كيف تأثير صحف الثلج على العالم المناخ أنماط وتاريخ المحيطات

فهم الشياطين الجليدية وعلامتها العالمية

إن صحائف الجليد هي كتل هائلة من الجليد الجليد الجليدي على نطاق القارة تدفن مساحات واسعة من الأرض تحت طبقات الثلج المكسور والجليد، ولا يوجد سوى اثنتان على الأرض اليوم، وهما: صحيفة الجليد في غرينلاند وصحيفة الجليد في أنتاركتيكا، وهذه الخزانات المجمدة تحمل نحو 99 في المائة من الجليد في العالم، وتتحملان قبضة مباشرة قوية على المناخ العالمي، وتداول المحيطات.

وتغطي صحيفة غرينلاند الجليدية حوالي 1.7 مليون كيلومتر مربع، وتحتوي على ما يكفي من المياه لرفع مستويات البحر العالمية بحوالي 7 أمتار إذا ما ذبذبت بالكامل، وأكبر حجماً في شلن الجليد في أنتاركتيكا، حيث تتسع مساحة تبلغ نحو 14 مليون كيلومتر مربع، وتغلق حوالي 58 متراً من مكافئات سطح البحر، وهذه الأرقام وحدها تؤكد على أن التغيرات الصغيرة في الكتلة الجليدية يمكن أن تترتب عليها آثار على كوكب الأرض.

كيف تُؤثر أوراق الثلج على توازن الطاقة في الأرض

The Albedo Effect and Solar Radiation

وتمارس صحائف الجليد نفوذاً مبرداً على الكوكب من خلال ألبدو عالية، فالألبيدو هو مقياس كم يُظهر من الإشعاع الشمسي الجديد سطحاً في الفضاء، ويُعد الثلج الطازج من حوالي 0.8 إلى 0.9، وهو ما يعكس 80 إلى 90 في المائة من ضوء الشمس، ويُعدّ الصخور أو المحيط المفتوح، على النقيض، 5 إلى 15 في المائة، وهذا الفرق الصارع يعني أنّ الجليديّة تعمل ككوكب.

فمع ارتفاع درجات الحرارة وتسارع تذوب أسطح الظلام، ففي غرينلاند، على سبيل المثال، يمكن للذوبان أن يكشف عن الجليد الخالي، الذي يقل فيه الطلاء عن الثلج الطازج، بل ويزيد من رطوبة الدراجة والسباق، وفي أنتاركتيكا، تخلق طوابق مياه المبيض على سطح الأرفاف الجليدية رقائق سوداء تستوعب مزيدا من ضوء الشمس، وتعجل بالاحترار المحلي.

Seasonal and Regional Albedo Variability

إن طلاء ورقة الجليد ليست قيمة ثابتة، بل تتغير مع المواسم، مع أحداث الطقس، ومع الظروف السطحية للجليد نفسه، ويمكن أن يغطي الثلج الطازج الجليدي الأظلم ويعيد اللبدو بشكل مؤقت، بينما يمكن للتراب الريحي أو النسيج من الحرائق البرية أن يعمم السطح ويعجل بالذوبان، وفي السنوات الأخيرة، كان تراكم نماذج الألغاز المظلمة أقل من ذلك في جزيرة غرين.

صحائف الجليد وحزام المحيط العالمي

دور المياه العذبة في دائرة الحرارة

فبعد تأثيرها على الغلاف الجوي، تؤثر صحائف الجليد على المناخ من خلال تأثيرها المباشر على المحيط، ويقود النظام العالمي لتداول المحيطات، الذي كثيرا ما يسمى تداول حراري أو حزام النقل العالمي، إلى وجود فروق في كثافة المياه، وتتوقف الكثافة على درجة الحرارة والملوحة: فالماء البارد والملح كثيف وبالوعة، بينما يكون الماء الدافئ والعذب أخف ويبقى بالقرب من السطح.

وتربط صحائف الجليد بهذا النظام من خلال إطلاق المياه العذبة، وعندما تذوب صحائف الجليد، إما على سطحها أو على هوامش تحديد السفن التي يلتقي فيها الغلاسير بالبحر، تُفرغ كميات كبيرة من المياه العذبة في المحيط المحيط، وفي شمال الأطلسي، تتدفق المياه العذبة من الغطاء الجليدي في غرينلاند إلى البحار المحيطة بالأرض، ولابرادور، وآيسلندا.

التغيرات الملاحظة في دائرة المحيطات

وقد كشفت الدراسات التي أجريت على صعيد الرصد عن حدوث تطبيع قابل للقياس في منطقة القطب الشمالي في العقود العديدة الماضية، بما يتسق مع زيادة سرعة مياه الأمطار في منطقة غرينلاند، وتشير بعض النماذج المناخية إلى أن هذه المنطقة قد تباطأت بالفعل بنسبة 15 في المائة منذ منتصف القرن العشرين، على الرغم من أن المساهمة الدقيقة لذوبان الجليد مقابل عوامل أخرى مثل الاحترار الجوي وتغيرات التهطال في المنطقة الشمالية ما زالت تشكل تغيرا نشطا في مجال البحث.

صحائف الجليد في أنتاركتيكا وديناميكات المحيط الجنوبي

وفي نصف الكرة الجنوبي، تؤثر صحيفة الجليد القطبية الجنوبية في المحيط بطرق مختلفة ولكنها بنفس القدر من الأهمية، حيث أن بحر روس وبحر ويديل هما موقعان من مواقع تكوين المياه في قاع البحار، حيث يخفضان مياه الأمطار في قاع البحار، ويمتد ثاني أكسيد الأوكسجين في اتجاه شمالي على طول قاع البحر، وتشكل مياه قاع القطب الجنوبي عنصرا حاسما في التداول العالمي، وتهوية المحيط العميق، وتشتيت كميات كبيرة من الكربون.

Atmospheric Circulation and Long-Distance Climate Connections

كيف تُصبحُ مُسدّساتُ الجليدِ أَلَترِ جِت سترامز وثُق العواصف

وتظهر صحائف الجليد سمات طوبوغرافية هائلة تُحدّد أنماط التداول في الغلاف الجوي حولها، وترتفع صحائف الجليد في غرينلاند أكثر من ثلاثة كيلومترات فوق مستوى سطح البحر في أماكن، وتُستخدم كحاجز يُحدّد مسارات العواصف ويُحدّد موقع تيار الطائرات القطبية، وبالمثل، عندما تؤثر الطبقة العالية في شرق أنتاركتيكا على موجات روسبي التي تُغيّر نظمها الجليدية في الجنوب.

وقد ربطت البحوث المذيبات المتسارعة لصحيفة الجليد في غرينلاند بإضعاف درجة الحرارة بين القطب الشمالي وخط العرض المتوسط، لأن المنطقة القطبية الشمالية تدفئ بسرعة أربع مرات تقريباً، حيث أن ظاهرة معروفة بحجم المنطقة القطبية الشمالية تضخ الفارق بين الهواء القطبي البارد والهواء الأكثر دفئاً في الجنوب، ويتناقص احتمال حدوث ارتفاع في درجة الحرارة إلى حد أعلى في سرعة تيار الهواء الحاد،

الاتصالات عن بعد بين المناطق القطبية والمناطق المدارية

إن تأثير صحائف الجليد لا يقتصر على ارتفاع خطوط العرض، فالتغيرات في الغطاء الجليدي القطبي يمكن أن تؤدي إلى وصلات عن بعد تصل إلى المناطق المدارية، وعلى سبيل المثال، فإن ضعف المياه العذبة الذي تسببه لجنة مصائد الأسماك في جنوب المحيط الأطلسي قد أظهر في نماذج لتغيير أحزمة الأمطار الاستوائية جنوبا في قطاع المحيط الأطلسي، مما قد يقلل من سقوط الأمطار في منطقة الساحل في أفريقيا، ويغير قوة التدفق الجليدي في المحيط الهندي.

سدادات ضوئية تضخم التغيير أو تثبطه

العود الإيجابية لتسريع فقدان الجليد

وهناك عدة ردود إيجابية قوية تعمل في إطار نظم صحائف الجليد، وقد سبق وصف ردود الفعل على الجليد، وتشمل التغذية المرتدة الرئيسية الأخرى الارتفاع: فحيث تفقد صحف الجليد الكتلة عند ارتفاعها الأدنى، وتخفض سطحها، وتكشفها عن درجات حرارة أعلى عند ارتفاعات أقل، ويمكن أن تعجل هذه التغذية المرتدة في الارتفاع بالهبوط لأن الهواء عند الارتفاعات الأدنى أدفأ، مما يؤدي إلى مزيد من الإرتدادات في الأرض الخضراء.

إن عدم استقرار صفائح الجليد البحرية هو ثالث تعقيبات تثير القلق، ففي غرب القارة القطبية الجنوبية، يقع معظم الغطاء الجليدي على صخرة سطحية تقع تحت سطح البحر، وتنحدر داخل الأراضي، حيث يذوب الماء المحيط الدافئ رفوف الجليد العائمة التي تداعم الجليد الأرضي، ويتسبب خط الأرض في الانهيار، حيث يتحول الجليد من الأرض إلى معتكف عائم.

سلبيات وآليات تحقيق الاستقرار

إن التغذية العكسية ليست كلها مزعزعة للاستقرار، فالاستجابات السلبية يمكن أن تحد أو تبطئ من فقدان الجليد، فعلى سبيل المثال، فإن زيادة الانصهار على سطح ورقة الجليد يمكن أن تؤدي إلى زيادة التجميد داخل طبقة الماشية (الثلج المكسور الذي لم يزل الجليد الجليد الجليدي بعد) مما يمكن أن يقلل من سرعة الجليد، كما أن زيادة الثلوج في عالم الاحترار يمكن أن تضيف الكتلة إلى صفائح الجليد، وتواجه بعض الخسائر الناجمة عن التسارع.

نقاط الانطلاق والتغييرات المروعة

و من أكثر جوانب سلوك الصفائح الجليدية اختلافاً في نقاط التصفير: العتبات التي تتجاوز التغيرات التي تتحول إلى تسارع ذاتي ولا رجعة فيها على النطاقات الزمنية البشرية، ودرجة عدم الاستقرار في القطب الجنوبي هي المرشح الرئيسي لنقطة التصفيق هذه، وينطلق بعض العلماء إلى أن تتراكم الجليد في جزيرة بيني وبين تويتس غلاسير، وهما من أكبر المخارج في غربيستا

رصد صحائف الجليد من الفضاء ومن الأرض

البعثات الساتلية التي تتعقب الجليد

وقد تحولت قدرتنا على رصد صحائف الجليد خلال العقدين الماضيين بفضل مجموعة من البعثات الساتلية، حيث كانت بعثة " ناسا "/مركز الفضاء الجوي الألماني " (Gravity Recovery and Climate Experiment) و " مقياس الجليد " الذي خلفه " GRACE-FO " () يُسهم في إحداث تغييرات في الكتلة الجليدية، وقد كشفت هذه البيانات عن أن متوسط ثلجات الأرض في السنة الخضراء قد خسر ما يقرب من 500 بليون طن.

القياسات البرية والمتنقلة جوا

وتوفر السواتل تغطية عالمية، ولكن يلزم القيام بحملات أرضية وحملات جوية لملء التفاصيل، وتسفر مشاريع مثل عملية آيس بريدج التابعة لناسا عن طائرات فوق غرينلاند وأنتاركتيكا لقياس سميك الجليد، وطبوغرافيا الصخور، والخصائص السطحية باستخدام الرادار والليدار، والرقائق، وتستخدم هذه البيانات للتحقق من عمليات الرصد بواسطة السواتل، وللتغذية على نماذج تُحاكي درجات الحرارة الجليدية، وتُصُبُ على الآلات.

إسقاطات تغير صحائف الجليد في المستقبل والآثار العالمية

سيناريوهات الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ والحدود النموذجية

وينتج الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ تقييمات منتظمة لحالة علوم المناخ، بما في ذلك توقعات سلوك صفائح الجليد، وقد خلص تقرير التقييم السادس إلى أن ارتفاع مستوى سطح البحر من صحائف الجليد آخذ في التسارع وسيستمر لمدة قرون إلى آلاف السنين بغض النظر عن الانهيار شبه البعيد للانبعاثات، ولكن المعدل والحجم النهائي يتوقفان بشدة على تركيزات غازات الدفيئة في المستقبل.

فالنماذج الحالية لصحائف الجليد آخذة في التحسن ولكنها لا تزال محدودة، فالكثير منها لا يمثل تماما بعد العمليات الصغيرة التي تتحكم في عجلات التدفئة، أو كسر القنابل الجليدية، أو التفاعل بين مياه المحيطات الدافئ وخط الأرض، ونتيجة لذلك، لا يمكن استبعاد الطرف الأعلى من الارتفاع المحتمل لمستوى سطح البحر: وتشير بعض الدراسات إلى أن مستوى سطح البحر العالمي يمكن أن يرتفع بمقدار مترين أو أكثر بحلول عام 2100، مع تحسين عمليات الجليد.

Regional Impacts and Adaptation Challenges

وتمتد نتائج رفوف الجليد إلى ما بعد ارتفاع مستوى سطح البحر، وتؤثر التغييرات في تداول المحيطات، كما نوقش، على النظم الإيكولوجية البحرية، ومصائد الأسماك، وتوزيع الحرارة والمغذيات، ويمكن أيضا أن تؤدي مدخلات المياه العذبة إلى تغيير حمض ومضمون الأوكسجين في مياه المحيطات، مع ما يترتب على ذلك من آثار على الحياة البحرية، وفي المناطق الساحلية، تزيد مستويات تعرض المجتمعات المحلية لطفرة العواصف والتآكل، وتدابير التكيف القاسية مثل جدران البحرية، التي سبق أن نفذتها هياكل أساسية، والتي تم تنفيذها.

الاستنتاجات ومنظور أوسع

إن صحائف الجليد ليست ضحايا سلبية لتغير المناخ؛ فهي مشاركات نشطة في تشكيل نظام الأرض بطرق عميقة، ومن خلال تأثيرها على الألبدو، والتداول الجوي، وتيار المحيطات، ومستوى البحر العالمي، فإن صحائف الجليد في غرينلاند وفي أنتاركتيكا تعمل كمؤشرات ومحركة لتغير الكواكب، وتدل ردود الفعل التي تربط بين صحائف الجليد وبقية النظام المناخي على أن التغيرات في المناخ تؤثر على الأجيال.

For further reading, the NASA Climate website] provides ongoing data on ice sheet mass change. The National Snow and Ice Data Center offers detailed background on ice sheet science. The IPCC Sixth Assessment Report provides the most comprehensive