صحف الجليد القطبي الجنوبي: دور النظم الإيكولوجية القطبية في المناخ العالمي

Ice Sheets as Wildlife Habitats

فبعد الجليد البحري، تدعم صحائف الجليد نفسها المجتمعات البيولوجية الفريدة، وتعيش الطحالب البكتيريا والبكرينات الدقيقة في حقيبة الثلج وحفر المبردات المطوقة (بؤر مياه الذائبة الصغيرة على أسطح الجليد)، وتتم تكييف هذه الكائنات مع الإشعاع البارد العالي، ومتوسط توافر المغذيات، كما توفر أحواض من مواسير الجليد المتجمدة مواقع هامة.

إن فقدان الموائل الجليدية، سواء من خلال خفض حجم الجليد البحري أو معتكف الجليد، يهدد هذه الأنواع مباشرة، ويجب ألا تقتصر جهود حفظ الطبيعة على النظر في الموئل المباشر فحسب بل أيضا في التغييرات المناخية الأوسع التي تؤدي إلى فقدان الجليد، كما أن نظام معاهدة أنتاركتيكا يوفر بعض الحماية من خلال المناطق المدارة بشكل خاص، ولكن سرعة التغيير قد تتجاوز التدابير المحلية.

Climate Regulation Mechanisms of the Antarctic Ice Sheets

Albedo Effect and Energy Balance

ومن أكثر الطرق المباشرة التي يؤثر بها الجليد في أنتاركتيكا على المناخ العالمي، ما هو عليه من ارتفاع الطلاء، وهو القدرة على التعبير عن الإشعاع الشمسي، والثلوج الجديد يعكس ما يصل إلى 90 في المائة من ضوء الشمس الجديد، بينما تستوعب سطح البحر المظلم مثل المحيط المفتوح حوالي 90 في المائة، وهذا التناقض الصارخ يعني أنه عندما يتراجع الجليدي والثلج في البحر، فإن الطاقة الشمسية أكثر امتصاصا من المحيط المظلم أو الأرض، مما يؤدي إلى زيادة الاحترار - وهو أثر إيجابي كلاسيكي.

ومع فقدان صحف الجليد الكتلة وكشف الصخور أو المحيطات الأكثر ظلما، فإن الميزانية الحرارية الإقليمية تتحول، وهذا لا يعجل بالذوبان المحلي فحسب، بل يغيّر أيضا أنماط التداول في الغلاف الجوي، التي قد تؤثر على النظم الجوية بعيدا عن المناطق المدارية، وتشير نماذج المناخ إلى أن الحد من الجليد في البحر في أنتاركتيكا يُعدل من موقع مسارات عواصف نصف الكرة الجنوبي، مع ما يترتب على ذلك من آثار بالنسبة إلى سقوط الأمطار في أمريكا الجنوبية وأستراليا وأفريقيا.

دائرة المحيطات وحزام المحافظ العالمي

كما أن صفائح الجليد في أنتاركتيكا تؤثر على المناخ من خلال تأثيرها على تيارات المحيط العميق، إذ أن تكوين المياه الباردة والكثيفة حول أنتاركتيكا - المعروفة باسم مياه القوارب في أنتاركتيكا - هو المحرك الرئيسي للتداول العالمي لخط حرارة البحر، حيث أن أشكال الجليد في البحر ترفض الملح، مما يزيد كثافة المياه الأساسية، ويمتد هذا الإنتاج الكثيف من قاع المحيط ويمتد شمالا، ويحمل الأكسجين والكربون إلى أعماقه.

فالمياه العذبة من مذيبات الجليد ورفوف الجليد تقلل من ملوحة المحيط السطحي، مما يجعله أقل كثافة وتعرقل تكوين المياه العميقة، وتظهر الملاحظات أن هذه المادة قد استجدت ودفئت على مدى العقود الأخيرة، مع انخفاض ملحوظ في حجمها، وهذا التباطؤ في تكوين المياه العميقة يقلل من قدرة المحيطات على تحمل الحرارة وثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، مما قد يؤدي إلى زيادة تداول المياه على الصعيد العالمي.

Impacts of Climate Change on the Antarctic Ice Sheets

التعجيل بفقدان الكتلة

وقد كشفت القياسات الساتلية من عملية استعادة الجاذبية والتجربة المناخية (GRACE) وبعثة المتابعة التي قامت بها أن أنتاركتيكا قد فقدت كتلتها بمعدل متسارع، ففي الفترة ما بين عامي 1992 و 2017، فقدت القارة ما يقرب من 720 2 مليار طن من الجليد، مع ارتفاع المعدل ثلاثة أضعاف في العقد الماضي، كما أن معظم هذه الخسارة تأتي من صحيفة غرب أنتاركتيكا وشبه أنتاركتيكا، التي شهدت أيضا علامات تغير في الجليد في شرق القارة، وقد شهدت استقرارا.

إن تيارات المحيط المشتعلة هي المحرك الرئيسي لخسارة الجليد في غرب أنتاركتيكا، وقد شهد قطاع بحر الأموندسن، على وجه الخصوص، تدخلات في المياه العميقة القطبية التي هي أدفأ من المياه المحيطية من 1 إلى 2 درجة مئوية، وقد خففت هذه المياه الدافئة من أفران الجليد العائمة من الأسفل، وخففها من أثرها في الإجهاد، وقد قُسّمت نتيجة لذلك زيادة الجليد الأرضي إلى أعلى سنة.

ثاينتس غلايسير: " غلاسيار يومية "

وقد اجتذبت هذه العقبات، التي تناهز حجم فلوريدا، فحصا دقيقا، وقد تسارع معتكفها منذ التسعينات، وهو يسهم حاليا بحوالي ٤ في المائة من ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي، ويقع الجليد على منحدر عكسي - يعمق قاع البحر في البر - مما يجعله عرضة لعدم استقرار صفائح الجليد البحرية، ومع تراجع خط الأرض في المياه العميقة، تصبح جبهة الجليد أطول وأكثر عرضة للدفء من المياه الدافئة الدافئة.

وقد اكتشف علماء من International Thwaites Glacier Collaboration أن الجليد يُقْفَض من قِبل قنوات المياه الحارة، وأن رف الجليد في الجليد في الجليد يمكن أن ينهار في غضون العقود القليلة القادمة، وإذا ما انخفضت العجلات كليا، فإنه سيرفع مستويات البحر العالمية بمقدار 0.5 متر، ويمكن أن يُضعف مستوى الجيران على مدى قرون.

التلطيق السطحي والهيدروفريك

وفي حين أن الانصهار الذي يحركه المحيط هو التهديد المهيمن في غرب أنتاركتيكا، فإن الانصهار السطحي أصبح أكثر شيوعا، لا سيما في شبه الجزيرة القطبية الجنوبية وحتى في صحيفة إيس أنتاركتيكا الشرقية أثناء موجات الحرارة القصوى، ففي شباط/فبراير ٢٠٢٠، بلغت درجات الحرارة في قاعدة إسبرنزا في شبه القارة القطبية الجنوبية ١٨,٣ درجة مئوية، وهي أعلى ما سجل في القارة.

فقد شهد رف الجليد في لارسن سي، على سبيل المثال، أحداثا كبيرة في مجال الذوبان السطحي وحسابه، ففي عام 2017، قذفت بحجم جبل جليدي ضخم، وهو حدث لم يرتفع مباشرة من مستوى سطح البحر (الثلج كان يطفو بالفعل) ولكنه أشار إلى تزايد عدم الاستقرار، وإذا ما أصبح الانصهار السطحي واسع النطاق على رفوف الجليد في شرق أنتاركتيكا، حتى أن صب الاستقرار يمكن أن يُح.

نقاط الارتداد والنقاط التصفيقية

Albedo-Temperature Feedback

إن التغذية المرتدة في القطب الجنوبي شديدة جدا بسبب التناقض الكبير بين الجليد والجليد الخالص أو الصخور، فمع انخفاض الغطاء الجليدي، تستوعب الأسطح المظلمة طاقة شمسية أكبر، وترفع درجة الحرارة وتتسبب في مزيد من الانصهار، وقد لوحظت هذه التعليقات بالفعل على شبه القارة القطبية الجنوبية حيث زادت مدة موسم الذوبان بعدة أيام في العقد منذ السبعينات، وقد يتسارع الانخفاض في الألبدو بسبب تداعم الكربون الأسود من النيران البرية.

Ice-Algae Feedback

كما أن التغذية التغذوية البيولوجية تؤدي دوراً، فالطحالب المظلمة التي تنمو على سطح الثلج تقلل من الألبدو، وتزيد معدلات الذوبان، وقد لوحظت هذه الأنهار الطحالب في حقول الثلج في أنتاركتيكا، ولا سيما في الصيف المحوس، وبينما لا تزال مساهمة هذه الطحالب في الإذابة الإقليمية تُقدر كمياً، فإنها تمثل آلية تضخم طبيعية يمكن أن تصبح أكثر أهمية مع ارتفاع درجات الحرارة.

إطلاق الميثان من الرواسب دون الإقليمية

وتكمن في خضم صحف الجليد في أنتاركتيكا خزاناً كبيراً من الكربون العضوي، يتحول بعضها إلى ميثان من خلال نشاط ميكروبي في الرواسب دون الجليدية، وحيث أن هذه الورقة تُعد رقعة ومتراجعة، يمكن أن تُطلق في الغلاف الجوي، إما من خلال مجاري المياه المميتة أو مباشرة أثناء انهيار الجرف الجليدي.

جهود الرصد والبحث العلمي

المراقبة الساتلية

ويتطلب فهم حالة صحائف الجليد في أنتاركتيكا بيانات متسقة وشديدة الاستبانة، كما أن البعثات الساتلية مثل ICESat-2 (Ice, Cloud, and land Elevation Satellite-2) وشركة CryoSat-2 التابعة للإيسا تقاس تغيرات ارتفاع الغطاء الجليدي مع الدقة في النطاق المركزي، وتظهر مسارات بعثة GRACE-FO) تغيرات في ميدان الجاذبية للأرض، مما يكشف عن فقدان الكتلة الجليدية.

الدراسات الميدانية والبحوث الأساسية للآيس

وبالإضافة إلى الاستشعار عن بعد، تقوم البرامج الميدانية بحفر نواة الجليد لإعادة بناء الظروف المناخية السابقة، وقد وفرت نواة الجليد من Dome C (مشروع وكالة البيئة البحرية) وفوستوك سجلات للتكوين الجوي ودرجة الحرارة التي تمتد إلى 000 800 سنة، وتبين هذه السجلات وجود ارتباط قوي بين مستويات ثاني أكسيد الكربون ودرجة حرارة أنتاركتيكا، مما يبرز حساسية صحائف الجليد إزاء تركيزات غازات الدفيئة، وتهدف مشاريع الجليد الأساسية الحالية إلى تمديد فترات الجليد المسجلة إلى 1.5 مليون سنة.

الحملات الأوقيانوغرافية

وتستخدم الرحلات البحرية الأوقيانوغرافية والمركبات ذاتية تحت الماء لقياس درجة حرارة وملوحة كتل المياه الموجودة تحت أرفف الجليد، وسفن البحث التابعة للشبكة (Nathaniel B. Palmer) وغيرها من السفن ذات القدرة الجليدية تنشر أدوات في خطوط أرضية من الجليديات الرئيسية، وتساعد البيانات المستمدة من هذه البعثات على التحقق من نماذج التنبؤ بالخسائر الجليدية في المستقبل.

الآثار العالمية والضرورة

توقعات مستوى سطح البحر

وتشير التوقعات الحالية من الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ والهيئات العلمية الأخرى إلى أن القارة القطبية الجنوبية يمكن أن تسهم بما يتراوح بين 0.1 و 0.5 متر إلى ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي بحلول عام 2100 في إطار سيناريوهات انبعاثات متوسطة، وحتى متر واحد أو أكثر في إطار سيناريوهات الانبعاثات العالية، وقد تبدو هذه الأعداد متواضعة، ولكن عندما يقترن ذلك بالتوسع الحراري والهبوط من غرينلاند والجليد في جميع أنحاء العالم، يمكن أن يتجاوز ارتفاع مستوى سطح البحر الإجمالي 1.5 متر بحلول نهاية القرن.

وبعد عام 2100، يكون الالتزام الطويل الأجل أكبر بكثير، وإذا تجاوز الاحترار العالمي درجة حرارة 2 درجة مئوية، يمكن أن ينهار نظام المعلومات الجغرافية العالمي بشكل لا رجعة فيه، مما يسهم في ارتفاع عدد من أمتار سطح البحر على مر القرون، وصحيفة إيسي في شرق أنتاركتيكا، وإن كانت أكثر استقرارا، غير محصنة؛ وإذا ما أريد لقطاعاتها البحرية أن تحشد، فإن المساهمة النهائية في مستوى البحر يمكن أن تكون عشرات من القياسات.

الآثار على النظم الإيكولوجية والمجتمعات البشرية

إن آثار التغير القطبي تمتد إلى ما وراء مستوى سطح البحر، حيث أن المحيط الجنوبي يدفئ ويستعادن النظم الإيكولوجية البحرية، وينتقل سكان الكريل جنوبا، مما يؤثر على الطيور والثدييات التي تعتمد عليها، ويجب أن تكيف مصائد الأسماك في أنتاركتيكا مع عمليات التوزيع المتغيرة، وبالنسبة للمجتمعات البشرية، والهياكل الأساسية الساحلية، ولوازم المياه العذبة، والأراضي الزراعية، تتعرض للخطر بسبب تطفل المياه المالحة وتدفقات العواصف التي تتفاقم بسبب ارتفاع مستويات خط الأساس.

وعلاوة على ذلك، فإن التغيرات في الغطاء الجليدي في أنتاركتيكا تؤثر على أنماط الطقس العالمية، إذ إن ضعف قدرة المحيط الجنوبي على استيعاب الحرارة وثاني أكسيد الكربون يقلل من دور المحيط كحاجز مناخي، مما يترك مزيدا من غازات الدفيئة في الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى دورة مفرغة: يؤدي الاحترار إلى فقدان ثلج أكثر، مما يؤدي إلى انخفاض القدرة على التبريد، مما يؤدي إلى زيادة الاحترار.

(أ) لا يزال إنتاج انبعاثات غازات الدفيئة [(FLT:1]) أقوى أداة للتخفيف من هذه النتائج، وحتى مع التخفيضات الطموحة في الانبعاثات، فإن بعض كمية ارتفاع مستوى سطح البحر مقفلة بالفعل بسبب الانبعاثات السابقة، غير أن معدل فقدان الجليد ونطاقه النهائي يتوقفان بشدة على مسار الاحترار في المستقبل، وحماية النظم الإيكولوجية القطبية والخدمات التي توفرها على نطاق عالمي يتطلبان إجراءً عاجلاً ومستمراً بشأن الحجم.

إن صحائف الجليد في أنتاركتيكا ليست من المعالم البعيدة ذات الأثر البسيط بالنسبة لمعظم الناس، فهي عناصر متكاملة من نظام الأرض، ترتبط ارتباطا وثيقا بالمناخ، ومستوى البحر، وصحة الغلاف الحيوي بأكمله، والنظم الإيكولوجية القطبية، من الطحالب المجهرية في الجليد البحري إلى البطريق الإمبراطوري على هامش الغطاء الجليدي، تستخدم كرسل للتغيير، ومصيرها - ومصيرنا - يستند إلى القرارات المتخذة اليوم.