إن أكبسة الجليد القطبية من أكثر الملامح تأثيراً في نظام المناخ الأرضي، وهذه التكوينات الجليدية الضخمة في القطبين الشمالي والجنوبي أكثر بكثير من علامات على متطرفات الكوكب، وهي تنظم بشكل نشط درجات الحرارة العالمية، وتحرك تداول المحيطات وتستقر مستويات سطح البحر، ومع تسارع تغير المناخ، فإن فهم الدور الدقيق للجليد القطبي ضروري للتنبؤ بالأوضاع المستقبلية وتطوير الاستجابات الفعالة.

ما هي "الكابز القطبي" ؟

إن أكبسة الجليد القطبية هي كتلة ثلجية سميكة دائمة تغطي مناطق شاسعة من القطب الشمالي ومنطقتي أنتاركتيكا، وكثيرا ما يستخدم هذا المصطلح على نطاق واسع ليشمل صحيفة الجليد في غرينلاند، وصحيفة الجليد في أنتاركتيكا، وجليد البحر العائم الذي يتوسع ويعقد بصورة موسمية حول القطبين، وهذه التكوينات الجليدية هي نتاج آلاف السنين من الثلوج المتراكم الذي يضغط تحت وزنه الخاص، ويتحول إلى كثبط.

أشعة الجليد، و قنابل الجليد، و الجليد البحري

ومن المفيد التمييز بين ثلاثة سمات ذات صلة ولكن متميزة:

  • Ice sheets] are continental-scale ice masses that cover more than 50,000 square kilometers. Earth has two: the Greenland Ice Sheet and the Antarctic Ice Sheet. Together, they hold about 99 percent of the planet's freshwater ice.
  • Ice caps] are dome-shaped ice masses smaller than ice sheets, covering less than 50,000 square kilometers. They are found in polar and high-altitude regions, such as the Canadian Arctic Archipelago and Iceland.
  • Sea ice] is frozen ocean water that forms, expands, and melts on a seasonal cycle. It does not contribute directly to sea level rise when it melts, because it is already displacing water. However, sea ice plays a major role in the albedo effect and ecosystem dynamics.

وتتفاعل العناصر الثلاثة جميعها مع النظام المناخي بطرق مختلفة، ولكن صفائح الجليد الكبيرة هي المحرك الرئيسي لمستوى البحر الطويل الأجل ولتنظيم درجة الحرارة.

"ألبيدو" وتوازن الطاقة للأرض

أكثر الطرق مباشرة لتنظيم الكبسولات الجليدية القطبية هو التأثير على الألبدو، فالألبيدو هو مقياس كم يعكس الإشعاع الشمسي السطحي إلى الفضاء، حيث توجد أعلى الطلاء لأي سطح طبيعي على الأرض، مما يعكس ما بين 50 و90 في المائة من ضوء الشمس القادم، وعلى النقيض من ذلك، فإن مياه المحيط المظلمة لا تعكس سوى ما يتراوح بين 6 و10 في المائة، مما يستوعب الباقي كالدفئة.

ونظرا لأن أكبس الجليد القطبي تغطي ملايين الكيلومترات المربعة، فإنها تعمل كنظام لتبريد الكواكب، وبدلا من ذلك تُنقش ضوء الشمس الذي سيدفئ المحيط أو الأرض إلى الفضاء، مما يقلل الطاقة الإجمالية التي تستوعبها الأرض، وهذا التأثير المبرد واضح بشكل خاص خلال الأشهر الصيفية، عندما تتعرض الأعمدة لضوء نهاري مستمر.

التغذية الإيجابية والحرب المضللة

ويخلق تأثير الطلاء حلقة تفاعلية قوية تتسارع في الاحترار عندما يضيع الجليد، ومع ارتفاع درجات الحرارة، وذوبان الجليد، وكشف أسطح أكثر ظلما مثل مياه المحيطات أو الأرض المزروعة، وتستوعب هذه الأسطح المظلمة طاقة شمسية أكثر، مما يتسبب في زيادة الاحترار وذوبان جليدي، وهذه الدورة الذاتية للتنقيب معروفة بتغذية جليدية، وهي سبب رئيسي يسمّى متوسط القطب الشمالي أسرع من أربعة أضعاف.

بيانات الأقمار الصناعية تشير إلى أن حجم الجليد البحري في القطب الشمالي انخفض بنسبة 13% تقريباً في العقد منذ أواخر السبعينات، وغطاء الجليد الأدنى في المنطقة في أيلول/سبتمبر قد تقلص بنسبة تزيد على 40% خلال نفس الفترة، وكل صيف، يكون المحيط الأكثر ظلماً معرضاً، ويطيل فترة موسم الاحترار ويزيد من الحد من ثلج التراكمي في الشتاء.

التأثير على دائرة المحيطات وتوزيع الحرارة

ولا تعكس أكبس الجليد القطبي مجرد ضوء الشمس - فهي تشكل مباشرة حركة التيارات المحيطية التي توزع الحرارة حول الكوكب، فالنظام العالمي لتداول المحيطات، الذي كثيرا ما يوصف بأنه حزام نقل، يحركه في جزء كبير من الاختلافات في كثافة مياه البحر، التي تخضع لدرجات الحرارة والملوحة.

دائرة الحرارة وتشكيل المياه العميقة

وفي المناطق القطبية، تسبب درجات الحرارة الباردة وتكوين مياه الجليد البحري في أن تصبح كثيفة، وعندما تُطرد أشكال الجليد البحري الملح إلى المياه المحيطة، وهي عملية معروفة برفض الرشوة، وتشكل هذه المواسير المائية الباردة والملحة إلى قاع المحيط، وتشكل كتل مياه عميقة تتدفق في خط الاستواء، وأهمها المياه العميقة في شمال الأطلسي، التي تشكلت في غرينلاند والبحر النرويجي، وبحر أنتاركتيكا،

وهذا الغرق يدفع إلى تداول حرارة العالم، الذي ينتقل المياه السطحية الدافئة من المناطق المدارية إلى الأعمدة ويعود إلى المياه العميقة الباردة على طول قاع المحيط، وبدون إغراق المياه الباردة والكثيفة في المناطق القطبية، فإن نمط التداول بأكمله سيبطئ أو يعطل، ويغير بشكل كبير أنماط المناخ في جميع أنحاء العالم، كما أن التدفق الضاربي الأطلسي، وهو عنصر رئيسي في هذا النظام، يظهر علامات مستمرة.

ومع تذوب صحف الجليد وزراعة الجليد، فإنها تطلق كميات كبيرة من المياه العذبة في المحيط، والمياه العذبة أخف من المياه المالحة، وتخفض كثافة المياه السطحية، مما قد يعوق عملية الغرق، وإذا ما تباطأ تشكيل المياه العميقة، فإن النقل الحر إلى منطقة شمال الأطلسي سيتناقص، مما يؤدي إلى التبريد المحلي حتى مع احترار الكوكب عموماً - وهو سيناريو حدث في الماضي خلال فترات الجليد.

تخزين المياه العذبة ومستوى البحر

وتحتوي أغطية الجليد القطبية على حجم هائل من المياه العذبة، وتحتفظ صحيفة الجليد القطبية وحدها بما يكفي من الثلج لرفع مستوى سطح البحر العالمي بنحو 57 مترا إذا ما أريد لها أن تذوب تماما، وتحتوي صحيفة الجليد في غرينلاند على ما يكفي لحوالي 7 أمتار من ارتفاع مستوى سطح البحر، وفي حين أن المذيبات الكاملة تشكل سيناريو طويل الأجل، فإن الخسائر الجزئية لها آثار قابلة للقياس.

منذ عام 2002، تعقبت البعثات الساتلية مثل شركة ناسا للانتعاش الجاذبية وتجربة المناخ تغيرات في كتلة الجليد، وتظهر البيانات أن غرينلاند فقدت ما متوسطه 279 بليون طن من الجليد سنويا بين عامي 2002 و 2023، بينما فقدت أنتاركتيكا حوالي 148 بليون طن سنويا، وتشكل هذه الخسائر معا نحو ثلث الارتفاعات في مستوى سطح البحر العالمي الملحوظ، بينما تتحول بقية أجزاء المياه من التوسع الحراري في مياه البحر.

ارتفاع مستوى سطح البحر من فقدان الجليد القطبي ليس بالزب على نطاق العالم، فالتغييرات في المجال الجاذبي لصحائف الجليد والتحولات في دوران الأرض تسبب تغيرات إقليمية، على سبيل المثال، ارتفاع مستوى البحر على طول الساحل الشرقي للولايات المتحدة أسرع من المتوسط العالمي في العقود الأخيرة، ويرجع ذلك جزئيا إلى آثار الجاذبية الناجمة عن فقدان الجليد في غرينلاند.

Polar Ice Caps as Archives of Climate History

بالإضافة إلى دورهم في تنظيم المناخ الحالي، فإنّ قبعات الجليد القطبية توفر سجلاً فريداً من تاريخ الأرض في الغلاف الجوي، ويحفر العلماء نواة الجليد من صحائف الجليد العميقة، ويستخرجون طبقات الجليد التي تحتوي على فقاعات هوائية محاصرة، وغبار، وأظافر كيميائية، وتحافظ هذه الطبقات على عينة مباشرة من الغلاف الجوي منذ مئات الآلاف من السنين.

إعادة بناء درجات الحرارة السابقة ومستويات ثاني أكسيد الكربون

وقد أسفرت السجلات الأساسية للمحيطات من أنتاركتيكا، ولا سيما من موقع المشروع الأوروبي لصناعة الجليد في أنتاركتيكا، عن بيانات مناخية مستمرة تمتد خلال السنوات الـ 000 800 الماضية، ويكشف تحليل فقاعات الهواء المحصورة أن تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لم تتجاوز أبدا 300 جزء في المليون خلال تلك الفترة بأكملها حتى الثورة الصناعية، واليوم تتجاوز مستويات ثاني أكسيد الكربون 420 جزءا في المليون، أي تركيز لم يشاهد في الملايين.

كما أن البيانات الأساسية للجليد تدل على وجود ارتباط قوي بين مستويات غازات الدفيئة ودرجة الحرارة، مما يؤكد أن ثاني أكسيد الكربون يشكل عاملاً رئيسياً في تغير المناخ، وهذه السجلات توفر أساساً لفهم حجم التغيرات الحالية وحساسية نظام المناخ إزاء إكراه غازات الدفيئة.

الدولة الحالية و المسار للسلك القطبي

وتخضع حالة الجليد القطبي للرصد المستمر من خلال الجمع بين البعثات الساتلية، والدراسات الاستقصائية للطائرات، والقياسات الأرضية، والاتجاهات واضحة: فكلا القطب الشمالي والجنوبي يفقدان الجليد، وإن كانت الأنماط تختلف بين القطبين.

القطب الشمالي: نظام في المرحلة الانتقالية السريعة

وتشهد المنطقة القطبية الشمالية أكثر التغيرات دراما، حيث انخفض حجم الجليد البحري انخفاضا حادا في جميع أشهر السنة، حيث انخفض الحد الأدنى لسجلات الوصول في أيلول/سبتمبر 2007 و 2012 و 2020، كما أن الجليد المتبقي أصغر وأرق، وفي الثمانينات، شكل الجليد المتعدد السنوات (الآيس الذي ينجو في صيف واحد على الأقل) نحو 70 في المائة من مجموعة الجليد القطبي، وهو اليوم يمثل أقل من 20 في المائة، وفقدت الجليد الأخضر الكتلة في معدل تسارع.

أنتاركتيكا: وحدة للمقايضات

إن قارورة أنتاركتيكا تُعرض صورة أكثر تعقيداً، فصحيفة الجليد في غرب أنتاركتيكا تخسر الكتلة بسرعة، لا سيما في منطقة بحر الأموندسن، حيث تيار المحيط الحار يذيب أرفوف الجليد من الأسفل، وثويتس غلاسير، التي كثيراً ما تُدعى "غلام يوم الضجة" تثير قلقاً خاصاً لأنها تُعدّ مؤخرات تُطِدّد في الجليد.

وعلى النقيض من ذلك، ظلت صحيفة إيس في شرق أنتاركتيكا، التي هي أكبر وأسمك بكثير، مستقرة نسبيا، بل إن أجزاء منها قد اكتسبت كتلة بسبب ارتفاع معدلات الثلوج، غير أن الدراسات الأخيرة تشير إلى أن شرق أنتاركتيكا ليس منيعاً للاحترار وأن بعض من صوامعها بدأت تنخفض، وعموماً، فإن القارة القطبية الجنوبية تفقد الكتلة بمعدل متسارع، مع وجود خسائر تتركزّزة في الغرب.

آثار فقدان الجليد المستمر

إن استمرار انخفاض الغطاء الجليدي القطبي له عواقب بعيدة المدى تمتد إلى المناطق القطبية، وهذه الآثار تُلاحظ بالفعل وستزداد دفءا.

ارتفاع مستوى سطح البحر وآثاره الساحلية

وقد ارتفع مستوى سطح البحر العالمي بحوالي 21 إلى 24 سنتيمترا منذ عام 1880، حيث حدث ثلث هذه الزيادة منذ عام 1993، حيث يتسارع معدل الارتفاع، ويعود ذلك أساسا إلى فقدان الجليد من غرينلاند ومن أنتاركتيكا، وفي ظل سيناريوهات عالية الانبعاثات، يمكن أن يرتفع مستوى سطح البحر بمقدار متر واحد أو أكثر بحلول عام 2100، مما يهدد المدن الساحلية، والجزر المنخفضة، والهياكل الأساسية الحيوية.

التغييرات في الدائرة الجوية والطقس

إن انخفاض الجليد البحري والثلوج في المنطقة القطبية الشمالية يغيّر أنماط التداول في الغلاف الجوي، مع ما قد يترتب على ذلك من آثار على طقس منتصف خط العرض، وتشير بعض الدراسات إلى أن دفء المنطقة القطبية يضعف مسار الطائرات القطبية، مما يجعلها أكثر انحرافاً وقابلية للحجب، مما قد يؤدي إلى ظواهر جوية مطولة، مثل تفشي الهواء البارد في الشتاء، وموجات حرارية في الصيف، وهبوطية مستمرة في الهواء أو الجفاف.

Disruption to Marine and Terrestrial Ecosystems

وقد أدى فقدان الجليد إلى تعطيل شبكة الأغذية بأكملها، من الطحالب التي تنمو في أسفل الجليد البحري إلى الكريل، والأسماك، والختم، والدببة القطبية، وفي القطب الشمالي، أدى انخفاض الجليد البحري إلى انخفاض موائل الصيد بالنسبة للدب القطبي وأجبرها على قضاء المزيد من الوقت على الأرض حيث يكون توزيع الأغذية شحيحة.

كما أن التغيرات في الغطاء الجليدي تؤثر على إنتاجية المحيطات، حيث تشكل الطحالب الجليدية في البحر قاعدة شبكة الأغذية القطبية، وتُحدَّد بطنها الموسمي بذوبان الجليد، ومع تراجع الجليد في وقت سابق من العام، فإن توقيت هذا البلوط يتحول، ويحتمل أن يُساءل مع دورات حياة الأنواع المعالِلة.

جهود الرصد والبحث

ومن الضروري وجود شبكة قوية من الرصدات الساتلية والمواقعية لتتبع فقدان الجليد وتحسين نماذج المناخ، وتكرس عدة بعثات وبرامج رئيسية لهذه المهمة.

الرصد بواسطة السواتل

إن بعثات ناسا آي سي إسات و إي سي إسات-2 تستخدم زيت الليزر لقياس التغيرات في ارتفاع الغطاء الجليدي بدقّة قياسية على نطاق سنتيمتر، وتتبع سواتل GRACE وGRACE-FO تغيرات في الجاذبية لتقلل التغيرات الكتلية في صحائف الجليد وأجهزة الجليد، وتستخدم بعثة كرايوسات التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية سجلاً زمنياً واضحاً لرصد التغيرات في كلا النوعين من الجليد.

▪ نماذج البحوث والمناخ الميدانية

حملات ميدانية، مثل تلك التي تقوم بها البرامج القطبية للمؤسسة الوطنية الأمريكية للعلوم، ودراسة أنتاركتيكا البريطانية، وجمع القياسات الأرضية لدرجات حرارة الجليد وسرعة التدفق والظروف دون الإقليمية، وتستخدم هذه البيانات للتحقق من عمليات الرصد الساتلية، ولوصف نماذج الجليد التي تُعرض سلوكا في المستقبل، وتحسين فهم العمليات مثل هدرفورة الجليد وعدم استقرار المنحدرات الجليدية البحرية أمر حاسم في الحد من عدم اليقين في مستوى سطح البحر.

التخفيف والطريق إلى الأمام

إن مسار فقدان الجليد القطبي ليس محددا مسبقا، فحجم فقدان الجليد في المستقبل يتوقف مباشرة على معدل الاحترار العالمي ومداه، وهو ما تحدده انبعاثات غازات الدفيئة، وإذا انخفضت الانبعاثات بسرعة وبعمق، فمن الممكن إبطاء فقدان الجليد واستقرار ارتفاع مستوى سطح البحر في هذا القرن، وبموجب أهداف اتفاق باريس، فإن الحد من الاحترار إلى 1.5 درجة مئوية من شأنه أن يقلل بدرجة كبيرة من خطر عبور نقاط التصفير في غرينلاند وفي غربي أنتاركتيكا.

غير أنه حتى في ظل السيناريوهات المتفائلة، فإن بعض فقدان الجليد وارتفاع مستوى سطح البحر قد تم بالفعل حبسه بسبب الانبعاثات السابقة، وهذا يعني أن التكيف - مثل بناء الجدران البحرية، واستعادة الأراضي الرطبة الساحلية، ونقل المجتمعات المحلية الضعيفة - سيكون ضرورياً إلى جانب التخفيف من حدة الآثار.

خاتمة

إن أسقف الجليد القطبي ليست بعيدة، سمات سلبية لنظام الأرض، فهي تنظم حرارة الكوكب بنشاط من خلال التعبير عن ضوء الشمس، وحركة المحيطات، وتخزين كميات كبيرة من المياه العذبة، واستمرار تدهورها يمثل أحد أكثر التغييرات التي تحدث على الأرض اليوم، ففهم الآليات التي تؤثر بها الدول القطبية على المناخ أمر أساسي للتنبؤ بالأوضاع المستقبلية، ولتصميم استجابات فعالة لتحديات عالم أوسط الاحترار.