اكتشف باحثون من جامعة كامبريدج وهيئة المسح البريطانية للقارة القطبية الجنوبية لأول مرة دليلا مباشرا على أن الطبقة الجليدية الغربية للقارة القطبية الجنوبية تقلصت فجأة وبشكل كبير خلال العصر الجليدي الأخير، قبل حوالي 8000 عام. تظهر الأدلة الموجودة في قلوب الجليد أنه في موقع واحد، انخفض الجليد بمقدار 450 مترًا في أقل من 200 عام، وهو أطول من ارتفاع مبنى إمباير ستيت.
وهذا هو أول دليل على فقدان الجليد السريع الموجود في أي مكان في القارة القطبية الجنوبية. يشعر العلماء بالقلق من أن ارتفاع درجات الحرارة اليوم قد يؤدي إلى زعزعة استقرار أجزاء من الطبقة الجليدية في غرب القطب الجنوبي في المستقبل، مما قد يؤدي إلى تجاوز نقاط التحول والتسبب في انهيارات جامحة. يكشف البحث الجديد، الذي نُشر اليوم (8 فبراير) في مجلة Nature Geoscience، عن مدى سرعة ذوبان الجليد في القطب الجنوبي إذا استمرت درجات الحرارة في الارتفاع.
وقال البروفيسور إريك وولف، من قسم علوم الأرض بجامعة كامبريدج وكبير مؤلفي الدراسة الجديدة: "لدينا الآن دليل مباشر على أن هذا الغطاء الجليدي عانى من فقدان الجليد السريع في الماضي. وهذا ليس فريدًا بالنسبة لتوقعاتنا النموذجية ويمكن أن يحدث مرة أخرى إذا أصبحت أجزاء من الغطاء الجليدي غير مستقرة".
تحتوي الطبقة الجليدية في القطب الجنوبي على ما يكفي من المياه العذبة من الغرب إلى الشرق لرفع مستوى سطح البحر العالمي بنحو 57 مترًا. تعتبر الطبقة الجليدية في غرب القارة القطبية الجنوبية معرضة بشكل خاص لأن معظمها يقع على قاعدة صخرية تحت مستوى سطح البحر. تشير التوقعات النموذجية إلى أن جزءًا كبيرًا من الطبقة الجليدية في غرب القارة القطبية الجنوبية قد يختفي خلال القرون القليلة المقبلة، مما يؤدي إلى ارتفاع مستويات سطح البحر. ومع ذلك، فإن التوقيت الدقيق وسرعة فقدان الجليد غير مؤكدين.
الخلفية التاريخية والأهمية الحديثة
تتمثل إحدى طرق تدريب نماذج الصفائح الجليدية لتقديم تنبؤات أفضل في تزويدها ببيانات حول فقدان الجليد خلال فترات الاحترار في تاريخ الأرض. في ذروة العصر الجليدي الأخير قبل 20 ألف سنة، غطى الجليد في القطب الجنوبي مساحة أكبر بكثير مما هو عليه الآن. ومع ذوبان الأرض وارتفاع درجات الحرارة ببطء، تقلصت الطبقة الجليدية في غرب القطب الجنوبي إلى مداها الحالي.
وقالت الدكتورة إيزوبيل رويل، المؤلفة المشاركة في الدراسة من هيئة المسح البريطانية للقارة القطبية الجنوبية: "أردنا أن نعرف ما حدث للطبقة الجليدية الغربية في القطب الجنوبي في نهاية العصر الجليدي الأخير، عندما كانت درجات حرارة الأرض ترتفع، وإن كان ذلك بمعدل أبطأ من الاحتباس الحراري الحالي الناجم عن النشاط البشري. وباستخدام العينات الجليدية، يمكننا العودة إلى ذلك الوقت وتقدير سمك ومدى الطبقة الجليدية".
تتكون قلوب الجليد من طبقات من الجليد تتشكل عند تساقط الثلوج ثم يتم دفنها وضغطها لتشكل بلورات ثلجية على مدى آلاف السنين. تحتوي كل طبقة جليدية على فقاعات من الهواء القديم والملوثات التي تمتزج مع تساقط الثلوج السنوي، مما يوفر أدلة على التغيرات في المناخ ومدى الجليد.
وقام الباحثون بحفر قلب جليدي يبلغ طوله 651 مترًا في عام 2019. وتقع الكومة الجليدية على حافة الغطاء الجليدي، بالقرب من مكان تدفق الجليد الأرضي إلى جرف لونجن الجليدي العائم.
وبعد أن تم شحن عينات الجليد إلى كامبريدج عند درجة حرارة 20 درجة مئوية تحت الصفر، قام الباحثون بتحليلها لإعادة بناء سمك الجليد. أولاً، قاموا بقياس نظائر الماء المستقرة، والتي تشير إلى درجة الحرارة التي تساقط فيها الثلج. كلما زاد الارتفاع، كانت درجة الحرارة أكثر برودة، لذلك تمكنوا من مساواة درجات الحرارة الأعلى مع الجليد الأقل والأرق.
كما قاموا بقياس ضغط فقاعات الهواء المحبوسة في الجليد. مثل درجة الحرارة، يتغير ضغط الهواء بشكل منتظم مع الارتفاع. يحتوي الجليد السفلي والأرق على فقاعات هواء ذات ضغط أعلى.
وأخبرتهم هذه القياسات أن الجليد تضاءل بسرعة منذ 8000 عام. وقال وولف: "بمجرد أن يرق الجليد، فإنه يتقلص بسرعة. ومن الواضح أن هذه نقطة تحول - عملية جامحة".
ويعتقدون أن الطبقة الجليدية في غرب القارة القطبية الجنوبية تقع عادةً على الصخر، وقد تكون المياه الدافئة التي تدخل تحت حافة الطبقة الجليدية مسؤولة عن ترقق الجليد. من المحتمل أن يكون هذا قد تسبب في انفصال جزء من الطبقة الجليدية عن القاعدة الصخرية، مما أدى إلى طفوها فجأة وتشكيل جرف لونجن الجليدي الحالي. وهذا يسمح لارتفاعات الجليد المجاورة بأن لا تكون مقيدة بالجليد الأرضي وتصبح رقيقة بسرعة.
ووجد الباحثون أيضًا أن كمية الصوديوم الموجودة في الجليد (المشتقة من الملح الموجود في ضباب البحر) زادت بعد حوالي 300 عام من ذوبان الجليد. وأخبرهم هذا أنه مع ترقق الجليد، تقلصت الأرفف الجليدية مرة أخرى، مما جعل المحيط أقرب لمئات الكيلومترات من موقع دراستهم.
وقال رويل: "لقد علمنا بالفعل من النماذج أن الجليد كان ينحسر في هذا الوقت تقريبًا، لكن التاريخ غير مؤكد". "تضع نماذج الصفائح الجليدية توقيت تراجع الجليد بين 12000 و 5000 سنة مضت، لكنها لا تستطيع معرفة مدى سرعة تراجعه. لدينا الآن تاريخ مراقبة دقيق للغاية للتاريخ الذي يمكن دمجه في النماذج المحسنة."
على الرغم من أن الطبقة الجليدية في غرب القارة القطبية الجنوبية تراجعت بسرعة قبل 8000 عام، إلا أنها استقرت بحلول الوقت الذي وصلت فيه إلى مداها التقريبي الحالي. وقال وولف: "المفتاح الآن هو معرفة ما إذا كان الدفء الإضافي سيزعزع استقرار الجليد ويجعله يبدأ في التراجع مرة أخرى".
المصدر المجمع: ScitechDaily