الصور الفيزيائية لصحائف الجليد: "الكلاسيرز" "الثلج سترامز" "و"آيس شيلفز

"مسلسل "مجمّع المُتجمّع من كوكبنا

هذه الكتل الجليدية التي تُعرف بأنها تغطي مناطق تتجاوز 000 50 كيلومتر مربع وتهيمن على المناطق القطبية في كوكبنا وتؤدي دوراً لا غنى عنه في تنظيم الأنماط المناخية العالمية، وتداول المحيطات، ومستويات البحر، ولا يوجد حالياً سوى صفائح جليدية رئيسية على الأرض، أي في المائة من الجليد في القطب الجنوبي 99 ومساحة غرينلاند

وتشمل دراسة صحائف الجليد الملامح المادية المتعددة المترابطة، ويسهم كل منها بشكل فريد في السلوك العام لهذه التشكيلات الجليدية الضخمة واستقرارها، ومن المعالم التي تنمو ببطء والتي تحفر من خلال الوديان الجبلية إلى مجاري الجليد السريعة التدفق التي تهدر مناطق داخلية واسعة، ومن رفوف الجليد العائمة التي ترعى الجليد الأرضي إلى عمليات تراكم وتضخم حرجية.

المزروعات: مبانٍ أساسية من مواضع الجليد

تكوين وخصائص غلاسير

فالأصحاب الجليدية هم أجساد ثابتة من الجليد الكثيف الذي يشكل من خلال عملية تحول ملحوظة تمتد لسنوات عديدة أو حتى قرون، وتبدأ الرحلة بتراكم شلالات الثلج في المناطق التي يتجاوز فيها سقوط الثلج في الشتاء الانصهار الصيفي، ويزيد وزن طبقات الثلج المتتالية من الضغط على الجليد الذي يتحول تدريجيا من البلورات الخفيفة إلى ثلج كثيف وجليدي يسمى النسيج.

الكثافة الجليدية تتراوح عادة بين 830 و 917 كيلوغراماً لكل متر مكعب، تقترب من كثافة الجليد النقي، وهذا التحول من الثلج إلى الجليد ينطوي على طرد الهواء المحاصر بين بلورات الثلج، على الرغم من أن بعض الهواء يظل عالقاً كفقاعات صغيرة في الجليد، فهذه الفقاعات الهوائية تستخدم كأغطية زمنية لا تقدر بثمن للعلماء،

حركة غلاسير وديناميات متفجرة

وعلى الرغم من ظهورهم الصلب، فإن الأنهار الجليدية سمات دينامية تتدفق وتتحرك تحت تأثير الجاذبية، وهذه الحركة تحدث من خلال آليتين رئيسيتين: التشوه الداخلي والانزلاق البازائي، وينطوي التحلل الداخلي على التدفق البلاستيكي لبلورات الجليد داخل الجسم الجليدي، مع التصرف المثلجي بشكل ما مثل السوائل المتذبة للغاية على فترات زمنية طويلة، ويتوقف معدل التشوه الداخلي على عوامل تشمل الضغط الجليدي، والسمك،

إنزلزال سطحي يحدث عندما تكون طبقة رقيقة من المياه المميتة عند الواجهة بين الجليد و حجر السرير تحته، وهذه طبقة المياه تعمل كمزيل للحم، مما يتيح لمجموعات الجليد أن تنزلق بسرعة أكبر على السطح، ويتوقف وجود ونطاق المياه المتراكمة البصل على الحرارة الحرارية الأرضية من داخل الأرض، وتسخين البقعة الجليدية نتيجة للحركة الجليدية.

التآكل الجليدي والتنقل في الأراضي

إن المصابيح من بين أقوى عوامل تغيير المنظر الطبيعي على الأرض، قادرة على إعادة تشكيل التضاريس بشكل كبير من خلال عمليات التحات والودائع، حيث أن الأنهار الجليدية تتحرك عبر حجر الأساس، فإنها تضعف السطح الأساسي من خلال آليتين رئيسيتين هما: التآكل والتضليل، ويحدث الانقسام عندما تُدمج شظايا الصخور في مثل المثلج البلازمي، وتُطح على أساس الرواسب وتُسِّ.

إن التسلّل، المعروف أيضاً باسم المحار، ينطوي على إزالة شظايا صخرية أكبر من سطح حجر الأساس، وهذه العملية تحدث عندما تخترق المياه المميتة الشقوق والمفاصل في حجر السرير، وتعاد تجميدها، وتصبح مدمجة في الجليد المتحرك، ونظراً إلى أن الجليد يُلقي حرفياً على هذه الشظايا الصخرية من حجر السرير، ويُدمج فيها آثار مُثلجية في العالم.

ويؤتم في نهاية المطاف الترسبات التي تتآكل بواسطة الجليد عندما تذوب الجليد، وتخلق مجموعة متنوعة من السمات الرواسب الجليدية، ويخلق المناخ غير المأخوذ من الطين والرمل والمقبر والمزلاجات التي يودعها مباشرة الجليد الجليد الجليد الجليدي، أشكالاً من الموانع التي ترمز إلى هوامش الجليد القديمة.

أنواع المراحيض داخل صحائف الجليد

وفي حين تصنف صحائف الجليد نفسها على أنها نوع متميز من الجليد استنادا إلى حجمها الهائل، فإنها تحتوي على أنواع مختلفة من الأنهار الجليدية داخل هيكلها، وأجهزة الجليد المستخرجة هي غلافات وادي تتدفق من أغطية الجليد عبر الثغرات في الجبال المحيطة أو المرتفعات، وتوجّه الجليد من الداخل إلى الهامش، ويمكن أن تمتد هذه الأنهار الجليدية إلى مئات الكيلومترات الجليدية، وتنهي مسارات الجليد.

ويتقاسم الأنهار الجليدية الألبية أو الوادي، وإن كان ذلك مرتبطاً عادةً بالمناطق الجبلية خارج صحائف الجليد، الخصائص الأساسية مع الجليد الذي يحتوي على صفائح الجليد، ويوفّر فهم سلوك الأنهار الجليدية البدينة بؤراً تنطبق على ديناميات الجليد، ولا سيما فيما يتعلق بالعلاقات بين المتغيرات المناخية، ومعدلات التكديس، ومعدلات التراكم، وأوقات الاستجابة للشعراء الجليدية.

Ice Streams: The Arteries of Ice Sheet Discharge

تحديد الخصائص والاكتشاف

وتمثل مجرى الجليد أحد أكثر السمات دينامية وما يترتب عليها من سمات من صفائح الجليد، حيث تعمل على سرعة تدفق قنوات الجليد التي تستنزف مناطق داخلية واسعة النطاق وتنقل كميات هائلة من الجليد نحو الهامش، وخلافا لصحيفة الجليد المحيطة، التي تنتقل عادة بمعدلات قليلة فقط من المترات في السنة، يمكن أن تتدفق مجرى الجليد على عوارض تتعدى عدة مئات من الميارات الجليدية حتى في عدة مستويات من الجذور المتاخمة في السنة.

وقد ظهر مؤخرا في التاريخ الجليدي الاعتراف بتدفقات الجليد كخصائص مميزة في صحائف الجليد، ولاحظ المستكشفون المبكرون أن مناطق الجليد المكشوفة بشدة تشير إلى التدفق السريع، ولكن النطاق الكامل لمجاري الجليد وأهميتها لم يتضح إلا مع ظهور الصور الساتلية وسبر الصوت الراديوي في النصف الأخير من القرن العشرين، وقد كشفت هذه التكنولوجيات أن مجاري الجليد ليست منعزلة في المئة ولكنها أساسية.

الآليات التي تتيح تدفق الجليد السريع

وتنجم سرعة التدفق غير العادية لتدفقات الجليد عن ظروف في قاعدتها تقلل بشكل كبير من الاحتكاك بين الجليد وروكة الأسلاك، وتتميز معظم مجاري الجليد بوجود رسوبيات مشبع بالمياه في قاعدتها، مما يخلق سريراً مُحللاً يسمح بالانزلاق السريع، وهذه الرسوبيات غير المدمجة، التي تتألف في كثير من الأحيان من البقايا التي تصيبها، يمكن أن تُخبط في إطار الضغط الذي يفرضه من التلال الجليدي.

ووجود المياه البازائية أمر حاسم للحفاظ على ظروف السرير الضعيفة التي تتيح تدفق مياه الجليد السريع، وهذا الماء ناشئ عن مصادر متعددة، بما في ذلك الانصهار البصلي الناجم عن الحرارة الحرارية الأرضية والتدفئة الاحتكاكية، والماء المنتقل من المناطق الواقعة فوق المجرى، وقد يؤدي ضغط المياه في واجهة الجليد دورا حاسما في تحديد سلوك تدفق الجليد: يؤدي ارتفاع ضغط المياه إلى الحد من الضغط الفعال على السرير، وإلى انخفاض الضغط، والسماح بتدفق أسرع.

وترتبط مجرى الجليد عادة بهوامش ضيقة نسبيا حيث يلتقي الجليد المتدفق بسرعة في مجرى الجليد الجليد بالثلج الأبطأ من حيث سرعة الحركة في صحف الجليد المحيطة، وهذه الهوامش المزروعة، التي غالبا ما تكون على نطاق بضعة كيلومترات، تستوعب مستويات هائلة من سرعة التدرج وتشهد تفككا حادا، وتولد تركيز الإجهاد في هذه الهامش تسخينات الإيجابية الحادية، مما يمكن أن يخفف من الثلوج.

Variability and Changes in Ice Stream Behavior

ومن أبرز جوانب مسارات الجليد، فيما يتعلق بجوانبها، قدرتها على إحداث تغييرات سريعة في سرعة تدفق المياه على فترات زمنية قصيرة نسبيا، وقد وثقت عمليات المراقبة من أنتاركتيكا مسارات الجليد التي تسارعت أو تسارعت أو توقفت عن التدفق بالكامل على مدى عقود إلى قرون، كما أن نظم الكمال الجليدي في غرب أنتاركتيكا، على سبيل المثال، توقفت عن التدفق السريع منذ نحو ١٦٠ عاما، وما زالت تتدفقات المفاجئة اليوم.

أما الآليات التي تؤدي إلى تبدل تيار الجليد فلا تزال موضوعات للبحث والنقاش النشطين، ويبدو أن التغييرات في توزيع المياه البازغة والضغط تؤدي أدواراً مركزية، مع إدخال تعديلات على الهيدرولوجيات دون الإقليمية قد تؤدي إلى إحداث تحولات بين دول التدفق السريع والبطيء، كما أن قياسات الأسرة، بما في ذلك وجود مطبات في الصخور أو أحواض الرسوب، يمكن أن تؤثر على مسار المياه واستقرار تدفق الجليد.

ويضيف تغير المناخ طبقة أخرى من التعقيد إلى ديناميات تيار الجليد، إذ يمكن لزيادة الانصهار السطحي أن يمدّن السرير بمياه إضافية من خلال الحرق والفولط، مما قد يزيل القاعدة ويتسارع التدفق، وقد تؤثر التغيرات في درجات حرارة المحيطات على رفوف الجليد التي تدعم مجاري الجليد، مع ترفيع الجليد أو انهياره، مما يتيح لخطوط الجليد في المستقبل أن تتسارع.

دور سلاسل الجليد في توازن نسيج الجليد

وتُستخدم مجرى الجليد كممرات رئيسية تُسدّد من خلالها صحف الجليد الكتلة إلى المحيط، مما يجعلها ضوابط حرجة على التوازن الكتلي للجليد وعلى مستوى سطح البحر، ويتوقف التوازن الجماعي لورقة الجليد على الفرق بين التراكم في الداخل والتصريف على الهامش، حيث تُمثّل مجاري الجليد أغلبية هذا التصريف، ولأن مجاري الجليد تتدفق أسرع بكثير من مناطق التسرّب الكبيرة أحياناًاً، حيث تُجُصُ المليون الجليديّة.

إن كفاءة تصريف مياه الجليد لها آثار هامة على الاستجابة لأزمة الجليد إزاء تغير المناخ، وإذا تسببت ظروف الطقس المشتعلة في تباطؤ تدفق الجليد، فإن صفائح الجليد يمكن أن تفقد الكتلة بسرعة أكبر مما قد يحدث من خلال الانصهار السطحي وحده، وهذا التفريغ الدينامي يمثل مساهمة هامة وسريعة في ارتفاع مستوى سطح البحر، وعلى العكس من ذلك، إذا تباطأت أو أغلقت مجاري الجليد، فإن التراكم الجليدي يمكن أن يتراكم في الداخل، ويحتمل أن ينجم عنه بعض الخسائر في السطحية.

وقد أصبح رصد سلوك تيار الجليد أولوية لفهم مساهمات الصفائح الجليدية في ارتفاع مستوى سطح البحر، إذ أن عمليات الرصد بواسطة السواتل، بما في ذلك التداخل بين الرادار والتوقيت، توفر الآن قياسات تفصيلية لسرعات تدفق الجليد، والتغيرات في الارتفاع، والمواقع الرئيسية على خط الأساس، وتكشف هذه الملاحظات أن العديد من مجاري الجليد لا تزال في الوقت الراهن بعيدة عن التوازن، مما يؤدي إلى حدوث خسائر جماهيرية صافية وإلى تضييع نماذج من مستويات الجليد.

رفوف الثلج: بزبدة مشتعلة من نظام شعائر الجليد

هيكل وتشكيل رفوف الجليد

إن رفوف الجليد هي منصات عائمة سميكة من الجليد، حيث تمتد صحائف الجليد والأنهار الجليدية البرية إلى المحيط وتبدأ في العوامة، وهذه الهياكل الرائعة، التي تمتد مئات الكيلومترات من خط الأرض حيث يفقد الجليد أولاً الاتصال بالروكوم، تمثل الوصل بين صحائف الجليد الأرضية والبيئة البحرية، وأكبر رفوف ثلجية، بما في ذلك مساحة روس إيسيفو شيلفا وفولر.

وتتكون رفوف الجليد من خلال عمليات متعددة تسهم بالجليد في المنصة العائمة، والمصدر الرئيسي هو تدفق الجليد البري عبر خط الأرض، مع تيار الجليد وأجهزة الجليد المطلية على الجليد، التي تقدم معظم الجليد إلى معظم رفوف الجليد، ويستمر الجليد في التدفق والانتشار تحت وزنه، ويرتفع أيضاً مع امتداده إلى سطح البحر.

ويتفاوت سميك رفوف الجليد تفاوتا كبيرا، إذ يتراوح عادة بين عدة مئات مترات بالقرب من خط الأرض إلى ما لا يقل عن 50 مترا قرب واجهة النضال حيث تنفصل الجاموس الجليدية، ويحدث هذا الترقّص من خلال مزيج من العمليات، بما في ذلك التوسّط مع تدفق الجليد، والذوبان البسالي حيث تُعمم مياه المحيط الدافئ نسبيا تحت الجرف الجليدي، وتذوب السطح في المناطق التي ترتفع فيها درجات الحرارة الصيفية فوق التجمّد.

"الثغرة ودرجة نسيج الثلج"

وربما كانت أهم وظيفة لرفوف الجليد هي دورها في دعم الجليد المسطح في أعلى المجرى، ووقف تدفق الجليد ومجاري الجليد التي تغذيها، وهذا التأثير الداعم ناجم عن مواجهة رفوف الجليد المقاومة أثناء تدفقها، بما في ذلك الاحتكاك على هامشها الأفقي حيث يتصلون بجدران الصخور أو يبطئون المقاومة من ارتفاع الجليد وتهتزأجف في الرف الجليدي.

وتتضح أهمية رف الجليد في الرفوف الجليدية بشكل كبير عندما تضعف أو تنهار الجليدية، وعندما يفقد رف الثلج الكتلة والنحافة، فإن قدرته على تقديم تقلصات في المؤخرة، مما سمح بتسريع الجليد في أعلى المجرى، وتدفق الجليد، ويزيد هذا التسارع من سرعة التفريغ الجليدي، ويسهم في ارتفاع مستوى سطح البحر، ويحتمل أن يؤدي إلى مزيد من عدم الاستقرار في الجليد.

ومن ثم فإن استقرار رفوف الجليد له آثار عميقة على استقرار جميع صحائف الجليد، إذ أن رفوف الجليد التي تُحكّم صحف الجليد في غرب القارة القطبية الجنوبية تثير قلقا خاصا لأن معظم هذه الصفائح الجليدية ترتكز على سطح البحر دون مستوى سطح البحر، مما يجعلها عرضة لزعزعة استقرار صفائح الجليد البحرية، وفي هذا السيناريو، إذا ما انخفضت موانع الجليد وتراجع خط الأرض إلى مياه أعمق، فإن حلقة الجليد يمكن أن تدخل في قمة المتسارعة.

Ice Shelf Melting and Ocean Interactions

والتفاعل بين رفوف الجليد والمحيط يمثل عنصرا حاسما في الانقلابات بين الغطاء الجليدي وبقايا الجليد، حيث يتحول الانصهار المحيطي إلى محرك رئيسي للفقدان الجماعي للجرف الجليدي في مناطق كثيرة، وعلى عكس ما يحدث في معظم المواقع التي تدور فيها مياه الجليد، فإن معدل الاحتراق بالجملة يمكن أن يحدث في جميع أنحاء العالم حيثما يكون حرارة مياه المحيط أكثر من نقطة التجمّد في المياه البحرية (الضغط على نحو مئ).

إن تداول المحيطات في أرفف الجليد في مركب من العوامل، بما في ذلك المد والرياح وعمليات الرمود والهيكل، ومن المهم للغاية أن تكون المضخة الجليدية أو آلية مضخة الرف الجليدي، حيث تتدفق مياه المحيطات دافئة نسبيا تحت الجرف الجليدي، تؤدي إلى تدهور معدلات التداول المكاني، لا سيما في المناطق العميقة قرب خط الأرض.

ويمكن أن تحدث تغيرات في درجات حرارة المحيطات، حتى في المناطق الصغيرة نسبيا، آثارا كبيرة على استقرار الجرف الجليدي، وتشير الملاحظات الواردة من أنتاركتيكا إلى أن بعض الرفوف الجليدية تشهد ارتفاعا في معدلات الذوبان البصلية حيث تصل مياه المحيط الحارة إلى تجويفات الجرف الجليدي، وتختلف الآليات التي تسمح بزيادة إمكانية الوصول إلى هذه المنطقة، ولكنها يمكن أن تشمل تغيرات في أنماط الرياح التي تغير تداول المحيطات، والتغيرات في تكوين الجليد البحري التي تؤثر على خصائص الكتلة المائية، واق المياه، وريثا، وين، وين، وين، وين،

Ice Shelf Collapse and Disintegration

وفي حين أن رفوف الجليد هي في جوهرها سمات دينامية تكتسب باستمرار كتلة من تدفق الجليد فوق المجرى وتفقد الكتلة من خلال النضال والذوبان، فقد شهدت بعض رفوف الجليد أحداثاً انهيارية سريعة غيرت نظام صفائح الجليد تغييراً جذرياً، وجاءت الأمثلة الأكثر دراسة من شبه القارة القطبية الجنوبية، حيث أدى ارتفاع درجات الحرارة في الغلاف الجوي والمحيطات إلى تراجع تدريجي وانهيار عدة رفوف جليدية على مدى العقود الأخيرة في عام 2002.

وتشتمل الآليات المؤدية إلى انهيار رف الجليد على تفاعلات معقدة بين عمليات متعددة، ويبدو أن المياه السطحية تؤدي دورا حاسما، حيث تدور مياه الماشية على سطح الجرف الجليدي وتتدفق إلى الخيول، وهي عملية تعرف باسم الكهرمائية، وعندما تنهار الخواص المائية عن طريق السماكة الكاملة لجرف الجليد، فإنها يمكن أن تسبب انتشارا سريعا للكسر وتفكك الجرف الجليدي.

وتمتد آثار انهيار رف الجليد إلى ما يتجاوز الخسارة المباشرة للثلج العائم، وهو ما لا يسهم مباشرة في ارتفاع مستوى سطح البحر، حيث إن الجليد كان يزيل مياه البحر بالفعل، بل إن القلق الرئيسي هو إزالة العقبة، وما تلا ذلك من تعجيل للجليد المطلي على سطح البحر، وفي أعقاب انهيار ثلج لارسن ب، فإن الجليد الذي أطعم الرف الجليدي الذي تسارع بفعل عوامل التصريف من اثنين إلى ثمانية، يبرز بشكل كبير.

مناطق التراكم: حيث تنمو صحائف الجليد

عمليات تراكم الثلج وتحويله

وتشمل منطقة تراكم الغطاء الجليدي المناطق التي يتجاوز فيها سقوط الثلج السنوي خسائر سنوية من جراء الانصهار، والتبديل، وتآكل الرياح، مما يؤدي إلى تحقيق مكاسب جمة صافية، وتشغل هذه المناطق عادة المناطق الداخلية المرتفعة الارتفاع من صحائف الجليد حيث تحول درجات الحرارة الباردة دون حدوث تدهور صيفي كبير، وتتسبب فيها أنماط التداول في الغلاف الجوي في حدوث تضخم في الجليد.

وتظهر أنماط سقوط الثلج على صحائف الجليد تفاوتاً مكانياً وزمنياً كبيراً، متأثرة بأنماط التداول في الغلاف الجوي، وتوافر الرطوبة، والجغرافيا، وتحصل المناطق الساحلية عموماً على معدلات تراكم أعلى من المناطق الداخلية بسبب قربها من مصادر الرطوبة، وميل العواصف إلى ترسب التفشي عند مواجهة ارتفاع معدلات التضاريس الجليدية.

وتشهد عملية التحول التدريجي عند ترسب الثلج، حيث يُدفن بسبب سقوط الثلج في وقت لاحق، ويُضاف إلى ارتفاع وزن الجليد المتضخم المستويات، مما يُحدث تذبذباً بين كل من البلورات الثلجية، وينخفض إلى التقلص، وتُسمى الكثافة، وتُسجل في مراحل عديدة، حيث تُحدَّد كثافة الجليد في المناطق الساحلية التي تُبلغ نحو 50-200 كيلوغراماً لكل متر مكعب، ويزداد في نهاية المطاف إلى 400-830 كيلوغراماً

Climate Signals Preserved in Accumulation Zones

وتشكل مناطق تراكم صحائف الجليد محفوظات قيّمة لظروف المناخ السابقة، حيث تحتفظ كل طبقة من طبقات الثلج بالمعلومات عن الظروف الجوية وقت الترسيب، وتوفر نواة الجليد المستخرجة من مناطق التراكم سجلات مستمرة للحرارة، والتكوين الجوي، والتهيؤ، والنشاط البركاني، وحتى النشاط البيولوجي الذي يمتد إلى مئات الآلاف من السنوات، وتمتد أطول 800 سجل أساسي من الجليد، مستخرج من شرق القارة.

وتسمح الأنواع المتعددة من البروبات في إطار نواة الجليد للعلماء بإعادة بناء الظروف السابقة، وتعكس نسبة النظائر الأوكسجينية في الجليد درجة الحرارة التي تشكلت فيها الجليد، مما يوفر سجلاً للتغيرات في درجات الحرارة السابقة، وتحتوي فقاعات الهواء المحصورة في الجليد على عينات من الغلاف الجوي القديم، مما يتيح قياساً مباشراً لتركيزات غازات الدفيئة في الماضي، بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون والميثان.

وترتب على التغيرات الأخيرة في أنماط تراكم المواد الجليدية آثار هامة على التوازن الكتلي للجليد وعلى مستوى سطح البحر، وتتوقع نماذج المناخ عموما أن تزيد درجات الحرارة من درجة الحرارة في الغلاف الجوي وتزيد من شلالات الجليد على أغطية الجليد، مما قد يعوض بعض الخسائر الجماعية عن زيادة الانصهار والتصريف الدينامي، غير أن ملاحظات التراكم تظهر أنماطا مكانية معقدة، بينما تشهد مناطق أخرى انخفاضا في مستويات الجليد.

مناطق التراكم والجبهة المحبة: حيث تفقد صحائف الجليد الكتلة

عمليات التأشير والهروب على السطح

وتشمل منطقة التراكم في صحف الجليد المناطق التي تتجاوز فيها الخسائر الجماعية السنوية التراكم، مما يؤدي إلى فقدان الكتلة الصافية، ويمثل الانصهار السطحي عملية التراكم الأولى في هذه المناطق، التي تحدث عندما ترتفع درجات الحرارة الصيفية فوق التجميد، وتوفر الإشعاع الشمسي طاقة كافية لذوبان الجليد والجليد، ويختلف نطاق وشدة الانصهار السطحي اختلافا كبيرا بين صحائف الجليد، بينما تشهد صفحة الجليد في غرينلاند تذوب صيفي واسعا في معظم أنحاء سطحها.

إن مصير المياه المميتة على سطح الجليد يتوقف على الظروف المحلية وهيكل الغطاء الجليدي، وفي بعض المناطق، يعاد تجميد المياه المذوبة داخل حقيبة الثلج، ويطلق الحرارة المتخلفة ويدفئها، وينتج عن ذلك الماء المتجمد الذي يُسمى الجليد السطحي المكسور، فقدان الكتلة، بل يمكن أن يغير الخواص الحرارية والهيدرولوجية للثلج القريب من سطح البحر في مناطق أخرى.

إن المياه المملة التي تخترق طبقة الجليد يمكن أن تؤثر تأثيرا كبيرا على ديناميات الجليد من خلال التأثير على معدلات الانهيار البصلي، ويمكن أن يؤدي حقن المياه السطحية إلى زيادة الضغط على المياه من خلال الفول، والحد من الاحتكاك البصلي، وتسريع تدفق الجليد، غير أن العلاقة بين التدفق السطحي والديناميات الجليدية معقدة، مع بعض الدراسات التي تشير إلى أن مدخلات المياه المتدفقة المستدامة يمكن أن تعزز من فعالية

عمليات حساب وإنتاج آيسبرج

فالتدفئة، التي تفصل بها الجليسات الجليدية عن مشارف الجليد أو واجهة رفوف الجليد، تمثل آلية رئيسية للخسائر الجماعية من أغطية الجليد، ويحدث المقياس في جبهة النكهة، أو في قاع البحر أو حافة البحيرات من الجليد العائم أو المتجمد، ويمكن أن يتراوح بين الأحداث الصغيرة والمتواترة التي تشمل قطعاً من الأرض إلى أحداث ضخمة متكافئة تنتج أجساماً جليدية.

إن الآليات التي تؤدي إلى الصيد متنوعة وتتوقف على ما إذا كان الجليد يعوم أو يُعالَب، ومقياس الأرض في جبهة النفاث، والظروف البيئية، وبالنسبة لرفوف الجليد العائمة، فإن العجلات التي تُجرى على امتداد الشقق الجليدي الذي كان قائماً قبل سنوات إلى عقود، يمكن أن تبدأ هذه السلاسل بفعل عوامل مختلفة تشمل التوترات الناجمة عن التدفق، ووجود نقاط ضعف هيكلية، أو أثر رف المحيطات.

وبالنسبة لمنتجات مياه المد والجزر البرية، فإن عمليات الفرز في المحيط أكثر تعقيدا ويمكن أن تنطوي على مجموعة متنوعة من الآليات، ويمكن أن يحدث القيد من خلال انهيار المنحدرات الجليدية الزائدة، وفصل الكتل على طول الخرافات، أو المتغيرات السميكة المتطايرة للغاز الجليدي وكسر اللسان الجليدي.

موقف وديناميكات الجبهة المحايدة

إن موقف الجبهات المتناقلة ليس ثابتا بل هو يكيف استجابة للتوازن بين تدفق الجليد نحو الأمام والخسائر الجماعية من خلال النضال والذوبان، وعندما يتجاوز تدفق الجليد النكهة والهب، فإن التقدم في خط العرض، وعندما يتجاوز سعر الكيلومترات وذوبانها تدفق الجليد، فإن الكيلومترات الأمامية قد شهدت تراجعا كبيرا في مستويات عدم الاستقرار في المياه المدوية ورفوف الجليدية في العقود الأخيرة.

فالجدران المتدفقة للسرير والجدارات المفترسة تؤدي دورا حاسما في تحديد استقرار الجبهة، فالأنهار الجليدية التي تنطلق في المياه العميقة والتي تنزل إلى داخلها معرضة بشكل خاص للتراجع غير المستقر، بينما تتجه الجليديات التي ترتكز على ارتفاعات الصخور أو في المياه الضحلة إلى الاستقرار، وتميل نقاط التحلل، والمواقع التي تهب فيها الأنهار الجليدية أو اللسان الجليدي إلى التراجع.

وقد أصبح رصد مواقع الواجهة الأولى أمرا متزايد الأهمية لتقييم استقرار صفائح الجليد والتوازن الجماعي، إذ توفر الصور الساتلية ملاحظات منتظمة على مواقع الواجهة المتناثرة حول كل من صحائف الجليد، وتكشف عن أنماط التقدم والتراجع، وقد أظهر العديد من المنافذ الجليدية في غرينلاند وأنتاركتيكا تراجعا مستمرا على مدى العقود الأخيرة، مما أسهم في زيادة تصريف الجليد وارتفاع مستوى سطح البحر، ولا يزال فهم الضوابط على حساب الوضع الأمامي ووضع نماذج محسنة لعمليات الفرزة من الأولويات العليا لتحسين التوقعات المستقبلية.

الترابط والنظام

نظام الشاى المتكامل للثلج

وفي حين يمكن دراسة المعالم الجليدية، ومجاري الجليد، ورفوف الجليد، ومناطق التراكم، وعجلات الفرز، باعتبارها عناصر فردية، فإن فهم سلوك صفائح الجليد يتطلب الاعتراف بالترابطات المعقدة بين هذه السمات، حيث تعمل صفائح الجليد كنظم متكاملة يمكن أن تتحول فيها التغيرات في أحد المكونات إلى أجزاء من النظام، مما يؤدي إلى استجابات في المناطق البعيدة، ومن ذلك مثلاً أن زيادة التكديس السطحي في منطقة التراكم يمكن أن تؤثر على ديناميات الجليدية.

وقد تتباين فترات الاستجابة لصحيفة الجليد بشكل كبير حسب العملية والمكون المعني، ويستجيب التوازن السطحي على الفور تقريباً للتغيرات في درجة الحرارة والهطول، مع تكيف معدلات التراكم والتراكم في المواسم، وقد تستجيب ديناميات الجليد بشكل أبطأ، مع حدوث تغيرات في سرعة الجليد عبر صحف الجليد على مدى سنوات إلى عقود، وقد تتكيف مجمل قياسات الجليد وحجمها مع فترات أطول من الزمن.

آليات التغذية ونقاط التنقيب

وتخضع صحائف الجليد لآليات عديدة للتغذية المرتدة يمكن أن تستقر أو تزعزع استقرارها استجابة لجبر المناخ، وتزيد من حدة التغيرات الأولية، مما قد يؤدي إلى التعجيل بفقدان الكتلة والإسهام السريع في مستوى سطح البحر، ويمثل رصيد الارتفاع في الكتلة الاسترجاعية أحد التعليقات الإيجابية الهامة: فنظراً لأن الغطاء الجليدي يفقد الكتلة الجليدية ويتناقص ارتفاع سطحه، فإن درجة الحرارة السطحية تدفأ، وتزيد من الانكماشى، وتزيد من الخسائر الكبيرة في الكتلة الجليدية.

إن عدم استقرار صفائح الجليد البحرية يمثل آلية إيجابية أخرى للتغذية المرتدة تؤثر على أغطية الجليد التي تقع تحت سطح البحر، وإذا تراجع خط الأرض من هذه الصفائح الجليدية إلى المياه العميقة، فإن سماكة الجليد في خط الأرض قد تزيد من تدفق الجليد وتزيد من الانحسار، وهذا الانهيار يتعلق بصفة خاصة بصحيفة الجليد في غرب أنتاركتيكا، حيث يقع معظم الجليد على سطح البحر على مئات الألوف من مترين دون مستوى سطح البحر، حيث لا رجعة.

كما أن التغذية العكسية السلبية التي تضعف التغيرات الأولية تعمل في نظم صفائح الجليد، وقد يؤدي ارتفاع شلال الثلج المتوقع في مناخ دافئ إلى التعويض جزئيا عن الخسائر الجماعية الناجمة عن الارتحال والتصريف الدينامي، رغم أن الملاحظات والإسقاطات الحالية تشير إلى أن هذا التعويض لن يكون كاملا، كما أن الصخور الموجودة تحت أغطية الجليد تستجيب للتغيرات في الحمولة الجليدية من خلال التكيف الأيسري مع تراجع حجم الأسرة مع تغيرات الجليدية.

وجود نقاط التصفيق، العتبات التي تغير سلوك صفائح الجليد بشكل أساسي وربما لا يمكن عكسه، يمثل شاغلاً رئيسياً في علوم صفائح الجليد، بعض الرفوف الجليدية قد تكون لها عتبات درجات الحرارة التي تصبح عرضة لها للهبوط السريع من خلال الهيدروروفور، وقد تكون لصحائف الجليد البحرية تشكيلات جغرافية لا يمكن تجنبها، وتحديد نقاط التصفير هذه وتحديد مدى قرب صفائح الجليد الحالية لتكييفها،

رصد ورصد الأشعة البنفسجية

ساتلي Remote Sensing Technologies

فالطبيعة البعيدة وغير المبشرة لصحائف الجليد تجعل الاستشعار عن بعد بواسطة السواتل أمرا لا غنى عنه لرصد ورصد سماتها المادية، وتوفر تكنولوجيات السواتل المتعددة معلومات تكميلية عن مختلف جوانب سلوك صفائح الجليد، وتلتقط السواتل البصرية والاصطناعية الحرارية صورا جليدية واضحة ومرئية لأسطح الجليد، وتكشف عن سمات مثل الخرافات، والأوعية المميتة، والأحداث المميتة، والتغيرات في الخواص السطحية.

وتوفر سواتل رادار، بما في ذلك رادار ذي فتحات اصطناعية وأجهزة التتبع الرادارية، معلومات حاسمة عن حركة الجليد والخصائص السطحية، وتقيس منطقة البحث وسرعة التسرّب من سرعة الجليد عن طريق الكشف عن التحول التدريجي لإشارة الرادار بين الممرات الساتلية المتكررة، مما يتيح رسم خرائط مفصلة لأنماط تدفق الجليد عبر صحائف الجليد، وقد كشفت هذه القياسات عن مواقع وسرعة مسارات مجاريات مجاريات تدفق الجليد.

ويضع علماء التأجير في منطقة أنتاركتيكا في مقياس الجليد مع ارتفاع الدقة، مما يتيح الكشف عن التغيرات في الارتفاع التي تشير إلى حدوث مكاسب أو خسائر جماهيرية، كما هو الحال بالنسبة لبعثات ناسا الدولية ورابطة إيسيات - 2، ويوفر قياسات دقيقة للغاية للارتفاع على طول المسارات الضيقة.

إن سواتل الجاذبية، ولا سيما استعادة الجاذبية واختبار المناخ (GRACE) وتتبعها من مجموعة GRACE، تقيس التغيرات في ميدان الجاذبية الأرضية الناجمة عن إعادة توزيع الكتلة، بما في ذلك التغيرات الكتلية في الغطاء الجليدي، وتوفر هذه البعثات قياسات متكاملة للتوازن الكتلي في صحائف الجليد، وتُمثل جميع العمليات بما في ذلك التوازن السطحي والديناميات الجليدية، وعمليات فقدان الغطاء الجليدي.

عمليات المراقبة الميدانية والدراسات الأساسية للثلج

وعلى الرغم من قدرة الاستشعار عن بعد بواسطة السواتل، لا تزال عمليات المراقبة الميدانية ضرورية لفهم عمليات صفائح الجليد والتحقق من قياسات الاستشعار عن بعد، وتقوم الحملات الميدانية بنشر أدوات مباشرة على صحائف الجليد لقياس الخواص والعمليات التي لا يمكن ملاحظتها من الفضاء، وتوفر أجهزة استقبال النظام العالمي لتحديد المواقع التي يتم تركيبها على سطح الجليد قياسات مستمرة للحركة الجليدية، بما في ذلك التباينات الموسمية والاستجابات للظواهر مثل الغطاء السطحي أو التكليل.

ويمثل حفر الجليد الأساسي أحد أهم التقنيات الميدانية لفهم تاريخ وسلوك صفائح الجليد، وتخترق بعض الجليد العميق أكثر من ثلاثة كيلومترات من خلال صحائف الجليد للوصول إلى حجر الأساس، وتوفر سجلات مستمرة عن أحوال المناخ والجليد السابقة، ويشمل تحليل نواة الجليد تقنيات عديدة تشمل قياس النظائر الثابتة، وتركيزات غازات الدفيئة، والأوراق الكيميائية، والخصائص المادية، وخصائص المعلومات المتطورة عن تاريخ الجليد.

وتوفر الدراسات المتعلقة بالثقوب إمكانية الوصول المباشر إلى داخل وقاعدة صحائف الجليد، مما يتيح قياس درجة حرارة الجليد، والتشوه، والأوضاع البازائية، ويمكن للصكوك التي تقل إلى الثقوب أن تقيس ملامح درجات الحرارة التي تكشف عن التدفق الحر والتغيرات في درجات الحرارة السابقة، وتوفر كاميرات الثقوب وألب الرواسب من السرير معلومات عن الظروف والعمليات شبه الجليدية، وفي بعض الحالات، وصلت نماذج الكوليوم إلى بيئات المباشرة دون الإقليمية.

صحائف الجليد ومستوى البحر العالمي

المساهمات الحالية في مستوى سطح البحر

وتمثل صحائف الجليد أكبر مصدر محتمل لارتفاع مستوى سطح البحر في المستقبل، وهو يحتوي على الجليد الكافي لرفع مستوى سطح البحر العالمي بنحو 65 مترا إذا ما ذبذب تماما نحو 7 أمتار من غرينلاند و 58 مترا من أنتاركتيكا، وبينما يتطلب الانصهار الكامل عدة قرون إلى آلاف السنين، فإن الخسائر الجماعية في الغطاء الجليدي الجزئي لها آثار هامة على المجتمعات الساحلية في جميع أنحاء العالم، وتشير الملاحظات الحالية إلى أن كل من صحائف الجليد الرئيسية تفقد مستويات الكتلة وتسهم في ارتفاع معدلات سطح البحر في الارتفاع المستمر.

وقد شهدت صحيفة غرينلاند الجليدية خسائر جمة متسارعة منذ التسعينات، حيث تشير التقديرات الحالية إلى حدوث خسائر كبيرة تبلغ نحو 250 إلى 300 بليون طن متري سنويا، مما أسهم في ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي بنسبة 0.7 إلى 0.8 ميلليمتر في السنة، وتنجم هذه الخسارة الجماعية عن زيادة الانصهار السطحي، نتيجة ارتفاع درجات الحرارة الجوية، وزيادة تفريغ الجليد من خلال مصانع الجليد، التي تؤدي إلى ارتفاع معدلات التسريح في المنطقة الغربية وتباينها النسبي.

إن مساهمة الشاى الجليدي في أنتاركتيكا في ارتفاع مستوى سطح البحر قد زادت أيضا في العقود الأخيرة، مع قدر أكبر من عدم اليقين والتقلب الإقليمي مقارنة بـ غرينلاند، وتشير التقديرات الحالية إلى أن معدلات الخسائر الجماعية في أنتاركتيكا تبلغ نحو 150 إلى 200 بليون طن متري سنويا، مما أسهم في ارتفاع حركية 0.4-0.5 ميلليمتر سنويا إلى مستوى البحر، وتتركز الخسارة الجماعية في غرب أنتاركتيكا، ولا سيما في قطاع بحر أموندسن حيث تشهد أكبر تغيرات جليدية كبيرة

التوقعات المستقبلية وحالات عدم اليقين

ولا يزال إسقاط المساهمات في الغطاء الجليدي في المستقبل في ارتفاع مستوى سطح البحر أحد أكثر المشاكل صعوبة وما يترتب على ذلك في مجال علوم المناخ، إذ إن تعقيد نظم الغطاء الجليدي، والعمليات المتعددة التفاعلية المعنية، واحتمال حدوث تغيرات سريعة وغير خطية، كلها أمور تسهم في حدوث أوجه عدم يقين كبيرة في التوقعات، فالتوقعات الحالية المتعلقة بمساهمات الغطاء الجليدي في القرن الحادي والعشرين تتسع نطاق واسع، من عشرات الافتراضات المتعلقة بالسلاسل المركزية إلى أكثر من مجرد انبعاثات نموذجية.

وتتصل أكبر حالات عدم التيقن في توقعات الغطاء الجليدي بالعمليات الدينامية، ولا سيما احتمال عدم استقرار الغطاء الجليدي البحري في أنتاركتيكا وسلوك المنافذ الجليدية في غرينلاند، وفي حين يمكن توقع تغيرات التوازن السطحي على أساس الثقة المعقولة القائمة على نواتج نموذج المناخ، فإن التنبؤ بالتغيرات في ديناميات الجليد يتطلب عمليات فهمية ونموذجية لا تزال مقيدة بشكل ضعيف، وقد تؤدي هذه التغيرات إلى تسارع عملية عدم الاستقرار في الجليد.

وقد استكشفت الدراسات الأخيرة إمكانية زيادة حجم مساهمات صفائح الجليد في ارتفاع مستوى سطح البحر عما كان ينظر فيه سابقا، ولا سيما من أنتاركتيكا، وتشير بعض التحليلات إلى أن عدم استقرار صحائف الجليد البحرية، الذي يحتمل أن يقترن بعدم استقرار المنحدرات الجليدية، يمكن أن يؤدي إلى زيادة مساهمات أنتاركتيكا بمقدار متر واحد بحلول عام 2100، وإلى عدة أمتار بمقدار 200 متر في إطار سيناريوهات الانبعاثات المرتفعة، وفي حين أن هذه الإسقاطات لا تزال مثيرة للجدل ولا توجد شكوك كبيرة، فإنها تسلط الضوء على إمكانية أن تسهم في التخطيط السيول الجليدي بدرجة أكبر من قبل في زيادة كبيرة.

The Future of Ice Sheet Research

فهم الملامح المادية لصحائف الجليد - من الغلاسيات البطيئة الحركة التي تشكل المناظر الطبيعية إلى مجاري الجليد السريعة التدفق التي تهجر الأحواض الداخلية، من أرفوف الجليد العائمة التي ترعى الجليد في أعلى المجرى إلى مناطق التراكم التي يؤثر فيها تاريخ المحفوظات المناخي والجبهات المتناقلة حيث يلبي الجليد أحواض المحيطات الضرورية للتنبؤ بمستقبل الأرض والاستعداد لعواقب التغير المناخي المستمر.

وما زالت أوجه التقدم في القدرات في مجال المراقبة، بما في ذلك البعثات الساتلية الجديدة والبرامج الميدانية الموسعة، تُحسِّن فهم عمليات وسلوك صفائح الجليد، ويعزز تطوير نماذج أكثر تطوراً لصفائح الجليد تتضمن تمثيلاً مفصلاً للعمليات الرئيسية، بما في ذلك ديناميات تدفق الجليد، ومداعمة الجراثيم الجليدية، وحسابها، والتفاعلات بين المحيط الجليدي، القدرة على إجراء تغييرات في المستقبل، ويعالج التعاون الدولي وجهود البحث المنسقة الثغرات المعرفية الحاسمة، ويقلل من مستوى عدم اليقين في مجال العمل من حيث

The stakes could hardly be higher. The physical features of ice sheets, their interconnections, and their responses to climate forcing will largely determine the magnitude and rate of future sea level rise, affecting coastal communities, infrastructure, ecosystems, and economies worldwide. Continued research into ice sheet processes, sustained monitoring of ice sheet changes, and improved modeling capabilities remain essential for understanding these massive frozens and preparing for the changes they will bring to our information

كما نواصل ملاحظة التغيرات السريعة في صحائف الجليد في جميع أنحاء العالم، فإن أهمية فهم سماتها وتصرفاتها المادية لا تنمو إلا، فالأنهار الجليدية، ومجاري الجليد، ورفوف الجليد، ومناطق التكديس، ومساحة الجبهات التي تتألف منها هذه الجثث الضخمة ليست مجرد سمات جغرافية بل هي عناصر نشطة في نظام المناخ الأرضي، تستجيب للظروف البيئية العالمية وتؤثر فيها.