The Formation and Distribution of Ice Caves in Polar and Mountain Regions

إن كهوف الجليد هي من أكثر الظواهر الطبيعية التي تصيب الأرض، والتي توجد في تقاطع العمليات البكائية، والهيدرولوجيا والجيولوجيا، وهذه الكهوف ليست مجرد فراغات ثابتة في الجليد، بل هي نظم دينامية، متطورة تستجيب لتغيرات في درجات الحرارة، وتدفق المياه، والإجهاد، وتنشأ أساسا في مناطق شاسعة من الكهف، وتستمر فيها معامل الجليد العالية الكهوف.

ويتطلب فهم تكوين الكهوف الجليدية وتوزيعها إلقاء نظرة مفصلة على العمليات المادية التي تخلقها، والظروف الجغرافية والمناخية التي تحافظ عليها، ونظم التصنيف التي تساعد الباحثين على التواصل معها، وهذه المادة توفر لمحة عامة شاملة عن علم الكهوف الجليدية، بالاعتماد على البحوث الحالية من الجبال، وعلم الجليد، والاستكشاف القطبي.

آليات التشكيل الأولي

وتنشأ كهوف الجليد من خلال عدة آليات متميزة، يعتمد كل منها على النظام الحراري، ووجود المياه السائلة، والخصائص الهيكلية للجليد أو الثلج، وتشمل أكثر الطرق شيوعاً في التكوين تداول المياه المذوفة من خلال المراحيض أو الصفائح الجليدية، ولكن الرياح والحرارة الحرارية الأرضية ودورات المجمدة تؤدي أيضاً أدواراً هامة.

تآكل المياه الملطحة في غلاسير

في أعالي الجبال وأقطاب الجليد، تدور مياه الأمطار الصيفية من السطح عبر الخرافات والفولط (الثباتات الفاسدة) إلى داخل الجليد، وتتتبع المياه في الداخل طبقاً لدرجات الهيدروليكية، وتبحث عن طرق أقل مقاومة، وتدفئ المياه التدفقية الجليدية المحيطة بشكل طفيف، وتضع جدراناً متجمدة، وتمزق قنوات الكهوف عبر الزمن.

إن الطاقة المزروعة للمياه في الكهوف الجليدية هائلة، إذ أن المياه المضطربة في سرعة عدة أمتار في الثانية يمكن أن تحمل الرواسب التي تطوف الجدران الجليدية، وتشكل أنماطاً متطورة وثقوب، ونظراً لأن المياه تنحدر من خلال الجليد، فإنها قد تواجه حجراً حجرياً، مما يؤدي إلى كهوف ثلجية مختلطة تبرز أرضية حجرية وأعلى مناً.

نظم الغطاء دون الإقليمي

وتحتوي صحائف الجليد الرئيسية مثل تلك الموجودة في غرينلاند وأنتاركتيكا، وتدفقات المياه المذوبة في قاعدة الجليد، وتزيين سرير الجليد، والإسهام في الديناميات الجليدية، وتتكون الكهوف دون الإقليمية عندما تجد هذه المياه البازغة شبكة من القنوات أو المواهب، وتعاني هذه الكهوف من ضغط هائل من الجليد المفرط، وغالبا ما تكون غير متاحة إلا عن طريق الوصلات الجليدية أو عن طريق دراسات التعقب.

التآكل الحراري

وفي كل من البيئات القطبية والعالية الجبل، تؤدي الرياح دورا حاسما في تشكيل الكهوف الجليدية التي لا تكون في المقام الأول مجهزة بالمياه، ويمكن أن تؤدي الرياح القوية والمستمرة، التي كثيرا ما تكون مجهزة بالطبوغرافيا، إلى تآكل أسطح الجليد بالثلج والثلج، مما يؤدي إلى خلق جوا مجهزة بالريح بالقرب من أطراف الجليد أو رقائق الجليد، وهذه الكهوف الأمامية التي تتحول تدريجيا إلى درجات حرارة.

مقهى برفروست آيس

وفي المناطق التي تشهد ازدهارا مستمرا أو متقطعا، مثل سيبيريا، شمال كندا، وأجزاء من ألاسكا، يمكن أن تشكل الكهوف الجليدية في الأرض المجمدة نفسها، كما أن الكهوف البرموفوسية لا تُعد كهوف ثلجية تماما لأن المادة المضيفة كثيرا ما تكون مجمدة أو صخرة مجمدة ببلورات الجليد، ولكنها كثيرا ما تُدرج في الفئة الأوسع، وتنجم عن دورات تجمد في المياه الصيفية تتجمد في المياه الجوفية.

توزيع مقادير الجليد حول العالم

ولا توزع كهوف الجليد بصورة موحدة؛ فهي تتجمع في المناطق التي تتآمر فيها الظروف المناخية والطوبوغرافية على إنتاجها وحفظها؛ وعوامل الرقابة الأولية هي درجة الحرارة السنوية، والتهطال (لا سيما الثلوج)، ومدى الجليد، والتدرج الحراري الجغرافي المحلي. The International Glaciological Society]) رغم أن الكهوف الجليدية لا تزال موثقة في جميع المناطق الرئيسية.

المناطق القطبية

InFLT:0] Antarctica] hosts the most extensive subglacial hu systems, though most are inaccessible without drilling. The McMurdo Dry Valleys contain spectacular iceكهوفمتبهاالريحوالدون، Some of which have been studied as analogues for icy worlds like Europa. [FreT:2]

المناطق الجبلية

The Alps[FLT:] are maybe the mostknown location for ice priest. Several glacial margins have been discovered on the Rhône Glacier, the Mer de Glace, and others. These hydro attract tourists, scientists, and cavers. In the Himalayas and Karaltam3

مقاهي ثلجية بحرية وبشرية

الكهوف الجليدية كثيرة عابرة، تظهر وتختفي مع المواسم الجليدية، مثلاً، تحدث في القطب الشمالي عندما تُخرّب الجلود الضغولية الجليدية، وتخلق فراغاً يملأها هواء بارد، وهذه الكهوف يمكن أن تكون خطرة، ولكنها موائل هامة للدب القطبي والأختام، لأنفاق الجليدية تُربط بين حقول الثلج، وأحياناً تُدعى "كهوف الثلج" بواسطة الجبال، يمكن أن تتطور خلال فصل الربيع.

أنواع وتصنيف مقادير الجليد

ويُساعد تصنيف الكهوف الجليدية العلماء على مناقشة تراثهم واستقرارهم، ويميز النظام الأكثر استخداما بين الكهوف المُشكَّلة داخل الجليد (الكهوف الجليدية الحقيقية) والكهوف في الصخور التي تحتوي على الجليد الدائم (كهوف صخرية مُرتَبة) وفي فئة الكهف الجليدي الحقيقية، يتم الاعتراف بأربعة أنواع رئيسية.

مقادير جليدية

إن الكهوف الجليدية تشكل داخل جسم الجليد، ولا سيما بسبب تآكل المياه المميتة، وهي عادة أفقية أو تنخفض بلطف ويمكن أن تمتد إلى الكيلومترات، وغالبا ما يكون المدخل بوابة كبيرة حيث يبرز مجرى المياه المميتة من طبقة الجليد الجليدية، حيث يمكن أن يُرفَق السقف، وأن تتحول الجدران إلى كهف أزرق حيث يكون الجليد مُثلجاً ومُجّاًاً.

مقاصفات فرعية

وتوجد كهوف دونية تحت غطاء جليدي أو جليدي عند واجهة الصخور الجليدية، وهي عادة تحت ضغط عال، ويمكن ملئها بالماء أو الهواء، كما أن الكهوف دون الجليدية هامة لفهم الهيدرولوجيا البازغة والانهيار الجليدي، وهي نادرا ما تدخل مباشرة، وإن كانت أحداث الصرف تعرضها في بعض الأحيان بإيجاز على هامش الجليد.

مقهى بيرمفروست

إن الكهوف البرمفروستية فراغات في الأرض المتجمدة تحتوي على تشكيلات جليدية، وكثيرا ما تتسم ببلورات ضخمة من الفرخ الفروست على السقف والجدران، وهي مكوّنة من التخضّص والتخميد، ويمكن أن تكون هذه الكهوف قديمة جداً في سيبيريا، ويُقدَّر أنها مستقرة منذ عشرات الآلاف من السنوات.

مقاهي الجليد البحري

إن الكهوف الجليدية البحرية تتشكل في الجليد البحري العائم خلال الشتاء عندما تخلق العمليات الدينامية أماكن مفتوحة، وهي في كثير من الأحيان صغيرة وغير مستقرة، ولكن في منطقة القطب الشمالي العليا، يمكن أن تنتج كهوف متعددة الشقوق، وهذه الكهوف ذات أهمية إيكولوجية لأنها توفر المأوى لدهور الدب القطبي وأجهزة السحب المدق، ونظرا لفقد الجليد البحري المتعدد السنوات، فإن كهوف الجليد البحري أصبحت نادرة في المحيط.

الأهمية العلمية لكافي الجليد

إن كهوف الجليد هي محفوظات قيمة للمعلومات البيئية، فالجليد الذي يشكل جدران الكهوف يحتوي على فقاعات هوائية محاصرة، وغبار، وأظافر كيميائية تسجل الظروف المناخية الماضية، وبتحليل نواة الجليد من الكهوف، يمكن للعلماء إعادة بناء درجات الحرارة وتاريخ التهطال، وأحياناً ما يعودون إلى مئات أو آلاف السنين، بالإضافة إلى أن الحياة المجهرية التي توجد في ظل ظروف متجمدة في الكهوف تسود.

كما أن الكهوف الجليدية توفر نافذة في الهيدرولوجيا الجليدية، فهماً لأهمية انتقال المياه عبر الجليد في التنبؤ باستجابة الجليد لتغير المناخ، حيث تهتز المياه المميتة السرير وتعجل تدفق الجليد.

Climate Change and Ice Caves

إن كهوف الجليد هي مؤشرات شديدة الحساسية للاحترار العالمي، إذ تسبب ارتفاع درجات الحرارة في تراجع المياه المذوبة إلى الارتفاع، وتزداد الهياكل الجليدية إلى درجة أقل استقرارا، فقد انهارت أو أصبحت غير متاحة، ففي الهمالايا، زادت موجات البحيرات الجليدية التي تحفز أو تتأثر بتصريف المياه في الكهوف، حيث تتحول الكهوف المهينة إلى كهوف مائية.

وعلى العكس من ذلك، قد تتوسع بعض الكهوف الجليدية مؤقتاً مع تدفق المزيد من مياه الذراع من خلالها، غير أن ذلك يؤدي في كثير من الأحيان إلى زيادة سرعة تضاؤل الجليد وانهيار الكهوف في نهاية المطاف، ويُعتبر الأثر الصافي لتغير المناخ على الكهوف الجليدية سلبياً، إذ يُتوقع أن تُفقد نظم كهف كثيرة بحلول عام 2100 في ظل سيناريوهات عالية الانبعاثات.

الاستكشاف والسلامة

وتحتاج الكهوف الجليدية إلى مهارات ومعدات متخصصة، وعلى عكس ما يُحدثه من كوف الصخور، فإن الكهوف الجليدية تخضع للتغيير السريع: فالسقف يمكن أن تنهار، ومستويات المياه يمكن أن ترتفع بشكل غير متوقع، والثلج يمكن أن يهتز ويكسر، ويستخدم الفرس المسامير الجليدية، والحبال، وأجهزة التنقيب عن الجليد، كما أن معايير التسلق غير المستقرة، هي عوامل أساسية.

وتشمل رحلات الكهوف الجليدية البارزة استكشاف كهوف ثلج فاتناجول في أيسلندا، و " كهف كريستال " في منطقة فجالباك، ورسم خرائط نظم الكهوف التي أُجريت مؤخراً في شبه جزيرة كيناي في ألاسكا، ويجمع العديد من هذه البعثات بين البحوث العلمية والمغامرات، مما يدفع حدود تحمل البشر والتكنولوجيا.

خاتمة

إن الكهوف الجليدية سمات طبيعية بارزة تكشف عن التفاعل المعقد بين المياه والجليد والمناخ، إذ إن تشكيلها من خلال تآكل المياه الريحية ودورات الجذور تخلق بيئات جميلة وقيمة علمياً، وتوزع في المقام الأول في المناطق القطبية والعالية الجبل، وتهدد الكهوف الجليدية الآن بتغير المناخ السريع، مما يجعل وثائقها ودراسة الغلاف الجوي العام ذات أولوية.