قام العلماء بقياس سمك وتذويب القاعدية في جرف روس الجليدي. زودت, CC BY-ND
يلعب المحيط المحيط بأنتاركتيكا دوراً حاسماً في تنظيم التوازن الشامل للغطاء الجليدي للقارة. نحن نعرف الآن أن ترقق الجليد الذي يؤثر تقريبا ربع الطبقة الجليدية في غرب القطب الجنوبي انه واضح مرتبطة بالمحيط.
تكمن العلاقة بين المحيط الجنوبي والصفيحة الجليدية في أنتاركتيكا في أرفف الجليد - ألواح ضخمة من الجليد الجليدي ، يبلغ سمكها مئات الأمتار ، وتطفو على المحيط. أرفف الجليد تصطدم بالسواحل والجزر وتدعم تدفق الجليد المتراكم. عندما يؤدي المحيط إلى تآكل الأرفف الجليدية من أسفل ، يتم تقليل هذا العمل الداعم.
في حين أن بعض الأرفف الجليدية تضعف بسرعة ، إلا أن بعضها الآخر يبقى مستقرًا ، والمفتاح لفهم هذه الاختلافات يكمن في المحيطات المخفية تحت أرفف الجليد. لنا البحوث المنشورة مؤخرا يستكشف عمليات المحيطات التي تدفع ذوبان أكبر جرف جليدي في العالم. إنه يدل على أن العملية التي يتم تجاهلها بشكل متكرر تؤدي إلى ذوبان سريع لجزء رئيسي من الرف.
بصمات المحيط على ذوبان الغطاء الجليدي
كثيرا ما يرتبط فقدان الجليد السريع من القارة القطبية الجنوبية بالمياه العميقة (CDW). هذه الكتلة الحارة نسبيًا (+ 1C) وكتلة المياه المالحة ، والتي توجد على أعماق أقل من 300 حول محيط القارة القطبية الجنوبية ، يمكن أن تدفع ذوبانًا سريعًا. على سبيل المثال ، في جنوب شرق المحيط الهادئ ، على طول ساحل بحر أمندسين في غرب أنتاركتيكا ، يعبر CDW الجرف القاري في قنوات عميقة ويدخل تجاويف الجرف الجليدي ، ذوبان سريع وتخفيف.
ومن المثير للاهتمام ، ليس كل الأرفف الجليدية تذوب بسرعة. يبدو أن أرفف الجليد الأكبر ، بما في ذلك أرفف الجليد Ross و Filchner-Ronne الواسعة ، قريبة من التوازن. فهي معزولة إلى حد كبير عن CDW بواسطة المياه الباردة التي تحيط بها.
تظهر صورة الأقمار الصناعية أن الرياح البحرية القوية تدفع جليد البحر بعيدًا عن الجرف الجليدي في شمال غرب روس ، مما يعرض سطح المحيط المظلم. تسخين المياه بالطاقة الشمسية يسخن المياه بما يكفي لدفع ذوبان. تم تعديل الشكل من https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. زودت, CC BY-ND
تفسر الآثار المتناقضة لـ CDW ومياه الجرف البارد ، جنبًا إلى جنب مع توزيعها ، الكثير من التباين في الذوبان الذي نلاحظه حول القارة القطبية الجنوبية اليوم. ولكن على الرغم من الجهود المستمرة للتحقيق في تجاويف الجرف الجليدي ، تظل هذه البحار الخفية بين الأجزاء الأقل استكشافًا في محيطات الأرض.
في هذا السياق ، يستكشف بحثنا مجموعة بيانات جديدة وصعبة المنال من الملاحظات الأوقيانوغرافية ومعدلات الذوبان من الجرف الجليدي الأكبر في العالم.
تحت الجرف الجليدي روس
في 2011 ، استخدمنا بئر عميق بعمق 260 تم ذوبانه عبر الركن الشمالي الغربي من Ross Ice Shelf ، على بعد سبعة كيلومترات من المحيط المفتوح ، لنشر الأدوات التي تراقب ظروف المحيط وتذوب معدلات الجليد تحت الجليد. ظلت الأدوات في مكانها لمدة أربع سنوات.
أظهرت الملاحظات أنه بعيدًا عن كونها مياه خلفية هادئة ، فإن الظروف الموجودة أسفل الجرف الجليدي تتغير باستمرار. تتبع درجة حرارة المياه والملوحة والتيارات دورة موسمية قوية ، مما يشير إلى أن المياه السطحية الدافئة من شمال جبهة الجليد يتم سحبها جنوبًا إلى التجويف خلال فصل الصيف.
معدلات الذوبان في موقع الإرساء في المتوسط 1.8 متر في السنة. في حين أن هذا المعدل أقل بكثير من الأرفف الجليدية المتأثرة بـ CDW الدافئ ، إلا أنه أعلى بعشرة أضعاف من متوسط معدل Ross Ice Shelf. يشير التغير الموسمي القوي في معدل الذوبان إلى أن نقطة الانصهار الساخنة هذه مرتبطة بتدفق الصيف.
درجة حرارة سطح البحر في الصيف المحيطة بأنتاركتيكا (أ) وفي بحر روس (ب) تظهر ارتفاع درجات الحرارة الموسمية داخل بولينيا بحر روس. تم تعديل الشكل من https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. زودت, CC BY-ND
لتقييم حجم هذا التأثير ، استخدمنا رادارًا عالي الدقة لرسم معدلات ذوبان القاعدية عبر منطقة تبلغ مساحتها حوالي 8,000 كيلومترًا مربعًا حول موقع الإرساء. سمحت لنا الملاحظات الدقيقة حول مواقع 80 بقياس الحركة الرأسية للقاعدة الجليدية والطبقات الداخلية داخل الجرف الجليدي خلال فترة زمنية مدتها عام واحد. يمكننا بعد ذلك تحديد مقدار التخفيف الناتج عن ذوبان القاعدية.
كان الانصهار هو الأسرع بالقرب من واجهة الجليد حيث لاحظنا معدلات ذوبان قصيرة الأجل تصل إلى 15 سم في اليوم الواحد - عدة أوامر من حجم أكبر من معدل الجرف الجليدي المتوسط. تم تخفيض معدلات الصهر مع المسافة من جبهة الجليد ، ولكن ذوبان سريع امتد إلى ما هو أبعد من موقع الإرساء. شكلت الذوبان من منطقة المسح حوالي 20٪ من الإجمالي من الجرف الجليدي بأكمله.
الصورة الاكبر
لماذا هذه المنطقة من الجرف تذوب بسرعة أكبر بكثير من أي مكان آخر؟ كما هو الحال في كثير من الأحيان في المحيط ، يبدو أن الرياح تلعب دورا رئيسيا.
خلال فصل الشتاء والربيع ، تكتسح الرياح العاتية القوية عبر الجرف الجليدي في روس وتدفع جليد البحر من الساحل. وهذا يؤدي إلى تكوين منطقة خالية من الجليد البحري ، وهي منطقة بولينيا ، حيث يتعرض المحيط للغلاف الجوي. خلال فصل الشتاء ، تبرد هذه المنطقة من المحيطات المفتوحة بسرعة وينمو الجليد البحري. ولكن خلال فصلي الربيع والصيف ، يمتص سطح المحيط الداكن الحرارة من الشمس ودفئها ، مكونًا بركة سباحة دافئة مع حرارة كافية لدفع الذوبان الملحوظ.
على الرغم من أن معدلات الذوبان التي نلاحظها أقل بكثير من تلك التي شوهدت على الأرفف الجليدية المتأثرة بـ CDW ، تشير الملاحظات إلى أن حرارة السطح الجليدي تعتبر مهمة بالنسبة لجرف Ross Ice
ونظرا لهذه الحرارة ترتبط ارتباطا وثيقا بالمناخ السطحي ، فمن المرجح أن التخفيضات المتوقعة في جليد البحر خلال القرن القادم سوف تزيد معدلات ذوبان القاعدية. في حين أن الانصهار السريع الذي لاحظناه متوازن في الوقت الحالي عن طريق تدفق الجليد ، فإن النماذج الجليدية تظهر أن هذه منطقة حرجة هيكلياً حيث يتم تثبيت الجرف الجليدي على جزيرة روس. يمكن أن تقلل أي زيادة في معدلات الذوبان من جزيرة روس ، زيادة تصريف الجليد البرية، وفي نهاية المطاف إضافة إلى مستويات سطح البحر.
بينما لا يزال هناك الكثير لنتعلمه عن هذه العمليات ، وهناك المزيد من المفاجآت المؤكدة ، هناك شيء واحد واضح. يلعب المحيط دورًا رئيسيًا في ديناميات الطبقة الجليدية في القارة القطبية الجنوبية وفهم استقرار الطبقة الجليدية التي يجب أن ننظر إلى المحيط.
نبذة عن الكاتب
كريج ستيوارت ، فيزيائي بحري ، المعهد الوطني للمياه والبحوث الجوية
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
كتب ذات صلة
تغير المناخ: ما يحتاج الجميع إلى معرفته
جوزيف روم
التمهيدي الأساسي على ما سيكون موضوع تعريف عصرنا ، تغير المناخ: ما يحتاج الجميع إلى معرفته هي نظرة عامة واضحة على العلوم والصراعات والآثار المترتبة على كوكبنا الدافئ. من جوزيف روم ، كبير مستشاري العلوم في ناشيونال جيوغرافيك سنوات من العيش تحت الخطر سلسلة واحدة من "الناس 100 الذين يغيرون أمريكا" في رولينج ستون تغير المناخ يقدم إجابات سهلة الاستخدام وصارمة من الناحية العلمية على أصعب الأسئلة (وأكثرها تسييسًا) المحيطة بما اعتبره عالم المناخ لوني تومبسون "خطرًا واضحًا وحاضرًا على الحضارة". متاح في أمازون
تغير المناخ: علم الاحترار العالمي ومستقبل طاقتنا الطبعة الثانية
بقلم جيسون سميردون
هذه الطبعة الثانية من تغير المناخ هو دليل يمكن الوصول إليها وشاملة للعلوم وراء الاحتباس الحراري. يتضح بشكل رائع ، يتم توجيه النص نحو الطلاب في مجموعة متنوعة من المستويات. يقدم كل من إدموند ماثيز وجايسون سميردون مقدمة واسعة ومفيدة للعلم الذي يقوم عليه فهمنا لنظام المناخ وتأثيرات النشاط البشري على ارتفاع حرارة كوكبنا. يصف ماثيز وسميردون الأدوار التي يقوم بها الغلاف الجوي والمحيطات. لعب في مناخنا ، وإدخال مفهوم توازن الإشعاع ، وشرح التغيرات المناخية التي حدثت في الماضي. كما أنها توضح بالتفصيل الأنشطة البشرية التي تؤثر على المناخ ، مثل انبعاثات غازات الدفيئة والهباء الجوي وإزالة الغابات ، وكذلك آثار الظواهر الطبيعية. متاح في أمازون
علم تغير المناخ: دورة تدريبية عملية
بقلم بلير لي ، ألينا باخمان
يستخدم علم تغير المناخ: دورة تدريبية عملية النص و 18 نشاطًا عمليًا لشرح وتعليم علم الاحترار العالمي وتغير المناخ ، وكيف يتحمل البشر المسؤولية ، وما الذي يمكن فعله لإبطاء أو إيقاف معدل الاحترار العالمي وتغير المناخ. هذا الكتاب هو دليل كامل وشامل لموضوع بيئي أساسي. تشمل الموضوعات التي يتناولها هذا الكتاب ما يلي: كيف تنقل الجزيئات الطاقة من الشمس لتسخين الغلاف الجوي ، وغازات الدفيئة ، وتأثير الاحتباس الحراري ، والاحتباس الحراري ، والثورة الصناعية ، ورد فعل الاحتراق ، وحلقات التغذية الراجعة ، والعلاقة بين الطقس والمناخ ، وتغير المناخ ، أحواض الكربون ، الانقراض ، بصمة الكربون ، إعادة التدوير ، والطاقة البديلة. متاح في أمازون
من الناشر:
عمليات الشراء على موقع أمازون تذهب لتحمل تكلفة جلبك InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, و ClimateImpactNews.com دون أي تكلفة ودون المعلنين الذين يتتبعون عادات التصفح الخاصة بك. حتى إذا قمت بالنقر فوق رابط ولكنك لا تشتري هذه المنتجات المحددة ، فإن أي شيء آخر تشتريه في هذه الزيارة نفسها على Amazon يدفع لنا عمولة صغيرة. لا توجد تكلفة إضافية عليك ، لذا يرجى المساهمة في هذا الجهد. بامكانك ايضا استخدام هذا الرابط لاستخدامه في Amazon في أي وقت حتى تتمكن من المساعدة في دعم جهودنا.
