مقارنة صحائف الجليد في أنتاركتيكا وغرينلاند: منظور جغرافي

الموقع الجغرافي والحجم

إن صحف الجليد في أنتاركتيكا وغرينلاند هي أكبر خزانات من ثلج المياه العذبة على الكوكب، مع وجود أكثر من 99 في المائة من الجليد الجليدي في العالم، ومن الصعب فهم حجمها البالغ 80 في المائة، وهي تغطي مساحة الجليد في القارة الجنوبية تبلغ نحو 14 مليون كيلومتر مربع، وهي مساحة أكبر من مساحة الولايات المتحدة والمكسيك مجتمعة.

وتختلف صحف الجليد هذه ليس فقط في حجمها بل أيضا في سياقها الجغرافي، وتأتي القارة القطبية الجنوبية قارة محاطة بالمحيطات، بينما تعد غرينلاند جزيرة كبيرة في شمال الأطلسي، وتمتد المحيط القطبي الشمالي إلى الشمال وبحر لابرادور إلى الغرب، ويؤثر هذا الفرق في البيئة الجغرافية تأثيرا عميقا على مناخ كل منها، وعلى التفاعلات بين المحيطات، وعلى استجابات الاحترار العالمي، وترتبط قشرة الجليد القطبي القطب الجنوبي جزئيا بالمحيط الجنوبي.

سمة حرجة من جغرافية أنتاركتيكا هي أن حوالي 75 في المائة من حجرها يقع تحت سطح البحر، مما يعني أن معظم الجليد مطروح في أعماق المحيط تحت سطح المحيط،

المبادلات الطبوغرافية

تُظهر التضاريس السطحية لصحائف الثلج ببيئتها الجيولوجية المتميزة، ويصل سطح أنتاركتيكا إلى ارتفاعات تتجاوز 000 4 متر فوق سطح البحر في منطقة القطب الجنوبي الشرقية، حيث تُعدّ منطقة ثلج دومي أرغوس ودومي فوجي من أعلى المناطق، وتُعدّل سطح المحيط الغربي أكثر هيمنة، وتُحدّد أعلى درجات ماء في منطقة قمة غرينلاند.

إن صحف الجليد في أنتاركتيكا ينزف بعدد صغير نسبيا من الأنهار الجليدية الكبيرة جدا ومجاري الجليد مثل جبال بيين وثويتس غلاس في غرب أنتاركتيكا، وهذه السمات السريعة تتحول الجليد من الداخل إلى السواحل بسرعة عدة مئات من المترات في السنة، وعلى النقيض من ذلك، فإن لدى غرينتش مئات من الصوامع الجليدية الضيقة التي تتدفق عبر الجبال

المناخ والأوضاع المُزمنة

إن مناخ أنتاركتيكا هو أكثر المناطق تطرفا على الأرض، حيث تجتاز داخل صحن الجليد في شرق أنتاركتيكا درجات حرارة أقل من ٦٠ درجة مئوية خلال الشتاء، حيث تولد أقل درجات الحرارة المسجلة على الإطلاق على الكوكب - ٨٩,٢ درجة مئوية، مقيسة في محطة فورستوك الروسية في عام ١٩٨٣، وترتفع فيها سرعة الريح إلى أقل من ٥٠ ميلا من مكافئات مياه الثلج في السنة.

إن مناخ غرينلاند بارد ولكنه أكثر تضخماً من القطب الجنوبي، ودرجات الحرارة الشتوية في المناطق الداخلية من صفائح الجليد في غرينلاند تتراوح بين 30 درجة مئوية و50 درجة مئوية، بينما المناطق الساحلية تمر بدرجات حرارة الشتاء بين 10 درجات مئوية و25 درجة مئوية، ودرجة الحرارة الصيفية على طول الساحل يمكن أن ترتفع فوق 10 درجات مئوية، مع وجود مناطق داخلية تصل أحياناً إلى 0oس خلال أحداث مميتة للغاية.

الاختلافات في الغلاف الجوي

الديناميات الجوية في الغلاف الجوي التي تدور حول مناخي صفائح الجليد مختلفة اختلافاً جوهرياً، إن أنتاركتيكا معزولة عن طريق دوامة القطب، نظام ثابت منخفض الكساد يعمم حول القارة ويفخخ الهواء البارد على الغطاء الجليدي، ويؤثر أسلوب الأنوار الجنوبي على قوة وموقع الرياح الغريبة التي تحيط بأحوال القارة القطبية الجنوبية، ويحفز التبادل الإيجابي بين القارة والوسط.

مناخ غرينلاند متأثر بشدة بشمال المحيط الأطلسي الذي يصف الفرق بين الضغط الأيسلندي المنخفض و مرتفعات الأزوار

Ice Sheet Dynamics and Melting

وتختلف العمليات التي تؤدي إلى فقدان الجليد اختلافا كبيرا بين صحائف الجليد، وتفقد صحائف الجليد في أنتاركتيكا الكتلة في المقام الأول من خلال الذراع البسالة لرفوف الجليد من مياه المحيط الحارة ومن خلال فرز أجسام الجليد من جبهات الجرف الجليدي، وتقتصر الذوبان السطحي على الهامش الساحلي وشبه القطب الجنوبي، وتظل الطول الداخلي الشاسعة دون التجمُّد في السنة.

وتفقد غرينلاند كتلة من خلال كل من الذوبان السطحي وعجلات الجليد، حيث أصبحت المذوفات السطحية مهيمنة بصورة متزايدة في العقود الأخيرة، وفي صيف نموذجي، تمتد منطقة الذوبان من الساحل إلى ارتفاع يتراوح بين 500 1 و000 2 متر تقريباً، وتغطي مساحة تصل إلى 50 في المائة من سطح الجليد أثناء الأحداث المتطرفة، وتتسارع أشكال المياه الملتهبة والأنهار والبحيرات على سطح الجليد.

تأثير خيل الجليد في أنتاركتيكا

رف الجليد في أنتاركتيكا يلعب دوراً حاسماً في تنظيم تدفق الجليد من القارة، و(روس آيس شيف) و(فيلشنر-روين) في الجليد، و العديد من رفوف الجليد الصغيرة تطفو على المحيط بينما تبقى مُتعلقة بصحيفة الجليد المُطلّقة، هذه الأرفف تعمل كعف، وتُعيد تدفق الجليد الداخلي.

إن أكبر رف ثلج في غرينلاند هو الـ 79 درجة من غلاسير شمالي (Nioghalvfjerdsbrae) التي لا تزال تحتفظ بلسان عائم كبير.

الأثر على مستوى سطح البحر

إن صحائف الجليد تساهم في ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي من خلال فقدان الكتلة الصافية، ولكن مساهماتها النسبية ووتيرة التغيير تختلف، وكانت صحيفة الجليد في غرينلاند أكبر مساهم في ارتفاع مستوى سطح البحر خلال العقدين الماضيين، مما أدى إلى زيادة في حجم الجليد في منطقة القطب الجنوبي بنسبة 0.6 إلى 0.8 ميلليمتر في السنة، بينما ساهمت أقلية الجليد في ارتفاع نسبة الجليد في منطقة القطب الجنوبي.

إن احتمال ارتفاع مستوى سطح البحر في المستقبل من كل ورقة ثلجية يرتبط بحجمه الكلي، وتحتوي صحيفة الجليد في أنتاركتيكا على الجليد الكافي لرفع مستوى سطح البحر العالمي بنحو 58 مترا إذا ما ذوب بالكامل، ومساهمة الغطاء الجليدي في غرينلاند المحتملة تبلغ حوالي 7.4 مترا من ارتفاع مستوى سطح البحر، بل إن فقدان جزئي لمعدلات الجليد قد يكون له عواقب وخيمة على المجتمعات الساحلية في جميع أنحاء العالم.

الجداول الزمنية ونقاط التنقية

إنّ المقاييس الزمنية لردّ الغطاء الجليديّ على المناخ تختلف اختلافاً كبيراً، إنّ ردّ غرينلاند سريع نسبياً: فالإنصهار السطحي يستجيب خلال سنوات للاحترار الجوي، وديناميات الجليد البعيدة تستجيب خلال عقود لدفء المحيطات، ويُعتقد أنّ خط الجليد في غرينلاند يُعدّ نقطة تدحرج حول ارتفاع حرارة العالم يتراوح بين 1.5 و2.0 مئوية فوق مستويات ما قبل الانهيار الصناعي.

إن استجابة وينتاركتيكا أبطأ ولكن يمكن أن تكون أكثر نتيجة لذلك، فإن صفحة الجليد في غرب أنتاركتيكا تعتبر ضعيفة بشكل خاص لأن معظم سريرها متوقف تحت سطح البحر على منحدر من طبقة مترامية من المياه الجوفية في شرق القارة القطبية الجنوبية،

جيم - المؤسسات الجيولوجية وعلم البدروغرافيا

حجر الأساس الذي يُقام تحت كل ورقة ثلجية له تاريخ جيولوجي مميز يؤثر على ديناميات الجليد، حجر القطب الجنوبي هو شعار معقد من الرافعات القديمة، وسلاسل الجبال، والأحواض الجليدية الرسوبية، التي يُدفن الكثير منها تحت أكوام الجليد، وجبال غامبورتسيف، وهي مجموعة من الرادارات الأوروبية،

حجرة (غرينلاند) متنوعه أيضاً، تتكون من صخور الدرع المشعّة إلى جانب أحواض الرسوبيات الأصغر في المناطق الساحلية، وخلافاً لأنتاركتيكا، فإن الكثير من الصخور الداخلية لـ(غرينلاند) تحت سطح البحر،

الظواهر الهيدرولوجيا دون الجليدية

في القطب الجنوبي، تم اكتشاف البحيرات الفرعية الكبيرة تحت الجليد، أكبرها بحيرة فوستوك مدفونة بأربعة كيلومترات تحت الغطاء الجليدي في شرق القطب الجنوبي، هذه البحيرات متصلة بشبكة من المجاري المائية دون الجليدية التي تؤثر على تدفق الجليد بواسطة تزييف السرير

إن الاختلافات في الهيدرولوجيا دون الإقليمية لها آثار هامة على ديناميات الجليد، فالبحيرات دون الإقليمية المستمرة في أنتاركتيكا ونظم المياه تخلق استقرارا نسبيا، ولكن سرعة تدفق الجليد، التي ظلت في نفس المواقع تقريبا لآلاف السنين، نظام غرينلاند دون الإقليمي أكثر قابلية للتبادل، مع وجود تفاوت موسمي في ضغط المياه يمكن أن يسبب سرعة مؤقتة أو تباطؤا في سرعة تدفق الجليد.

الوثائق التاريخية والمسموعة

وتحتفظ كل من صفائح الجليد بسجلات مفصلة لتاريخ المناخ في الأرض، وقد وفرت نواة الجليد العميقة من أنتاركتيكا، مثل تلك التي كانت من دوم سي، فوستوك، ودومي فوجي، سجلات مناخية مستمرة تمتد إلى ما يزيد على 000 800 سنة، وتبين هذه السجلات انقساماً حاداً بين تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ودرجات حرارة أنتاركتيكا على دورات الجليد الجليدية الجليدية الجليدية الجليدية الجليدية الجليدية الجليدية الجليدية الجليدية، مما يؤكد دور 180 جزء من تركيزات كل من غازات الدفيئة في تنظيم المناخ العالمي(2).

وقد وفرت صحيفة غرينلاند الجليدية سجلات مناخية عالية الاستبانة على مدى السنوات الـ 000 120 الماضية، حيث قامت مشاريع " غلوب " و " غلوب 2 " و " نورث جي بي " باستعادة نواة الجليد التي تحتفظ بأدلة على حدوث تغيرات سريعة في المناخ خلال الفترة الجليدية الأخيرة، وكشفت هذه النمط عن وجود أحداث دفيئة - أو أكثر من حالات الاحترار التي حدثت في غرينلاند.

المؤتمرات السابقة لصحيفة الثلج

وتظهر الأدلة الجيولوجية أن كلا الشرائح الجليدية قد شهدت تغيرات كبيرة في الماضي، وخلال الفترة الأخيرة من الزوال الجليدي، التي كانت تراوحت بين 000 20 سنة تقريبا، اتسعت صحيفة " غرينلاند " لتشمل الجزيرة بأكملها، وامتدت إلى الجرف القاري المتاخم، ومنذ ذلك الحين، تراجعت إلى حدها الحالي، مع فترات الارتداد خلال العصر الجليدي الصغير، ثم تراجعت خلال القرن الماضي.

وكانت صفيحة الجليد في أنتاركتيكا أكثر اتساعا خلال الفترات الجليدية، حيث تتقدم صحيفة الجليد في غرب أنتاركتيكا إلى حافة الجرف القاري، وقد كانت صفحة الجليد في شرق أنتاركتيكا أكثر استقرارا على مدى فترات زمنية طويلة، رغم أن الأدلة المستمدة من الرواسب البحرية تشير إلى أن أجزاء من الغطاء الجليدي تراجعت بشكل كبير خلال فترات الدفء السابقة، بما في ذلك البولسون قبل نحو ثلاثة ملايين سنة، عندما كانت مستويات الجليد في الغلاف الجوي مماثلة.

الأثر الإيكولوجي والبيولوجي

وبغض النظر عن خصائصها المادية، تدعم صحائف الجليد المجتمعات البيولوجية الفريدة وتؤدي أدوارا هامة في الدورات الكيميائية الأحيائية العالمية، وتستضيف صحيفة الجليد في أنتاركتيكا نظاماً إيكولوجياً ميكروبياً متنوعاً في محيطها الجليدي والثلوج والبحيرات دون الجليدية، بما في ذلك البكتيريا والأرخاء والفطريات التي تصمد في درجات حرارة منخفضة للغاية وتركز المغذيات.

كما أن صفائح الجليد تؤثر على دورة الكربون العالمية بتخزين الكربون العضوي الذي تم إيداعه على مدى ملايين السنين، وبما أن صحائف الجليد تذوب، فإن هذا الكربون القديم يُطلق في المحيط والغلاف الجوي، مما قد يخلق تغذية إيجابية عن تغير المناخ، إذ تشير التقديرات إلى أن ورقة الجليد في غرينلاند تحتوي على نحو 27 بليون طن من الكربون العضوي، مقارنة بالمبلغ المخزن في أراضي البسات في العالم.

التوقعات المستقبلية وأولويات البحوث

إن إسقاط السلوك المستقبلي لصحائف الجليد في أنتاركتيكا وغرينلاند لا يزال أحد أكبر التحديات في مجال علوم المناخ، ويقدم تقرير التقييم السادس للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ توقعات في إطار سيناريوهات مختلفة للانبعاثات، ولكن الشكوك لا تزال كبيرة، لا سيما بالنسبة لأنتاركتيكا حيث لا تستوعب النماذج الحالية تماماً إمكانية حدوث فقدان سريع للجليد من خلال عدم استقرار صفائح الجليد البحرية، وفي ظل سيناريوهات عالية الانبعاثات، يمكن أن تسهم غرينلاند في ارتفاع مستويات قياسها إلى 20 سنتيمترا في ارتفاعها بحلول عام 2100.

وتشمل أولويات البحث الرئيسية تحسين فهم التفاعلات بين المحيطات والأيساخ، ولا سيما الممرات التي تصل بها المياه الدافئة إلى خطوط أرضية من الجليد في كل من أنتاركتيكا وغرينلاند، وتُحدث البعثات الساتلية مثل ICESat-2 وCryoSat-2 التي تقوم بها وكالة الفضاء الأوروبية، ثورة في قدرتنا على قياس التغيرات في ارتفاع الغطاء الجليدي، بينما تقدم بعثات GRACE وGRACE-FO لقياس التوازنات الجليد.

وبالنسبة لغرينلاند، فإن تطور المذوفات السطحية وتفاعلها مع الديناميات الجليدية هو مجال حرج للدراسة، ومن المتوقع أن يزداد حجم وشدة الذوبان السطحي مع استمرار دفء المنطقة القطبية الشمالية، حيث تتسع منطقة القطب إلى ارتفاع أعلى، وتبرز إمكانية حدوث ترددات إيجابية بين الانهيار في التربة، وخفض عدد الزلابق، والتداول الجوي، في القارة الغربية، وتبرز استقرار تداول الجليد في قارة دافئة.

إن صحائف الجليد التي كثيرا ما تعتبر معا كمستودعات الجليد الرئيسية للكوكب تختلف اختلافا كبيرا في جغرافيتها، ومناخها ودينامياتها، وقابليتها للتأثر بتغير المناخ، وفهم هذه الاختلافات أمر أساسي للتنبؤ بارتفاع مستوى سطح البحر في المستقبل ووضع استراتيجيات فعالة للتخفيف والتكيف، وفي حين أن صحيفة الجليد في غرينلاند من المرجح أن تواصل السيطرة على المساهمات في مستوى البحر في العقود القادمة، فإن ورقة الجليد في أنتاركتيكا لا تزال تشكل مصدر قلق كبير طويل الأجل.