تذبذبات ودروس منسوبة إلى المستقبل

إن العلاقة الدينامية بين نظام المناخ الأرضي وصحائف الجليد الواسعة النطاق التي تربطه بها هي المحرك الرئيسي للتقلبات في مستوى سطح البحر في التاريخ الجيولوجي، وهذه التقلبات المسجلة في المحفوظات الجيولوجية، توفر معلومات قيمة عن العمليات التي تحكم التغيرات في مستوى البحر في الماضي والمستقبل، ومن خلال تجميع الأدلة من نواة الرواسب، والخطوط الساحلية المحفورة، والشعاب المرجانية، والنواة الجليدية، أعاد العلماء بناء درجة حرارة مفصلة

تغيرات مستوى سطح البحر التاريخي: منظور جيولوجي

وقد كان مستوى سطح البحر سمة متغيرة لسطح الأرض، ترتبط ارتباطا وثيقا بالمناخ والجليد في الكوكب، وخلال السنوات ال ٠٠٠ ٨٠٠ الأخيرة، شهدت الأرض ثماني دورات رئيسية من الطراز الجليدي، تذبذبت فيها مستويات البحر من 120 إلى 140 مترا، وتقابل هذه الدورات فترات اتسعت فيها صحف الجليد الواسعة خلال المراحل الجليدية الباردة وتراجعت أثناء فترات الدفء المترابطة.

إن آخر مسودة من غلايسيموم، منذ حوالي 000 20 سنة، تمثل أحدث فترة من التلال المكثف، وقد أغطيت صحائف الجليد المجمدة معظم أمريكا الشمالية، وشمال أوروبا، وأجزاء من آسيا، وأغلقت كميات كبيرة من المياه، وهبطت من مستويات البحر العالمي بنحو 125 مترا مقارنة باليوم، وكشفت هذه الرفوف القارية، وأنشأت جسورا أرضية، مثل جسر بيينغ لاند الذي يربط آسيا وأمريكا الشمالية.

وقد أدى الانتقال إلى منطقة هولوكين، وهي الفترة الحالية المشتركة بين الجزر، وارتفاع درجات الحرارة العالمية، إلى حدوث تدهور سريع في الغطاء الجليدي وارتفاع منسوب مياه البحر، ومن الجدير بالذكر أن نبضات المياه المميتة خلال هذه الفترة تسببت في ارتفاع منسوب مياه البحر يتجاوز 40 ميليميتر في السنة، وإعادة تشكيل خطوط السواحل، وضم الأراضي التي سبق أن تعرضت لها، وقد كان لهذه التغيرات السريعة آثار عميقة على المستوطنات البشرية والنظم الإيكولوجية، مما أدى إلى تكيفها مع خطوط السواحل.

إن آخر فترة إنترجيلية، قبل نحو ٠٠٠ ١٢٥ سنة، تقدم منظورا آخر، إذ أن درجات الحرارة العالمية كانت ١-٢ درجة مئوية أدفأ من الأوقات الصناعية السابقة، ووصلت مستويات سطح البحر إلى ٦-٩ متر فوق المستويات الحالية، وقد نتج عن هذا الموقف الرفيع مزيج من التباينات المدارية وآليات التغذية المرتدة التي أدت إلى حدوث انصهار جزئي لصحائف الجليد في غرينلاند وفي أنتاركتيكا)٦(.

وحدثت زيادة في التراجع، وهي فترة وقود الحرب المتوسطة، التي كانت منذ نحو ٣ ملايين سنة، تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي قرب ٤٠٠ جزء من المليون - مستويات مماثلة للمستويات الحالية، حيث كانت درجة الحرارة العالمية أعلى من ٢ إلى ٣ درجة مئوية، وقدرت مستويات الحرارة البحرية ب ١٥ إلى ٢٥ مترا فوق مستوى الحاضر، وهذا الارتفاع الكبير يعني حدوث انخفاض كبير أو فقدان شبه كامل في أغطية الجليد في غرينلاند وغرب.

معدلات التغيير: فهم مستوى سطح البحر

وفي حين أن حجم التغيرات التي حدثت في مستوى البحر في الماضي هو أمر مثير، فإن المعدلات التي حدثت فيها هذه التغييرات هي أيضاً حاسمة لفهم الآثار المحتملة في المستقبل، وخلال فترة الانهيار الأخيرة، كان تراجع صحائف الجليد الكبيرة تصاعدياً، ملوثاً بنبضات مياه مائية سريعة، وعلى سبيل المثال، بلغ متوسط معدل نبضات ميلت ووتر 1 ألف (MWP-1A) قبل نحو 600 14 سنة، وشهد ارتفاعاً في متوسطه خلال 10 إلى 20 ميلتراً.

وقد تيسرت هذه الارتفاعات السريعة بوجود صحائف ثلجية واسعة النطاق قائمة على أساس البحر، لا سيما في أنتاركتيكا، مما يمكن أن يزعزع استقرارها بسرعة عندما ترتفع درجات حرارة المحيطات، واليوم، على الرغم من أن صحائف الجليد أصغر، فإن مجالات مثل غرب أنتاركتيكا تثير قلقا خاصا لأن معظم الجليد يقع على سطح البحر دون مستوى سطح البحر، مما يجعله عرضة لعدم استقرار صفائح الجليد البحرية واحتمال حدوث انهيار سريع.

العوامل المؤثرة في تقلبات مستوى سطح البحر

ويعكس مستوى سطح البحر في أي موقع تفاعلا معقدا بين العوامل العالمية والمحلية، حيث تعمل هذه العوامل على مقاييس مكانية وزمنية مختلفة، ويجب النظر فيها جماعيا لفهم التغيرات الملحوظة والتنبؤ بالاتجاهات المستقبلية.

] Ice Sheet Volume:] The primary influence on global sea level is the volume of land-based ice present. During glacial periods, large amounts of water are sequestered in ice sheets and glaciers, lowering sea levels worldwide. Conversely, melting ice during warm periods transfers water back to the oceans, raising sea levels per current, Greenland’s 2020
Thermal Expansion:] Ocean water expands as it warms, a process known as steric sea-level rise. Over the past five decades, thermal expansion has accounted for roughly 40% of observed sea-level rise. The upper ocean layers absorb the majority of excess heat from greenhouse gas forcing, but warming also penetrates further layers over ocean.
][Glacial Isostatic Adjustment (GIA):] The Earth’s mantle slow responds to the loading and unloading of ice sheets through viscous flow, causing spiritual land motion. The Regions once covered by fish ice, such as parts of Canada and Scandinavia, are still rebounding upward, leading to local relative effects fallal
Tectonic Movements:] Plate tectonics, volcanic activity, and sediment compaction cause changes in land elevation over geological timescales. For example, Japan’s coast is tectonically up moderating sea-level impacts, whereas the Ganges-Brahmaputra delta is sinking storm due to sedi groundwater vulnerability.
]Ocean Currents and Gravitational Effects: Changes in ocean circulation can redistribute water masses regionally, causing sea-level variations of up to a meter in some areas. Additionally, the gravitational withdrawal of large ice sheets concentrates seawater near them. When ice sheets lose mass, this draw weakens even causing local sea level
Changes in Terrestrial Water Storage:] Human activities such as groundwater pumping, dam construction, and surface water diversion alter the total amount of water stored on land. Over the past century, groundwater depletion alone has contributed approximately 0.5 mm per year to global sea-level rise by transfer water from land to oceans.

التفاعلات والعوائد بين السائقين

وهذه العوامل لا تعمل بشكل مستقل ولكنها مترابطة من خلال آليات تعقيبية معقدة، فعلى سبيل المثال، فإن المذيبات الجليدية الناتجة عن الاحترار تقلل من كتلة الجليد، وتغير الحقول الجاذبية، وتعيد توزيع المياه المزروعة على الصعيد العالمي، ويزيد التوسع الحراري من محتوى حرارة المحيطات، مما يمكن أن يقلل من رفوف الجليد من تحته، ويعجل تدفق الجليد إلى ترددات المحيط الإيجابية التي تخفف من سرعة حركة مياه البحر، بالإضافة إلى ذلك،

الدروس المستفادة من الماضي من أجل المستقبل

ويبرز السجل الجيولوجي أن ارتفاع مستوى سطح البحر يمكن أن يكون مفاجئا وغير خطي، فتجاوز العتبات الحرجة في استقرار صفائح الجليد يمكن أن يؤدي إلى التفكك السريع وارتفاع مستوى سطح البحر المتسارع، ومن المهم أن هذه العمليات، بمجرد الشروع فيها، يمكن أن تلزم الكوكب بارتفاع طويل الأجل متعدد المستويات في مستوى سطح البحر، ويستمر لقرون أو آلاف السنين حتى بعد أن يستقر المناخ.

ويعني مفهوم " الالتزام على مستوى سطح البحر " هذا أن التخفيضات الفورية في انبعاثات غازات الدفيئة، وإن كانت ضرورية، لن توقف الارتفاع المستمر في مستوى سطح البحر في الأجل القصير، وأن عدم وجود المناخ ونظم الغلاف الجوي الخفيف يعني أن مستوى سطح البحر سيستمر في الارتفاع لأجيال، مع التأكيد على الحاجة الملحة لكل من التخفيف للحد من الارتفاع النهائي والتكيف لإدارة الآثار التي لا يمكن تجنبها.

الإسقاطات وعدم اليقين في المنطقة البحرية

ويقدم تقرير التقييم السادس للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ توقعات شاملة لارتفاع مستوى سطح البحر في القرن الحادي والعشرين، وفي إطار سيناريو منخفض للانبعاثات (SSP1-2.6)، يتوقع أن يرتفع مستوى سطح البحر المتوسط العالمي بين 0.28 و 0.55 متراً بحلول عام 2100 مقارنة بالفترة 1995-2014، بينما يمتد نطاق الارتفاع في اتجاه الانبعاثات المرتفع (SSP5-8.5)، من 0.63 إلى 1.01 متر.

غير أن هذه التوقعات تستبعد إمكانية حدوث انهيار سريع وغير خطي في الغطاء الجليدي، مما يمكن أن يزيد بدرجة كبيرة من ارتفاع مستوى سطح البحر، وإذا ما كانت القطاعات البحرية في غرب أنتاركتيكا، ولا سيما في مناطق تويتز وجزيرة بيني، فإن زعزعة الاستقرار قد يتجاوز ارتفاع مستوى سطح البحر مترين بحلول عام ٢١٠٠.

الاختلالات الإقليمية والمستودعات الساخنة المعرضة للتأثر

ولن يتم توزيع ارتفاع مستوى سطح البحر بالتساوي في جميع أنحاء العالم بسبب الآثار الجاذبية والتناوبية والهيزيائية، إذ أن بعض المناطق تشهد معدلات محلية تتراوح بين ٢ و ٣ أمثال المتوسط العالمي، على سبيل المثال:

U.S. East Coast and Gulf Coast:] These areas face accelerated sea-level rise partly due to land subsidence caused by groundwater extraction and sediment compaction, as well as GIA-related deformation.
Western Pacific Island Nations:] Low-lying island states are especially vulnerable, facing enhanced threats from rising sea levels combined with changing storm rise patterns and wave dynamics.
Southeast Asian Mega-Deltas:] Deltas such as the Mekong and Ganges-Brahmaputra are sinking due to sediment compaction and extensive groundwater pumping, compounding risks from rising seas and threatening tens of millions of people.

وتبرز هذه الفوارق الإقليمية ضرورة وضع استراتيجيات للتكيف تكون مصممة حسب أوجه الضعف المحددة والسياقات الاجتماعية.

دراسات الحالة: التغيرات السريعة في تاريخ الأرض

"الانقلاب على "لورينتيد آيس

إن آخر عملية تطهير، التي تمتد من حوالي ٠٠٠ ٢٠ إلى ٠٠٠ ٧ سنة، هي أكثر الأمثلة تفصيلا على سرعة معتكف صفائح الجليد وارتفاع منسوب مياه البحر المرتبط به، ونقطة انطلاق مائية ١ ألف )MWP-1A( التي حدثت قبل نحو ٦٠٠ ١٤ سنة، والتي رفعت مستوى البحر العالمي بمقدار ١٠-٢٠ مترا في غضون فترة تتراوح بين ٣٥٠ و ٥٠٠ سنة، ومتوسطة بنحو ٣٠ ميلميتر سنويا، وتشمل المصادر الرئيسية لهذا الرجم.

ويظهر هذا الحدث إمكانية أن تستجيب صحائف الجليد بشكل مفاجئ لزيادة النقل الحر للمحيطات والاحترار الجوي، مما يعترض على افتراضات سابقة كانت تنطوي على تحديات بشأن الطبيعة التدريجية لتغير الغطاء الجليدي، ويستخدم سرعة وحجم هذه النبضات كتحذيرات لمخاطر زعزعة الاستقرار التي تشكلها الاحترار المستمر.

فترة الحرب في منتصف العمر

إن منتصف العمر، الذي كان يناهز ٣ ملايين سنة، يمثل تجربة طبيعية لفهم الدفء المستمر بمستويات ثاني أكسيد الكربون ودرجات حرارة مماثلة لدرجات أو تتجاوزها اليوم، وتشير الأدلة خلال هذه الفترة إلى أن صحيفة ثلج غرينلاند قد انخفضت بدرجة كبيرة، حيث كان القطاعان الجنوبي والساحلي غائبا إلى حد كبير، كما أن الجليد القطبي الجنوبي قد انخفض أيضا، ولا سيما في غربي أنتاركتيكا.

وتشير مستويات البحار التي أعيد بناؤها من الرواسب البحرية والبريا الساحلية إلى ارتفاع متوسط عالمي يتراوح بين 15 و25 مترا فوق المستويات الحالية، وهذا يعني أن الانبعاثات الحالية من ثاني أكسيد الكربون البشرية المنشأ من المرجح أن تلزم النظام المناخي بارتفاعات منسوب مياه البحر في نهاية المطاف بنفس الحجم على مدى القرون القادمة وألفينيا، أي ما يتجاوز بكثير التوقعات في القرن الحادي والعشرين، وبالتالي فإن منتصف العقد يوفر منظورا ملتويا بشأن الآثار الطويلة الأجل للاحتباس الحراري المستدام.

أحدث أدوات الرصد والتنبؤ

ويستخدم العلم المعاصر مجموعة أدوات متعددة الجوانب لرصد التغيرات في مستوى سطح البحر وتحسين التوقعات المستقبلية، تشمل ما يلي:

()Satellite Altimetry:] Since the launch of TOPEX/Poseidon in 1992 and subsequent Jason-series satellite altimetry has provided near-global, high-precision measurements of sea surface altitude. This continuous record, now spanning over three decades, reveals accelerating rates of global sea-level rise -year approximately 2.0.7.
Tide Gauges:] The Permanent Service for Mean Sea Level (PSMSL) maintains an extensive global network of tide gauges, some with records extending over a century. These provide critical ground-truth data for validating satellite measurements and detecting regional sea-level variations affected by local land movements and ocean dynamics.
]GRACE and GRACE-FO Missions: These satellites measure changes in Earth’s gravity field, enabling precise quantification of ice-sheet mass loss and variations in terrestrial water storage. GRACE data have been instrumental in confirming accelerating ice loss from Greenland and Antarctica and assessing contributions from groundwater depletion.

ويعزز إدماج هذه البيانات المراقبة مع البيانات المتقدمة المتعلقة بالجليد والنماذج المناخية موثوقية التوقعات التي تنشر عن طريق هيئات ذات حجية مثل [الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ:1]] و ] بوابة قاعية لبحر الوكالة الوطنية الآسيوية الآسيوية (NASA]() وتوفر هذه البرامج للحكومات والمخططين سياسات إنمائية ذات مغزى يمكن اتخاذه.

التكيف والتخفيف: تطبيق الدروس السابقة على التحديات الحالية

ويؤكد سجل النواة على عدم إمكانية استمرار ارتفاع مستوى سطح البحر على مدى قرون قادمة، حتى وإن تم تقليص انبعاثات غازات الدفيئة على الفور، وهذا يتطلب نهجا مزدوجا يجمع بين التكيف لإدارة الآثار القريبة الأجل والتخفيف من آثارها للحد من المخاطر الطويلة الأجل.

Coastal Defenses:] Engineering solutions such as seawalls, levees, and stormurg barriers can protect vulnerable urban and industrial areas. Iconic examples include the Thames Barrier in London and the Maeslantkering in the Netherlands. Restoration of natural buffers like mangrove forests and wetlands also enhances resilience by absorbing wave energy.
Managed Retreat:] In some highly vulnerable or low-lying regions, relocating communities inland may be the most sustainable option. This strategy requires careful planning, social engagement, and investment to minimize disruptions and preserve livelihoods.
Building Codes and Urban Planning:] Updating infrastructure standards to accommodate higher base elevations, flood-proof construction, and zoning regulations that restrict development in flood-prone areas can reduce future exposure to sea-level rise and extreme events.
Emissions Reduction:] The most effective way to limit the magnitude of long-term sea-level rise remains rapid and deep cuts in carbon dioxide and other greenhouse gas emissions. Stabilizing the climate system reduces the risk of crossing ice-sheet tipping points and limits future warming.

كما أن استمرار الاستثمار في البحوث غير المستقرة أمر حيوي، إذ إن تحسين فهمنا للتوقيت والمعدلات والآليات التي خلفت القفزات السابقة على مستوى البحر، يمكن للعلماء أن يقيّدوا على نحو أفضل العتبات التي قد تنهار صفائح الجليد التي لا رجعة فيها، وهذه المعرفة تعزز نظم الإنذار المبكر وتُسترشد بأطر الحوكمة التكيّفية التي تتسم بأهمية حاسمة بالنسبة لصون السكان الساحليين.