The Science of Glaciers: How Ice Shapes Our Planet’s Topography

إن هذه الأنهار الجليدية الضخمة التي تنمو ببطء لا تخزن فقط نحو ٧٠ في المائة من المياه العذبة للكوكب فحسب، بل أيضا الجبال النحتية، ووادي القبور، وإعادة توزيع الرواسب لإعادة تشكيل المناظر الطبيعية على نطاق كبير، وتمتد آثارها من أعلى قمة جبلية إلى أشلاء السواحل، وتترك خلفها أشكالا فريدة من الأرض.

ما هي غلاسير؟

وفي جوهرها، فإن الجليد هو كتلة ثابتة وكثيفة من الجليد ناجمة عن تآكل وترسيخ الثلج على أُطر زمنية ممتدة، وعلى عكس حقول الثلج الموسمية، فإن الجليد يبرهن على وجود دلائل على الحركة، سواء في الوقت الراهن أو في الماضي الجيولوجي، التي تميزها عن تراكمات الجليد الثابتة، حيث توزع على كل قارة ما يقرب من 10 في المائة من مساحة الأرض، وهي أحواض الجليد.

وتصنف المصابون بالسل في المقام الأول في فئتين عامتين استنادا إلى جدولهم ووضعهم:

ألبين (مونتين) غلاسير

وتتطور غلاسير الألب في المناطق الجبلية حيث يتراكم الثلج في أحواض أو أعالي البحار المرتفعة، وتتدفق تدريجياً إلى الوديان الموجودة قبل وقوعها تحت الجاذبية، وهذه الأنهار الجليدية أصغر عموماً من نظيراتها القارية، ولكنها تكون معروفة لتأثيرها الحاد، وتحفر الحواف الكبيرة، والوادي العميقة، وبلوغ ذروتها المزروعة.

صحف الجليد القاري

فالأنهار الجليدية القارية، المعروفة أيضا بصحائف الجليد أو قبعات الجليد، هي بطانيات ضخمة وسمكة من الجليد تغطي مساحات واسعة من الأراضي، وكثيرا ما تمتد آلاف الكيلومترات المربعة، ولا تزال هناك اليوم سوى صفائح ثلجية رئيسية: صحيفة غرينلاند آيس وصحيفة الجليد القطبية الجنوبية، وتشمل معا حوالي 99 في المائة من الجليد الجليدي العالمي وتمثل بقايا حيوية في ارتفاع مستويات البحر العالمي.

The Formation of Glaciers

وتتكون المصابون بالجليد في مناطق يتجاوز فيها تراكم شلالات الثلج باستمرار الانصهار والهبوط على مدى سنوات عديدة، مما يتيح للثلوج أن يدمج ويتحول إلى ثلج، وتنطوي هذه العملية على مراحل متعددة:

تراكم الثلج وحرقه

وخلال الشتاء، تتراكم الجليد والطبقات على نفسها بعد عام، حيث يدفن الثلج الجديد طبقات أقدم، يضغط الوزن المتزايد على الثلج الكامن، ويطرد الهواء، ويتزايد الكثافة، وتنتج هذه المرحلة المتوسطة المثبت [المسماة أيضاً بالنحية]، وهو نوع من الجليد الرمادي الذي هو أكثر كثافة من مرحلة التثلج الطازجة، ولكن ليس بعد ثلج الصلب تماماً.

الاتفاق على الجليد الجليدي

ومع استمرار الدفن والضغط، تحولت المطاطة إلى ثلج جليدي كثيف ذي لون زرقاء، وهذه العملية التي يمكن أن تمتد إلى عقود، تنطوي على إعادة تركيب الحبوب الجليدية والقضاء التدريجي على فقاعات الهواء، مما ينتج ثلجاً قوياً ومع ذلك قادر على تشويه البلاستيك، وهناك شرطان أساسيان لهذا التحول:

  • Cold temperatures:] Mean annual temperatures must stay near or below freeze to minimize summer melting and allow netcum.
  • High snowfall rates:] Adequate precipitation must replenish the icepack to sustain the glacier’s growth.

مناطق التراكم والتجمع

وتظهر المزروعات مناطق عمودية متميزة تعكس التوازن بين المكاسب الجليدية والخسائر:

  • Accumulation zone:] The upper region where snowfall exceeds melting; ice mass increases here.
  • Ablation zone:] The lower region where melting, sublimation, calving, or evaporation causes net ice loss.

ويعرف الخط الفاصل بين هذه المناطق باسم خط التوازن ، ويتغير موقفه سنوياً تبعاً للظروف المناخية، ومع مرور الوقت، إذا تجاوز التراكم التراكم، ينمو الجليد ويتقدم؛ وإذا ما هيمنة التراكم، فإنه يخفف ويتراجع.

الحركة العالمية: ديناميكية تدفق الجليد

وعلى الرغم من ظهورهم الثابت على ما يبدو، فإن الجليديات تتحرك باستمرار، وتتدفق من أسفل المنحدر تحت وزنها الهائل، وهذا التدفق يحدث من خلال آليتين رئيسيتين:

التشهير الداخلي (العملية)

فالجليد الجليدي يتصرّف كبديل بلاستيكي تحت الضغط، ويتسبب الوزن الهائل للجليد الزائد في البلورات داخل الجليد إلى التحلل والنزف فيما بينها، مما يتيح للمنحدر أن يتدفق ببطء بضع سنتيمترات إلى مترات يومياً، وهذا التشوه الداخلي أكثر وضوحاً في العمق، حيث يكون الضغط أكبر ودرجات الحرارة قريبة من نقطة الانهيار الجليدية.

سفاح

وفي غموضات مغرية، موجودة عند نقطة الانصهار أو بالقرب منها، تتراكم مياه الذراع في سرير الجليد، مما يخلق طبقة تهوية بين الجليد والصخرة الأساسية، وتخفض مياه الذراع هذه الاحتكاكية، مما يتيح للماء الجليدي أن ينزلق بسرعة أكبر على حجره، ويمكن أن يؤدي الانزلاق إلى ارتفاع معدلات حركية حركية في الجليد، ولا سيما في البيئات التي يسود فيها وجود ألبان.

المصاريف المتحركة: التعجيل بالأوبئة

وتواجه بعض الصوامع طفرة كبيرة - فترات من التحرك السريع التي يمكن أن تصل إلى 100 متر في اليوم - تليها فترات طويلة من التدفق البطيء أو الركود، وتنجم هذه الطفرة عن تفاعلات معقدة تشمل ضغط المياه دون الجليدي، وتشوه الرواسب، والظروف الحرارية البازغة، ويمكن أن يعيد شبكات الجليد بسرعة، كما أن هذه العوامل تشكل خطراً على فهم ديناميكية الجليد.

التآكل الجليدي: نحت الأرض

مع تقدم الجليديين، يتصرفون كأدوات جيولوجية هائلة، يعيدون تشكيل الصخرة الأساسية من خلال عمليات تحات قوية:

الإبهار

وتنتج هذه العملية أسطحاً سلسة ومفتوحة، معروفة بالمضادات الجليدية، ويمكن أن تمتد إلى الكيلومترات، كما أن الإبراز يولد الدقيق الصخري، الذي ينتقل من مجرى المياه المتدفقة إلى مجرى المياه المتدفقة، ويسهم في ذلك.

التسلل (الصراخ)

المياه من مصباح الجليد تذوب في الكسور والمفاصل في حجر السرير، وعندما تتجمد هذه المياه، تتوسع وتمارس الضغط، وتكسر قطع الصخور المطلية، وعندما ينتقل الجليد، فإنها تسحب هذه القطع المكسورة بعيدا عن السرير، وهي عملية معروفة بـ "الهب أو المحار، مما يخلق أسطحاً مُعلبة، ويُمدّد فيها لاحقاً بالحطام.

Landforms Created by Glacial Erosion

وتسفر الآثار المشتركة للخراطيم والزجية عن تداعيات متميزة، كثيرا ما تكون درامية، توصف المناطق المنهارة:

  • U-shaped valleys:] contrast the narrow, V-shaped valleys carved by rivers, glaciers widen and deepen valleys into broad U-shaped troughs with steep walls and flat floors. Yosemite Valley in California is a traditional example.
  • Fjords:] When U-shaped valleys are flooded by rising sea levels or subsiding land, they form deep, steep-sided inlets known as fjords, common along Norway’s coastline and in Alaska.
  • Cirques:] Bowl-shaped amphitheaters carved into mountainsides where glaciers originate. Cirques often host small lakes called tarns.
  • Arêtes:] Sharp, narrow ridges formed by the erosion of two adjacent cirques or glacial valleys.
  • Horns:] Pyramidal tops sculpted by three or more cirques eroding a mountain from multiple sides. The Matterhorn in the Swiss Alps is aknown example.

التركيب الجغرافي: بناء أشكال جديدة من الأراضي

As glaciers melt and retreat, they deposit the debris they have transported, ranging from fine sediments to massive boulders. this unsorted mixture, known as till], accumulates in various forms, creating diverse depositional landforms that reveal past glacial activity.

Moraines

والموانات هي الحواف أو تراكمات الحوافظ التي تودع في مواقع مختلفة مقارنة بالمحل:

  • Terminal moraine:] Marks the maximum advance of a glacier’s snout, forming a prominent ridge.
  • Lateral moraine:] Debris deposited along the glacier’s sides, often forming parallel ridges along valley walls.
  • Medial moraine:] Created when two glaciers merge, combining their lateral moraines into a central ridge running down the middle of the combined glacier.

Drumlins

إن التلال المتدفقة سلسة ومرتفعة الشكل مثل ملعقة محفورة أو بيض نصف مثقب، وتتجه النهايات الحادّة إلى أعلى من الجليد، بينما تشير المنحدرات النبيلة إلى اتجاه تدفق الجليد، وغالبا ما توجد في مجموعات تسمى حقول الطبول، تقدم هذه الأنهار أدلة عن اتجاه حركة الجليد ودينامياتها خلال الفترات الجليدية.

Eskers

إن الأنهار الجليدية هي جسور مضللة تتكون من الرمل والمقبر الذي تُرسَل من خلال مجاري المياه الملوّثة التي تتدفق عبر الأنفاق في أعماق الجليد أو داخله، ويمكن لهذه الحجائز أن تمتد لكثير من الكيلومترات، وغالبا ما تكون في قمة الأرض المحيطة، كما أن الأسطوانات هي مصادر قيمة للبناء، وتوفر معلومات عن الهيدرولوجيا.

كاميس

كما أن الكاموز هي أمهارات أو تلال غير منتظمة الشكل من الرمل المُقَطَّل والمقبرة التي تم إيداعها بواسطة مياه مائية تتدفق على سطح الجليد أو مجاورته، وعندما تذوب الجليد الداعم، تنهار هذه الرواسب وتستقر وتشكل طبوغرافيا مُميزة مُهينة.

بلاستيك طازج

والسهول الخارجية واسعة النطاق ومسطحة من الرمل والمسدسات التي تم إيداعها بواسطة مجاري مياه المبيض المتصدعة التي تتدفق بعيدا عن فترة الجليد، وكثيرا ما تبرز هذه السهول الكساد التي تهدرها الكتلزات والتي تشكلها حلقات الجليد المدفونة، وتشترك البحيرات والبركان في هذه المناطق، مما يسهم في النظم الإيكولوجية الغنية للأراضي الرطبة.

Erratics

فالأثار الجليدية هي صخور كبيرة تنقل بعيدا عن مناطقها الأصلية بالتدفق الجليدي، وكثيرا ما تختلف هذه الصخور اختلافا ملحوظا في تكوينها من حجر الأساس المحلي، حيث تستخدم كدلائل جيولوجية إلى مسارات جليدية ماضية، إذ تزن بعض المضطربات مئات الأطنان ويمكن العثور عليها معزولة على المناظر الطبيعية، وأحيانا تتهاب بشكل غير مستقر.

Glaciers and Climate Change: Indicators and Impacts

فالمعاجم العالمية حساسة للغاية إزاء التباينات المناخية، مما يجعلها مؤشرات حيوية لصحة المناخ العالمي، وقد أصبح معتكف الجليد المعجَّل على مدى العقود الأخيرة واحدا من أوضح إشارات الاحترار البشري، مع ما يترتب على ذلك من آثار بيئية واجتماعية كبيرة.

المساهمة في ارتفاع مستوى سطح البحر

ويسهم سد الغلاسير إسهاما كبيرا في ارتفاع مستويات سطح البحر العالمي، مما يهدد المجتمعات الساحلية والنظم الإيكولوجية، كما أن صحيفة غرينلاند الجليدية وحدها تفقد حوالي 280 بليون طن متري من الجليد سنويا، بينما تقصف أنتاركتيكا حوالي 150 بليون طن متري سنويا، ومنذ عام 1993، أدى فقدان الجليد من هذه الشرائح الجليدية إلى رفع مستويات البحر المتوسط عالميا بحوالي 21 ميليميتر، وفقا لـ

Albedo Feedback and Accelerated Warming

وترتفع مساحة الجلاسي ومياه الجليد، مما يعكس جزءا كبيرا من الإشعاع الشمسي القادم إلى الفضاء، حيث أن تقلصات الجليد، وتستوعب السطحات الأكثر ظلما مثل الصخور المعرضة ومياه المحيطات مزيدا من ضوء الشمس، وتزيد من الاحترار الإقليمي في عملية تعرف باسم حلقة التغذية المرتدة بالألبو، وتعجل هذه التغذية الإيجابية بالثلج وتسهم في سرعة الاحترار، ولا سيما في المناطق القطبية واللبية.

موارد المياه العذبة والمجتمعات البشرية

ويعتمد عدد لا يحصى من المجتمعات المحلية على المياه المزروعة الموسمية من الأنهار الجليدية لمياه الشرب والزراعة وتوليد الطاقة الكهرمائية، وتعتمد مناطق مثل الأنديز في أمريكا الجنوبية، والهيمالايا في آسيا، ومنطقة المحيط الهادئ الشمالية الغربية في أمريكا الشمالية اعتماداً شديداً على المياه الجليدية، وفي البداية، يمكن للتراجع الجليدي أن يزيد من توافر المياه، ولكن مع انخفاض احتياطيات الجليد، تصبح ندرة المياه طويلة الأجل شاغلاً بالغ الأهمية().

الآثار الإيكولوجية

ويؤثر التراجع الجاموس تأثيرا عميقا على النظم الإيكولوجية في المناطق الواقعة أسفل النهر، كما أن التقلبات في درجة حرارة المياه، وحمولة الرواسب، وأنماط التدفق تؤثر على الأنواع المائية، بما في ذلك الأسماك المهمة اقتصاديا مثل سمك السلمون والتروت، وفي المناطق الساحلية، يمكن أن يؤدي انخفاض مدخلات المياه العذبة إلى زيادة الملوحة، وتعطيل شبكات الأغذية البحرية، ومصائد الأسماك، وبالإضافة إلى ذلك، فإن فقدان الموائل الجليدية يهدد النباتات والحيوانات المتميزة الباردة، ويحد من التنوع البيولوجي في المناطق.

الجهود العالمية للرصد العالمي

ويستخدم العلماء مزيجاً من القياسات الميدانية وتكنولوجيات الاستشعار عن بعد وأجهزة التأجير الساتلية لرصد التوازن العالمي والديناميات العالمية، وتدير دائرة الرصد العالمي للتنبؤات العالمية بيانات عن تغيرات المناخ في المستقبل.

خاتمة

إن المعالم الجليدية، أكثر من المناظر المتجمدة، هي عوامل دينامية وقوية للتغيير الجيولوجي شكلت طبوغرافيا الأرض على مدى ملايين السنين، كما أن أنشطتها التحاتية والوديعة تخلق أشكالا أرضية مائية متينة وتؤثر على النظم الإيكولوجية والمجتمعات البشرية، ومع ارتفاع درجات الحرارة العالمية، فإن فقدان الجليد الجليد الجليدي الجليدي السريع يمثل تحديات ملحة، ويهدد إمدادات المياه العذبة، ويتغير المناخ.