تعد الأخاديد المغمورة تحت الماء من بين الهياكل الجيولوجية الأكثر لفتًا للانتباه وتعقيدًا في قاع المحيط، ومع ذلك لا يزال الكثير منها غير مفهوم جيدًا، خاصة تلك الموجودة في المناطق القطبية النائية مثل القطب الشمالي والقطب الجنوبي."الجيولوجيا البحرية"توفر ورقة بحثية حديثة نشرت في المجلة المخزون الأكثر شمولاً للوديان المغمورة في القطب الجنوبي حتى الآن، وتوثيق 332 نظامًا للأودية، بعضها يزيد عمقه عن 4000 متر.
تتشكل الأخاديد المغمورة في قاع المحيط وتلعب دورًا حاسمًا في ديناميكيات المحيط. حقوق الصورة: مارك سيردا، جامعة برشلونة
قام بتجميع الكتالوج الجديد، الذي يحدد خمسة أضعاف عدد الأخاديد مثل المسوحات السابقة، ديفيد أمبلاس من مجموعة أبحاث علوم الأرض البحرية المتكاملة في كلية علوم الأرض بجامعة برشلونة وريكاردو أروسيو من مجموعة أبحاث علوم الأرض البحرية في جامعة كوليدج كورك. تشير النتائج التي توصلوا إليها إلى أن الأخاديد المغمورة في القطب الجنوبي قد تلعب دورًا أكبر مما كان يُعتقد سابقًا في التأثير على تيارات المحيط، وترقق الجرف الجليدي، وديناميكيات المناخ الأوسع، خاصة في المناطق الحساسة مثل بحر أموندسن وشرق القارة القطبية الجنوبية.
الأخاديد المغمورة هي أودية عميقة مقطوعة في قاع المحيط وهي من السمات الرئيسية التي تؤثر على عمليات المحيطات. فهي تنقل الرواسب والمواد المغذية من المناطق الساحلية إلى أعماق المحيطات، وتربط المياه الضحلة والعميقة وتدعم النظم البيئية الغنية بالتنوع البيولوجي. على الرغم من أنه تم اكتشاف ما يقرب من 10000 وادي تحت الماء في جميع أنحاء العالم، إلا أنه تم رسم 27٪ فقط من قاع البحر بدقة عالية، مما يعني أن العديد من الأخاديد لا تزال غير مكتشفة. على الرغم من أهميتها للبيئة البحرية، ودوران المحيطات، والجيولوجيا، فإن هذه الأخاديد - وخاصة تلك الموجودة في المناطق القطبية - لا تزال غير مدروسة.
يحدد كتالوج جديد عالي الدقة شبكة مكونة من 332 واديًا تحت الماء في قاع البحر في القارة القطبية الجنوبية. مصدر الصورة: جامعة برشلونة
يوضح ديفيد أمبلاس: "مثل الأخاديد الموجودة في القطب الشمالي، تشبه الأخاديد المغمورة في القطب الجنوبي الأخاديد الموجودة في أجزاء أخرى من العالم". "لكنها تميل إلى أن تكون أكبر وأعمق بسبب العمل طويل الأمد للأنهار الجليدية القطبية والكميات الكبيرة من الرواسب التي تنقلها الأنهار الجليدية إلى الجرف القاري." بالإضافة إلى ذلك، تتشكل الأخاديد في القطب الجنوبي بشكل رئيسي من خلال التيارات العكرة، التي تغسل الرواسب العالقة إلى أسفل التل بسرعات عالية، مما يؤدي إلى تآكل الوديان التي تتدفق عبرها. في القارة القطبية الجنوبية، يؤدي المنحدر الحاد لتضاريس قاع البحر إلى جانب الرواسب الجليدية الوفيرة إلى تضخيم تأثيرات هذه التيارات العكرة ويساهم في تكوين الأخاديد الكبيرة.
تعتمد أحدث أبحاث أمبلاس وأروسيو على الإصدار الثاني من المخطط الدولي لقياس الأعماق للمحيط الجنوبي (IBCSO v2)، والذي يوفر خريطة قاع البحر الأكثر شمولاً وتفصيلاً في المنطقة. تدمج الدراسة بيانات قياس الأعماق عالية الدقة المكتسبة حديثًا وتستخدم تقنيات شبه آلية طورها المؤلفون لاكتشاف وتحليل الأخاديد المغمورة. وفي تحليلهم، قاموا بفحص 15 معلمة مورفولوجية، وكشفوا عن اختلافات كبيرة بين أنظمة الوادي في شرق القارة القطبية الجنوبية وغرب القارة القطبية الجنوبية.
تم تجميع الكتالوج، الذي يحدد خمسة أضعاف عدد الأخاديد مقارنة بالدراسات السابقة، بواسطة ديفيد أمبلاس من مجموعة أبحاث علوم الأرض البحرية المتكاملة في كلية علوم الأرض بجامعة برشلونة وريكاردو أروسيو من مجموعة أبحاث علوم الأرض البحرية في جامعة كوليدج كورك. مصدر الصورة: جامعة برشلونة
يوضح ديفيد أمبراس: "كان عمق بعض الأخاديد المغمورة التي قمنا بتحليلها يزيد عن 4000 متر". "تم العثور على أكثر هذه الأخاديد إثارة في شرق القارة القطبية الجنوبية وتتميز بأنظمة الأودية المتفرعة المعقدة. غالبًا ما تبدأ أنظمة الأودية هذه في مصادر أخاديد متعددة بالقرب من حافة الجرف القاري، وتتقارب في قناة رئيسية تعبر المنحدرات الشديدة للمنحدر القاري وتمتد في النهاية إلى أعماق المحيط."
يشير ريكاردو أروسيو إلى أنه "من المثير للاهتمام بشكل خاص ملاحظة الاختلافات بين الأخاديد الإقليمية الرئيسية في القارة القطبية الجنوبية، حيث لم يتم وصف هذا الاختلاف من قبل مطلقًا. تعتبر الأخاديد الشرقية في القارة القطبية الجنوبية أكثر تعقيدًا، وهي متفرعة، وغالبًا ما تشكل أنظمة واسعة من قنوات الوادي، ولها مقطع عرضي نموذجي على شكل حرف U. وهذا يشير إلى أن هذه الأخاديد قد شهدت تطورًا طويل المدى في ظل النشاط الجليدي المستمر وهي أكثر تأثراً بالتآكل والترسيب. في المقابل، الغرب تعتبر الأخاديد في القارة القطبية الجنوبية أقصر وأكثر انحدارًا، وتتميز بمقطع عرضي على شكل حرف V.
يعتقد ديفيد أمبلاس أن هذا الاختلاف المورفولوجي يدعم فكرة أن الغطاء الجليدي في شرق القطب الجنوبي قد نشأ في وقت سابق وشهد تطورًا أطول. وقال أمبراس: "لقد اقترحت دراسات السجل الرسوبي هذه الفكرة، لكن الدراسات الجيومورفولوجية واسعة النطاق لقاع البحر لم تصفها".
كما تسهل الأخاديد في القطب الجنوبي تبادل المياه بين أعماق المحيطات والجرف القاري. مصدر الصورة: الجيولوجيا البحرية
فيما يتعلق بالدراسة، يشرح ريكاردو أروسيو أيضًا: "بفضل الدقة العالية لقاعدة بيانات قياس الأعماق الجديدة - 500 متر لكل بكسل، مقارنة بدقة الخريطة السابقة التي تبلغ 1-2 كيلومتر لكل بكسل - يمكننا تطبيق تقنيات شبه آلية بشكل أكثر موثوقية لتحديد الأخاديد المغمورة وتعريفها وتحليلها. وتكمن قوة هذه الدراسة في أنها تجمع بين التقنيات المختلفة التي تم استخدامها في الدراسات السابقة وتم دمجها الآن في مخطط قوي ومنهجي. كما قمنا بتطوير نصوص برمجية لنظم المعلومات الجغرافية يمكنها الحساب مجموعة متنوعة من المعلمات المورفولوجية الخاصة بالوادي ببضع نقرات فقط."
بالإضافة إلى مظهرها المذهل، تلعب الأخاديد المغمورة في القطب الجنوبي دورًا حيويًا في نقل المياه بين أعماق المحيط والجرف القاري. فهي تساعد في نقل المياه الباردة والكثيفة التي تتشكل بالقرب من الرفوف الجليدية إلى أعماق المحيط، حيث تتشكل المياه السفلية في القطب الجنوبي، وهو عنصر رئيسي ينظم دوران المحيطات ويؤثر على أنماط الطقس العالمية.
تقوم هذه الأخاديد أيضًا بتوجيه التيارات الأكثر دفئًا، مثل المياه العميقة المحيطة بالقطب الشمالي، من أعالي البحار إلى ساحل القطب الجنوبي. وتعد هذه الحركة عاملاً رئيسيًا في ذوبان وترقق الجروف الجليدية العائمة، والتي تعتبر ضرورية لتحقيق استقرار الأنهار الجليدية الداخلية. وكما يشير أمبراس وأروسيو، عندما تضعف هذه الجروف الجليدية أو تنكسر، يتدفق الجليد الجليدي إلى المحيط بشكل أسرع، مما يساهم بشكل مباشر في ارتفاع مستوى سطح البحر.
يسلط بحث أمبلاس وأروسيو الضوء أيضًا على أن نماذج دوران المحيطات الحالية، مثل تلك المستخدمة من قبل الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ، لا تعيد بدقة إنتاج العمليات الفيزيائية التي تحدث بين الكتل المائية والتضاريس المعقدة مثل الأخاديد على النطاقات المحلية. تعتبر هذه العمليات، بما في ذلك التطاير الحالي، والخلط الرأسي، والتهوية في المياه العميقة، أمرًا بالغ الأهمية لتكوين وتحول كتل المياه الباردة والكثيفة مثل المياه السفلية في القطب الجنوبي. إن تجاهل هذه الآليات المحلية يحد من قدرة النماذج على التنبؤ بالتغيرات في ديناميكيات المحيطات والمناخ.
وكما استنتج الباحثان، "لهذا السبب يجب علينا الاستمرار في جمع بيانات قياس الأعماق عالية الدقة في المناطق غير المعينة والتي من شأنها أن تكشف عن أودية جديدة، وجمع الملاحظات في الموقع وعبر أجهزة الاستشعار عن بعد، ومواصلة تحسين نماذجنا المناخية لتمثيل هذه العمليات بشكل أفضل وزيادة موثوقية التنبؤات بتأثيرات تغير المناخ."
تم تجميعها من / scitechdaily