عالم يُعانى من الثلج

وتحتوي المعالم الجليدية الرئيسية على سمات معقدة تحت أسطحها غير واضحة من قبل، وهذه السمات الفرعية تؤثر على حركة الجليد والاستقرار والسلوك العام لكتلة الجليد، وفهم هذه الأعماق الخفية أمر أساسي لدراسة تغير المناخ والتنبؤ بارتفاع مستوى سطح البحر في المستقبل، وقد كشفت خلال العقدين الماضيين عن أن التطورات في المسح الجيوفيزيائي والاستشعار عن بعد بواسطة السواتل قد تغيرت البيئة تحت الجليد.

التضاريس دون الإقليمية

وتتفاوت الأراضي المتاخمة في المناطق الجليدية تبايناً واسعاً، بما في ذلك الوديان، والجداول والأحواض، وتؤثر هذه السمات على مدى تدفق الجليد وتراكمه، وترسم الطبقات دون الإقليمية باستخدام المسح الراداري والسيزمي، وتكشف عن المشهد الذي يُرشد ديناميات الأحواض الجليدية، في حين أن شكل الأسرة يُمارس رقابة أولية على سرعة الجليد، حيث يُعِلُ السلة أو العقبات.

وإحدى أكثر الاكتشافات ذهابا في الطبقات دون الجليدية هي وجود أغطية مخفية من الكيلومترات الجليدية في القارة القطبية الجنوبية، حيث أن التلال الجليدية في منطقة إيلسورث تحتوي على نظام لحوم البحر ينحدر أكثر من 000 3 متر تحت سطح البحر، ويتنافس مع أحواض الجليد في منطقة جبال الكنيسي.

رسم الخرائط الطبوغرافية يعتمد بشدة على نظم الرادار المثبتة على الطائرات أو السواتل هذه الأدوات ترسل موجات إذاعية عبر الجليد وقياس الوقت الذي يستغرقه الأمر للإشارة لتعكس القاع، وبجمع آلاف هذه القياسات، يمكن للباحثين بناء نماذج رقمية مفصلة للارتقاء بالمناظر دون الجليدية،

نظم المياه دون الإقليمية

إن وجود المياه في العديد من الصواعق، وتشكيل شبكات القنوات والبحيرات، وترشيح شبكات المياه الجوفية هذه السرير الجليدي، مما ييسر الحركة، إذ أن وجود المياه وتدفقها يمكن أن يعجلا الانزلاق الجليدي ويؤثرا على أحداث التكتل الجليدي، وتنشأ المياه في قاعدة الجليد من مصادر عديدة: المياه السطحية المنهارة التي تصل إلى السرير من خلال الحرق والفولطينات الحرارية.

منطقة البحيرات دون الإقليمية

وقد تم تحديد أكثر من 400 بحيرة فرعية تحت غطاء الجليد في أنتاركتيكا وحدها، حيث يشتبه في وجود الكثير منها تحت الأرض الخضراء وغيرها من أسطح الجليد، وهذه البحيرات معزولة عن السطح بمسافات طويلة من الجليد، ويمكن أن تظل سائلة لآلاف السنين بسبب التدفئة الحرارية الأرضية، وخصائص الجليد المتضخمة، وتعيش أكبر بحيرة دون الجليد المعروفة، وبحيرة فوستوك في شرق القارة.

إن البحيرات الفرعية ليست ثابتة، وقد أظهرت بيانات التأشيرات الساتلية أن بعض البحيرات تستنزف وتعيد ملئها على مدى فترات زمنية تمتد من أشهر إلى سنوات، مما ينشر كميات كبيرة من المياه في شبكة الصرف دون الإقليمي، وأن هذه الأحداث التي تشهد ضخامة كبيرة يمكن أن تعجل مؤقتا بتدفق الجليد عن طريق الحد من الاحتكاك البصلي، وعلى سبيل المثال، فإن ارتفاع معدلات مياه العجلات الجليدية في غرب القارة الأمريكية يزيد من الفيضانات الدورية

شبكات الضغط والتدريب

فضغط المياه الجوفية يؤدي دورا حاسما في ديناميات الجليد، وفي ظل الظروف العادية، يقترب ضغط المياه من وزن الجليد المفرط، مما يقلل من الضغط الفعال على السرير ويسمح للثلج بأن ينزلق بسهولة أكبر، وعندما يهبط ضغط المياه، مثلا خلال الشتاء عندما تزول مدخلات المياه السطحية، يصبح السرير أكثر قفلا وتباطؤا في الزهرة الجليدية.

وتتوقف كفاءة تصريف المياه الجوفية على قياس الأرض في الشبكة، إذ أن النظم الموزعة التي تتكون من أفلام مياه رقيقة أو مجاريات مرتبطة بها، تتيح ضغطا عاليا على المياه، وتهتز بسرعة، ولكنها محدودة القدرة على نقل المياه، وتوحي النظم القائمة على قنوات التدفؤ، التي تُزرع الأنفاق المتميزة في الجليد أو السرير، بأنها أكثر كفاءة في تصريف المياه، ولكنها تعمل في ظل ضغط أقل، مما يقلل من سرعة الانتقال.

الرواسب والديون الفرعية

إن مواضع الرواسب والحطام التي تتراكم في الغواصات، والتي تؤثر على استقرارها، ويمكن نقل هذه المواد بواسطة الماء أو الجليد، ويمكن أن تشكل إلى الودائع، ويؤثر تكوين وتوزيع الرواسب دون الجليدية على التآكل والتراجع الجليدي، وكثيرا ما تتألف المواسير الجليدية السريعة التدفق من طبقة مائية مائية حتى تتدهور هذه الشظايا فوق وزن الجليد.

وتختلف خصائص التحلل دون السطحي إلى حد كبير تبعاً لصخرة المصدر وتاريخ التذبذب، وتعتمد بعض الصمامات على التحلل الصخري وتقنية التحلل، بينما يتأثر البعض الآخر بضغطات كبيرة من المياه الجوفية التي تيسر التحلل، كما أن التوزيع المكاني لأنواع الجليد المتطايرة في التربة هو هامش متجانس.

وفيما عدا ذلك، فإن البيئات دون الإقليمية تحتوي على طائفة واسعة من أنواع الحطام الأخرى، كما أن الدوديات دون الجليدية، التي هي رسوبيات جليدية محشوة موجودة في السجل الجيولوجي، توفر أدلة على النشاط الجليدي الماضي وتساعد العلماء على إعادة بناء نطاقات الجليد القديمة، كما أن دراسة الرواسب دون الجليدية لها تطبيقات عملية لاستكشاف الماس المعدني، حيث أن الودائع الجليدية يمكن أن تركز على المعادن القيّمة.

التحلل الفولكاني دون الإقليمي والنشاط الحراري الجيولوجي

وفي المناطق التي يوجد فيها نشاط تكتوني أو بركاني، يمكن أن تؤثر الحرارة الحرارية الأرضية دون الجليدية تأثيرا كبيرا على ديناميات الغطاء الجليدي، وتقدم أيسلندا أفضل مثال على ذلك، حيث تُحدث البُعديات مثل فاتنجوكل وميدول ميدالسيول شبكات بركانية نشطة.

وتتفاوت حرارة الحرارة الأرضية تفاوتا كبيرا في صحائف الجليد في القارة المتاخمة، وهي حالة حرجة بالنسبة لنماذج الغطاء الجليدي، وفي القارة القطبية الجنوبية، تتفاوت مستويات الحرارة الحرارية الأرضية في بعض المناطق، مثل نظام الفتحة في غرب القارة، وتظهر فيها تدفقات حرارية أعلى من المتوسط القاري، ويمكن أن يذوب هذا التدفق الحراري المرتفع قاعدة الغطاء الجليدي، ويخلق مياها دون سطحية، وفي حالة تدفقها.

أساليب دراسة الآثار دون الإقليمية

إن بيئات البحث المدفونة تحت كيلومترات الجليد تتطلب تقنيات متخصصة، الرادار المبثوث عن الجليد، كما ذكر سابقا، هو أكثر الطرق استخداما لرسم الخرائط الطبوغرافية الفرعية وتحديد أجسام المياه، وأجهزة الرادار الحديثة تعمل في الترددات بين 1 و200 ميغاهرتز، مع وجود ترددات أقل تخترق الجليد السميك، ولكنها تقدم حملات أقل قدرة على التسويه مثل عملية جرينتس

وقد كانت هذه الأساليب السيزمية تكمل الرادار بتوفير معلومات عن خصائص السرير دون الجليدي، وقد أدت الدراسات الاستقصائية للزلازل النشطة، التي تنطوي على توليد موجات صوتية وتسجيل انعكاساتها، إلى التمييز بين الركيزة الصخرية، وحتى المياه في واجهة الجليد، وظهرت المراقبة السيزمية المتقطعة التي تسجل الزلازل الطبيعية والجليد، إلى اكتشاف تدفق المياه دون الجليدية وتشويه التربة.

ولا يزال حفر الآبار هو الطريقة المباشرة الوحيدة لمسح البيئات دون الجليدية، ويمكن لحفر المياه الساخنة أن تذوب حفراً من خلال مئات أو حتى آلاف من أمتار الجليد في ساعة، مما يتيح خفض الأدوات إلى السرير، وعند السرير، تلتقط كاميرات الحفر صوراً للمناظر الطبيعية دون الجليدية، بينما تقوم أجهزة الاستشعار الضغط ومصائد البحيرات الرسوبية بقياس ضغط المياه ونقل الرواسب.

Implications for Climate Change and Sea Level Rise

وتؤثر السمات الخفية التي تسود في الجليد وصحائف الجليد تأثيرا مباشرا على المعدل الذي يُطلق فيه الجليد في المحيط، حيث أن حرارة المناخ، والتغيرات في الهيدرولوجيا دون الجليدية، وتشوه الرواسب، وتدفق الحرارة الأرضية يمكن أن يعجل تدفق الجليد، مما يؤدي إلى ارتفاع في مستوى سطح البحر، ويثير القلق الأكثر إلحاحاحا في استقرار القطاعات البحرية من صفائح الجليد في أنتاركتيكا وغرينلاند حيث يوجد الجليد تحت سطح البحر.

كما أن المياه الجوفية تؤدي دورا مزدوجا في استقرار صفائح الجليد، فمن ناحية، يمكن أن يزيل الماء من السرير ويقلل من التشحيم البازائي، ويحتمل أن يبطئ تدفق الجليد، ومن ناحية أخرى، فإن وجود البحيرات الفرعية ونظم المياه ذات الضغط العالي يمكن أن ييسر سرعة حركة تدفق الجليد ويتسبب في حدوث أحداث مفاجئة في مجال الاستنزاف تؤدي إلى زعزعة استقرار الغطاء الجليدي.

إن الأهمية الاجتماعية لهذا العمل واضحة، إذ يعيش أكثر من 600 مليون شخص في حدود عشرة أمتار من مستوى سطح البحر، كما أن العديد من أكبر مدن العالم، بما فيها شنغهاي ومومباي ونيويورك وطوكيو، معرضون لارتفاع مستوى سطح البحر، بل إن زيادة طفيفة في معدل تفريغ الجليد من الجليديات وصحائف الجليد يمكن أن تترتب عليها نتائج اقتصادية وإنسانية كبيرة، من خلال تحسين فهمنا لملامح الجليد الفرعية وتأثيرها على تقييم الجليد.

دراسات حالة في البحوث دون الإقليمية

ثاينتـس غـلاسيـر، غربـي أنتاركتيكا

وينتظر غلاسير، الذي كثيرا ما يسمى لسان أنتاركتيكا، وهو أحد أكثر المعالم التي درست على الأرض بسبب إمكانية إسهامه بشكل كبير في ارتفاع مستوى سطح البحر، ويجلس الجليد على سرير يعمق داخله، مما يجعله عرضة لعدم استقرار صفائح الجليد البحرية، ويشمل التضاريس دون الجليدية التي تنتظر وجود قاعات بحثية في أعماق البحار.

Jakobshavn Isbræ, Greenland

"الـ "جاكوبشفان إسبراى" في غرب "غرينلاند" هو أحد أسرع الأنهار الجليدية في العالم، ينشر أحجاماً ضخمة من الجليد في خليج ديسكو، وجهاز التسرع الجليدي على مدى العقدين الماضيين "يرتبط بتراجع لسانه العائم وتدفق مياه المحيط الحارة

النظر إلى الرأس

الملامح الفرعية للمعالم الجليدية الرئيسية تبقى واحدة من آخر الحدود في علوم الأرض كل مسح راداري جديد، مراقبة الثقوب، أو قياس السواتل تكشف عن تعقيدات غير متوقعة وتثير أسئلة جديدة حول العمليات التي تعمل تحت الجليد، حيث أن التكنولوجيا تواصل التقدم، مع وجود رادار أعلى، وأدوات مستقلة، وقدرات نموذجية محسنة، فهمنا لهذه الأعماق المخفية