرعًا إلى يسار الصدع السابق. سجلت ثلاث أدوات زلزالية (مثلثات سوداء) اهتزازات تم استخدامها لحساب سرعات انتشار الصدع التي تصل إلى 80 ميلاً في الساعة. الائتمان: Olinger et al./AGU Advances
“تمارس الأرفف الجليدية تأثيرًا مهمًا جدًا على استقرار بقية الغطاء الجليدي في القطب الجنوبي. وقال أولينجر: “إذا انكسر الجرف الجليدي، فإن الجليد الجليدي الموجود خلفه يتسارع بالفعل”. “إن عملية التصدع هذه هي في الأساس الطريقة التي تولد بها الأرفف الجليدية في القطب الجنوبي جبالًا جليدية كبيرة.”
وفي أجزاء أخرى من القارة القطبية الجنوبية، غالبًا ما تتطور الصدوع على مدى أشهر أو سنوات. ولكن يمكن أن يحدث ذلك بسرعة أكبر في المناظر الطبيعية سريعة التغير مثل نهر باين آيلاند الجليدي، حيث يعتقد الباحثون أن الغطاء الجليدي في غرب القطب الجنوبي قد تشكل بالفعل. لقد مرت نقطة تحول عندما انهارت في المحيط.
تحديات مراقبة التغيرات الجليدية
توفر صور الأقمار الصناعية ملاحظات مستمرة. لكن الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض تمر فقط بكل نقطة على الأرض كل ثلاثة أيام. من الصعب تحديد ما يحدث خلال تلك الأيام الثلاثة، خاصة في المشهد الخطير للجرف الجليدي الهش في القطب الجنوبي.
وفي الدراسة الجديدة، جمع الباحثون الأدوات لفهم كيفية تشكل الصدع. واستخدموا البيانات الزلزالية التي سجلتها الأدوات التي وضعها باحثون آخرون على الجليد في عام 2012 مع ملاحظات رادارية من الأقمار الصناعية.
يتصرف الجليد الجليدي كمادة صلبة على فترات زمنية قصيرة، لكنه يشبه إلى حد كبير سائلًا لزجًا على فترات زمنية طويلة.
“هل الصدع أشبه بكسر الزجاج أو تفكيك المعجون السخيف؟ قال أولينجر: “كان هذا هو السؤال”. “تظهر حساباتنا لهذا الحدث أنه كان مجرد كسر زجاج.”
دور مياه البحر والبحوث المستقبلية
وقال أولينجر إنه لو كان الجليد مادة بسيطة وهشة، لكان قد انكسر بشكل أسرع. وقد سلطت المزيد من التحقيقات الضوء على دور مياه البحر، فمياه البحر الموجودة في الصدوع تبقي المساحة مفتوحة أمام القوى الداخلية للنهر الجليدي. ولأن مياه البحر لها لزوجة، وتوتر سطحي، وكتلة، فإنها لا تستطيع ملء الفراغ على الفور. وبدلا من ذلك، فإن المعدل الذي تملأ به مياه البحر الشق المفتوح يساعد على إبطاء انتشار الصدع.
وقال أولينجر: “قبل أن نتمكن من تحسين أداء نماذج الصفائح الجليدية واسعة النطاق وتوقعات ارتفاع مستوى سطح البحر في المستقبل، نحتاج إلى فهم جيد قائم على الفيزياء للعديد من العمليات المختلفة التي تؤثر على استقرار الجرف الجليدي”. .
المرجع: “الاقتران المحيطي يحد من سرعة التمزق لأسرع حدث انتشار لصدع الجرف الجليدي” بقلم ستيفاني د. أولينجر، وبرادلي بي. ليبوفسكي، ومارين أ. دينول، 5 فبراير 2024، تقدم AGU.
دوى: 10.1029/2023AV001023
تم تمويل البحث من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم. المؤلفان المشاركان هما براد ليبوفسكي ومارين دينول، وكلاهما عضوان في هيئة التدريس في جامعة ويسكونسن في علوم الأرض والفضاء، وقد بدأا تقديم المشورة للعمل في جامعة هارفارد.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”