إن دائرة القطب الجنوبي تشمل بعض أكثر الرفوف الجليدية اتساعا ودينامية على الكوكب، وهذه الرفوف الجليدية ليست فقط سمات بارزة للمشهد القطبي، بل أيضا عناصر حاسمة في الحفاظ على توازن المناخ في الأرض، وفي العقود الأخيرة، وثق العلماء تسارعا مقلقا في تفكك هذه الرفوف الجليدية، مما يثير القلق بشأن الآثار المترتبة على ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي واستقرار المناخ.

ما هي (آيس شيلفز)؟

إن رفوف الجليد هي منصات واسعة وسماكة من الجليد العائم التي تشكل حيث تنبع الغلاسي أو صفائح الجليد القاري من الأرض إلى المحيط، تمتد على سطح البحر، وعلى عكس ما تقوم به قطع الجليد ذات الرف الحر، فإن رفوف الجليد لا تزال ملحقة بالساحل ويمكن أن تمتد بمئات الكيلومترات في طولها وعدة مئات من المترات في سميكتها.

وتُحبط صحيفة الجليد القطبية الجنوبية برفوف جليدية عديدة، منها بعض أكبر عدد في العالم، مثل صحيفة روس آيس شيف وشركة فيلشنر - دني للثلج، وتغطي هذه الأرفف الجليدية منطقة تعادل تقريبا حجم فرنسا، وهي من بين أبرد وأبعد البيئات على الأرض، ويؤثر وجودها على أنماط تداول المحيطات والنظم الإيكولوجية المحلية والظروف الجوية.

التشكيل والهيكل

وتتكون رفوف الجليد عندما تتدفق الأنهار الجليدية من الأرض وتصل إلى الساحل، حيث تبدأ في العوامة على سطح المحيط، ويظل الجليد متصلا بالأرض في خطها الأرضي، ولكنه يمتد بحرا كمنبر عائم، ويمكن أن يتفاوت سميك الأرفف الجليدية تفاوتا كبيرا، إذ يصل في كثير من الأحيان إلى 000 1 متر يقترب من خط الأرض وينحني نحو حافة المحيط.

ومن الناحية الهيكلية، تتألف رفوف الجليد أساسا من الجليد الجليد الجليدي، ولكنها قد تحتوي على طبقات من الثلج المتراكم، ومياه الماشية المتجمدة، والجليد البحري المشكل من تجميد المياه البحرية تحت الجرف، وكثيرا ما تتطور الخرافات والضلوع داخل أرفف الجليد بسبب الضغوط التي تتعرض لها قوى المد والجزر، وتيار المحيطات، والتدفقات الجليدية الداخلية، مما يجعلها عرضة للانفصال.

العوامل المساهمة في تفكك الجليد

إن تفكك رفوف الجليد عملية معقدة تُعزى إلى عوامل تفاعل متعددة، سواء في الغلاف الجوي أو المحيطي، وتؤثر هذه العوامل على الذوبان، والكسر، والحساب، مما يؤدي في نهاية المطاف إلى انهيار أو تراجع رفوف الجليد.

ارتفاع درجة الحرارة في الغلاف الجوي

وقد أدى الاحترار العالمي إلى ارتفاع درجات الحرارة الجوية فوق أنتاركتيكا، وخاصة خلال الصيف المحوس، ويؤدي ارتفاع درجات الحرارة السطحية إلى تذوب سطحي معزز على رفوف الجليد، ويمكن للماء المميت أن يتجمع في الاكتئاب، ويشكّل أعمدة مائلة تزيد من احتمال حدوث تحليق مائي - عملية يملأ فيها الماء الحرق ويزيد الضغط ويسبب شقاً في الرف الجليدي.

مياه المحيطات المشتعلة

ومن أهم العوامل التي تؤدي إلى تفكك رف الجليد تدخيل تيارات المحيط الحارة تحت الجليد العائم، حيث تنقل أنماط التيار القطبي القطبي الجنوبي والأنماط الأخرى للتداول المحيطي كتل مياه دافئة نسبيا إلى تجويفات تحت أرفوف الجليد، مما يتسبب في تدهور البصل، ويضعف هذا التحات تحت الماء الجرف الجليدي من الأسفل، ويخفف من حدته ويقلل من سلامته الهيكلية.

وقد أظهرت الدراسات أن الذوبان البصلي الذي يحركه المحيط يمكن أن يخفف من رفوف الجليد بواسطة عدة أمتار في السنة، مما يؤدي بمرور الوقت إلى زيادة الضعف أمام كسر وحساب، وأن التفاعل بين درجة حرارة المحيطات والملوحة وأنماط التداول يؤدي دورا حاسما في تحديد معدل الذوبان البصلي.

Calving and Iceberg Formation

فالحساب هو العملية التي تنقطع بها قطع الجليد من حافة الجرف الجليدي، وتشكل ثلجبرغ، وبينما يشكل الفرز ظاهرة طبيعية ومستمرة، فإن أحداث الفرز المعجلة يمكن أن تزعزع استقرار رفوف الجليد، وكثيرا ما تتبع أحداث الفرز الكبيرة تطور الشظايا والكسرات التي تبث عبر الجرف الجليدي، والتي تنجم أحيانا عن الإهدار المائي أو زيادة الانصهار المحيطي.

وعندما تفقد رفوف الجليد الكتلة من خلال العجلات أسرع مما يمكن أن يعاد تغذية التدفق الجليدي، فإنها تبدأ في النحيف والتراجع، ويوضح الانهيار المفاجئ لرفوف الجليد، مثل التفكك المفاجئ لصفوف الجليد لارسن باء في عام 2002، كيف يمكن للعجلة أن تغير استقرار الجرف الجليدي بسرعة.

تغيرات في الغلاف الجوي وخط الأنابيب الشتوية

ويمكن أن تؤثر التغيرات في التداول الجوي والأنماط الريحية المحلية على ديناميات الجرف الجليدي، وعلى سبيل المثال، فإن الرياح الكاتابية القوية - القاعية، والتدفقات الجوية الكثيفة التي تتدفق من داخل القطب الجنوبي - تؤثر على التآكل السطحي عن طريق تغيير درجة الحرارة والرطوبة في الهواء، وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي التحولات في تيارات المحيط التي تحركها الرياح إلى تغيير توزيع مياه دافئة تحت أفران الجليد، مما يؤثر على الميضلات الميدية.

وقد ارتبط التباين في طريقة الأنادور الجنوبية، وهو أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على المناخ في نصف الكرة الجنوبي، بالتغيرات في أنماط الرياح حول القارة القطبية الجنوبية، وتميل المراحل الإيجابية من حركة بلدان جنوب شرق آسيا إلى تكثيف الرياح بشكل كبير، مما يمكن أن يعزز ارتفاع المياه العميقة الدافئة إلى الجرف القاري، مما يعجل بذوبان الجرف الجليدي.

آليات كولابيس

إن تفكك رفوف الجليد يحدث من خلال مزيج من عمليات الذوبان والكسر والحساب، فهم تسلسل هذه الآليات وتفاعلها أمر حاسم للتنبؤ بسلوك الرف الجليدي في المستقبل.

Hydrofracturing

وتحدث عملية الإهدار عندما تملأ المياه السطحية الكسور والكسرات في الجرف الجليدي، ولأن المياه أكثر كثافة من الجليد، فإنها تمارس ضغوطا على جدران الشقوق، وتجبر الكسور على العمق والبث، ويمكن أن تسبب هذه العملية كسرا سريعا وواسع النطاق، مما يؤدي إلى تكوين جبال جليدية كبيرة أو انهيار كامل لأجزاء من الجرف الجليدي.

خيل الثلج وزراع البنية

إن الانصهار البنفسجي يخفف تدريجيا من الرف الجليدي من الأسفل، ويقلل من قدرته على تحمل الضغوط من تدفق الجليد وطول المحيط، ويزيد الجليد العازل من احتمال القذف والكسر، لا سيما عندما يتعرض للطيور المدية، ويزيد هذا الضعف من احتمال فرز الأحداث وتفتت الرفوف.

Rft Propagation and Iceberg Calving

وكثيرا ما تتجه هذه الشظايا إلى خط الأرض أو على طول مناطق الضعف الهيكلي داخل الجرف الجليدي، حيث تمتد هذه الشظايا بشكل متبادل ورأسي، مما يتسبب في قطع كبيرة من الجرف الجليدي إلى الانهيار، ويمكن أن تكون الجبيرغ الجليدي الناتج عن ذلك هائلا، مثل الجليد A-68، الذي قفز من الجليد لارسن سي في عام 2017، ويقاس أكثر من 800 5 كيلومتر مربع.

آثار تفكك الجليد

ولإنهيار أو تراجع رفوف الجليد آثار عميقة على النظم الإقليمية والعالمية على السواء، بدءاً من ارتفاع مستوى سطح البحر إلى آليات التغذية المرتدة المناخية.

التعجيل بتدفقات مياه الجليد وقاع البحر

ولعل أكثر الآثار مباشرة لتفكك الجرف الجليدي هو فقدان أثر المساندة الذي يبطئ تدفق الجليد، وبدون المقاومة التي يوفرها الجرف الجليدي، يمكن للزجاجات التي تتغذى في المحيط أن تتسارع بشكل كبير، مما يزيد من حجم الجليد المفرج عنه في البحر، وهذه العملية تسهم مباشرة في ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي.

فعلى سبيل المثال، عقب انهيار رف الجليد في لارسن باء، تسارعت وتيرة تغذية الجليد في منطقة الجرف السابق بما يصل إلى ثماني مرات، مما أدى إلى زيادة فقدان الكتلة الجليدية، ولوحظت أنماط مماثلة في مناطق أخرى من أنتاركتيكا، مما يثير القلق بشأن الاستقرار الطويل الأجل لصحيفة الجليد.

التغييرات في دائرة المحيطات والنظم الإيكولوجية

وتؤثر رفوف الجليد على تكوين مياه قاع القطب الجنوبي، وهي كتلة مياه كثيفة تؤدي دورا حاسما في تعميم المحيطات على الصعيد العالمي، حيث إنصهار القرف الجليدي يحقن المياه العذبة في المحيط، مما يؤثر على الملوحة ودرجات الكثافة التي تقود تيارات المحيط العميقة، ويمكن أن يكون لتغيرات هذه العمليات آثار مسببة للارتطام على النظم الإيكولوجية البحرية والأنماط المناخية العالمية.

وعلاوة على ذلك، يدعم الموئل الذي يقع تحت وحول رفوف الجليد مختلف المجتمعات المحلية الميكروبيولوجية والحياة البحرية التي تتكيف مع الظروف الباردة والمستقرة، ويمكن أن يؤدي معتكف الجرف الجليدي السريع إلى تعطيل هذه النظم الإيكولوجية، مع ما لا يعرف عن آثار إيكولوجية.

الآثار على المجتمعات الساحلية على نطاق العالم

إن ارتفاع مستوى سطح البحر الناجم عن تفكك الجرف الجليدي يهدد المدن والمجتمعات الساحلية في جميع أنحاء العالم، ويواجه تزايد الفيضانات، والتحات الساحلي، واقتحام المياه المالحة لموارد المياه العذبة من بين المخاطر المرتبطة بارتفاع البحار، ويواجه السكان الضعفاء، ولا سيما في الدول الجزرية المنخفضة والمناطق الساحلية الكثيفة السكان، مخاطر متزايدة على الهياكل الأساسية وسبل العيش والسلامة.

الملاحظات الأخيرة والتقدم العلمي

وقد أحدثت التكنولوجيا الحديثة ثورة في قدرة العلماء على مراقبة وفهم ديناميات الجرف الجليدي، ويوفر الاستشعار عن بعد بواسطة السواتل، والدراسات الاستقصائية عن بعد، والمركبات ذاتيا تحت الماء بيانات عالية الاستبانة عن سميك الجليد، والحركة، ودرجات الحرارة، وظروف المحيطات.

Ice Shelf Collapses

  • Larsen A and B Ice Shelves:] Larsen A disintegrated in the 1990s, followed by the dramatic collapse of Larsen B in 2002. These events shocked the scientific community due to their rapidity and scale.
  • Larsen C Ice Shelf:] In 2017, Larsen C lost a massive iceberg (A-68), one of the largest recorded calving events. While the shelf remains largely intact, ongoing rift propagation raises concerns about future collapse.
  • Wilkins Ice Shelf: This ice shelf has experienced repeated breakups over the past few decades, linked to rising temperatures and changing oceanographic conditions.

تحسين النماذج والقدرات الافتراضية

وتتيح التطورات في نماذج الحواسيب للباحثين محاكاة ديناميات الجرف الجليدي والتنبؤ بالتغيرات المستقبلية في إطار سيناريوهات مناخية مختلفة، وتدمج نماذج الجليد والمحيطات الأرضية المشتركة بين الجليد والمحيطات بيانات عن درجة الحرارة، وتيار المحيطات، وميكانيكيات الجليد للتنبؤ بمعدلات الانهيار والأحداث المحتملة للانهيار.

وتساعد هذه النماذج على تحديد المناطق الضعيفة والعتبات التي قد تصبح فيها رفوف الجليد غير مستقرة، مع توجيه التخطيط للسياسات والتكييف.

الجهود العالمية للتصدي لتفكك الجليد

ويتطلب التخفيف من العوامل المحركة لتفكك الجرف الجليدي اتخاذ إجراءات دولية منسقة تركز على الحد من تغير المناخ والتعاون العلمي.

Reducing Greenhouse Gas Emissions

والحل الأساسي الطويل الأجل ينطوي على خفض انبعاثات غازات الدفيئة للحد من الاحترار العالمي، وتهدف الاتفاقات الدولية مثل اتفاق باريس إلى إبقاء درجة الحرارة العالمية أقل بكثير من 2 درجة مئوية فوق المستويات السابقة للصناعات، وهو أمر حاسم لتباطؤ دفء المناطق القطبية.

وتسهم الجهود المبذولة للانتقال إلى الطاقة المتجددة، وتحسين كفاءة الطاقة، وتعزيز ممارسات الاستخدام المستدام للأراضي في تحقيق هذا الهدف، ويؤدي الحد من الاحترار إلى خفض ارتفاع درجات الحرارة في الغلاف الجوي والمحيطي، مما يقلل من معدلات الذوبان في الجرف الجليدي.

البحث العلمي والرصد

إن الرصد المستمر لرفوف الجليد في أنتاركتيكا أمر أساسي لكشف علامات عدم الاستقرار المبكرة وفهم العمليات التي تؤدي إلى التفكك، والتعاون الدولي، مثل اللجنة العلمية المعنية بأبحاث أنتاركتيكا، والتعاون الدولي في مجال ثيسس، وتجميع الخبرات والموارد لدراسة التفاعلات بين المحيطين.

تقوم البعثات الميدانية بنشر أجهزة الاستشعار وأجهزة على رفوف الجليد و أسفلها لجمع بيانات مفصلة عن درجة الحرارة والملوحة وحركة الجليد بعثات السواتل مثل ICESat-2 وCryoSat التابعين لوكالة الفضاء الأوروبية تقدم ملاحظات حاسمة عن سميك الجليد والجغرافيا.

التكيف والقدرة على التكيف على العمل في المناطق الساحلية

ونظراً لأن درجة من ارتفاع مستوى سطح البحر أصبحت الآن حتمية، يجب على الحكومات والمجتمعات المحلية الاستثمار في استراتيجيات التكيف للحد من الضعف، وتشمل هذه الاستراتيجيات بناء جدران بحرية، واستعادة الحواجز الساحلية الطبيعية مثل غابات المانغروف والأراضي الرطبة، وتنفيذ نظم الإنذار المبكر من أجل موجات العواصف والفيضانات.

وقد يكون التخطيط للتراجع المنظم في بعض المناطق ضروريا لحماية الأرواح والهياكل الأساسية، لا سيما في المناطق التي يتوقع أن يكون ارتفاع مستوى سطح البحر فيها أشد وطأة.

خاتمة

إن تفكك رفوف الجليد في دائرة أنتاركتيكا يمثل تحديا بالغ الأهمية في سياق تغير المناخ العالمي، وتؤدي هذه المنصات الجليدية العائمة الواسعة دورا حيويا في تنظيم مستويات البحر عن طريق تقييد تدفق الجليد القاري إلى المحيط، وتتسارع درجات الحرارة، وتغير تيارات المحيطات، والتحولات الجوية، إلى ضعف وانهيار رفوف الجليد، مع ما يترتب على ذلك من آثار هامة بالنسبة لمستويات البحر العالمية، وتداول المحيطات، والتحولاتها في الغلاف الجوي.

ومن خلال التقدم المحرز في البحث العلمي والتعاون الدولي، أصبحت الآليات التي خلفت تفكك الجرف الجليدي أكثر وضوحا، مما يتيح التنبؤات واستراتيجيات الاستجابة على نحو أفضل، غير أن معالجة الأسباب الجذرية تتطلب اتخاذ إجراءات عالمية عاجلة للحد من انبعاثات غازات الدفيئة والحد من الاحترار، وفي الوقت نفسه، يلزم اتخاذ تدابير للتكيف للتحضير للآثار الحتمية الناجمة عن تغير المشهد المتجمد في القارة القطبية الجنوبية على المجتمعات البشرية في جميع أنحاء العالم.

إن فهم ديناميات تفكك الجرف الجليدي والاستجابة لها ليسا مسألة تحقيق علمي فحسب بل أيضا ضرورة جيوسياسية وإنسانية ملحة، مما يؤكد الترابط بين نظم الأرض والمسؤولية المشتركة لجميع الدول.