ما يمكن أن تعلمنا إياه القارة القطبية الجنوبية عن تغير المناخ العالمي

هناك أدلة محصورة في الجليد حول كيفية استجابة المناخ للتغير في الماضي

باعتبارها شاهدة على تغير المناخ على مدى آلاف السنين، تعد الصفائح الجليدية في القطب الجنوبي سجلًا فريدًا لدراسة تغير المناخ في الماضي لإبلاغ التنبؤات حول المستقبل - ولكن فك رموز تاريخ المناخ للقارة لإجراء تنبؤات حول الكوكب بأكمله يتطلب تعاونًا متعدد الجنسيات.

تغطي الطبقة الجليدية في القطب الجنوبي 8.3% من سطح الأرض، وهي أكبر مخزن للمياه العذبة المتجمدة على الكوكب. إذا ذاب كل الجليد وتحول إلى ماء سائل، فسيؤدي ذلك إلى رفع مستويات سطح البحر العالمية بمقدار 57.9 مترًا (190 قدمًا) - وهذا ما يسمى "معادل مستوى سطح البحر". ورغم أن هذا السيناريو متطرف، إلا أنه يوضح كمية المياه المخزنة في القارة القطبية الجنوبية ومدى أهميتها لمناخنا. الصفائح الجليدية في القطب الجنوبي هي منظم الحرارة للكوكب، ويتم التحكم في هذا منظم الحرارة من خلال كمية المياه المجمدة في الصفائح الجليدية.

يؤدي فقدان الصفائح الجليدية إلى خلق حلقة ردود فعل سلبية. تعمل الصفائح الجليدية والأرفف والأنهار الجليدية بمثابة أسطح عاكسة عملاقة، حيث تعكس أشعة الشمس إلى الفضاء. ومن خلال القيام بذلك، فإنها تحافظ على برودة الأرض (وهذا ما يسمى تأثير البياض). ولكن عندما نفقد تلك الأسطح البيضاء الشاسعة، ينعكس قدر أقل من ضوء الشمس بعيدًا، لذلك من المرجح أن ترتفع درجة حرارة الأرض.

في حين أن ترقق الصفائح الجليدية في القطب الجنوبي يُعزى بالفعل إلى زيادة درجة حرارة المحيط، من بين أسباب أخرى، فقد أظهرت الأبحاث التي أجرتها مجموعة بحث علمية متعددة الجنسيات أن ارتفاع درجة حرارة المحيطات قد أدى إلى ركود كبير في الرفوف الجليدية في شبه جزيرة القطب الجنوبي على مدار العام. 9000 سنة الماضية. وتوقعت المجموعة آثار الزيادة في درجة حرارة المحيط بما يتراوح بين 0.3 درجة مئوية و1.5 درجة مئوية عند عمق 50 إلى 400 متر تحت مستوى سطح البحر، واقترحت أن ذوبان الجرف الجليدي سيزداد نتيجة لذلك.

تقول لورا دي سانتيس، عالمة الجيولوجيا البحرية والرئيسة السابقة لـ الطبقة الجليدية الماضية في القطب الجنوبي (بيس) برنامج بحثي. فقط بعد السنة الجيوفيزيائية الدولية، وهي مبادرة لتحسين التعاون العلمي في القطب الجنوبي، في الفترة من 1957 إلى 58، استثمرت المزيد من الدول الأموال في استكشاف القارة القطبية الجنوبية. "[من الناحية العلمية] لدينا قصة حديثة جدًا للقياس والبحث العلمي في القارة القطبية الجنوبية."

يتم فقدان معظم الجليد على أطراف الصفائح الجليدية، حيث يذوب المحيط ويكسر قطعًا من الجليد في عملية تسمى إجبار المحيطات

صورة بيبا وايتهاوس (جامعة دورهام، المملكة المتحدة)

هناك ثلاث صفائح جليدية في القارة القطبية الجنوبية، مع وجود الغالبية العظمى من الجليد في الطبقة الجليدية الشرقية لأنتاركتيكا (EAIS). تغطي هذه الطبقة الجليدية معظم كتلة اليابسة في القارة القطبية الجنوبية ويبلغ مستوى سطح البحر ما يعادل 53.3 مترًا (175 قدمًا)، والطبقة الجليدية الأصغر حجمًا في غرب القارة القطبية الجنوبية (WAIS)، والتي تطل على بحر أموندسن، والطبقة الجليدية لشبه جزيرة القطب الجنوبي (APIS). والتي تصل إلى أمريكا الجنوبية، ويعادل مستوى سطح البحر 4.3 متر (14 قدمًا) و0.2 متر (0.7 قدم) على التوالي.

في وسط EAIS هناك القليل جدًا من تساقط الثلوج وذوبان السطح قليلًا جدًا. في معظم أيام السنة، تكون هذه المساحة الشاسعة باردة وجافة. بينما يوجد حول الساحل الغربي كمية كبيرة من تساقط الثلوج وذوبان كبير. يتم فقدان معظم الجليد على أطراف الصفائح الجليدية، حيث يذوب المحيط ويكسر قطعًا من الجليد في عملية تسمى التأثير المحيطي.

ويتزايد معدل فقدان الجليد في المحيط. في الوقت الحالي، تأتي معظم هذه الخسارة الجماعية من WAIS. تقول بيبا وايتهاوس، عالمة الجغرافيا ومصممة نماذج الصفائح الجليدية والمسؤولة الرئيسية السابقة لبرنامج استجابة الأرض الصلبة والتأثير على تطور الغلاف الجليدي (Serce)، وهو برنامج بحثي آخر يقوده برنامج "استجابة الأرض الصلبة والتأثير على تطور الغلاف الجليدي" (Serce): "في معظم أنحاء غرب القارة القطبية الجنوبية، يتدفق الجليد مباشرة إلى المحيط". اللجنة العلمية لأبحاث القطب الجنوبي (ندب). "إن الجليد موجود في قاع البحر، وهو أمر أساسي حقًا لكيفية استجابته للتأثيرات المناخية. وبينما نقوم بتدفئة المحيط، يتدفق هذا المحيط مباشرة بجوار الطبقة الجليدية ويذيبها من الأسفل.

تلعب الرفوف الجليدية دورًا مهمًا في حماية القارة القطبية الجنوبية.

وبمجرد إزالة هذا الحاجز، يتسارع تدفق الصفائح الجليدية إلى المحيط بشكل كبير، مما يؤدي إلى ارتفاع مستويات سطح البحر.

صورة لورا دي سانتيس (INOGS، إيطاليا)

الجليد البحري والأرفف الجليدية (امتدادات الصفائح الجليدية فوق الماء) ليس لها ما يعادل مستوى سطح البحر. نظرًا لأنها تطفو بالفعل على المحيط، فإذا ذابت، فإنها لن تغير مستوى سطح البحر (مثل ذوبان مكعب الثلج في مشروب، يظل الحجم كما هو). لكن الجروف الجليدية لا تزال تلعب دورًا مهمًا في حماية القارة القطبية الجنوبية، كما يقول وايتهاوس. إنها تدعم الصفائح الجليدية التي تغذيها، وبمجرد إزالة هذا الحاجز، يؤدي تدفق الصفائح الجليدية إلى المحيط إلى تسريع وصول الجليد إلى المحيط بشكل كبير، مما يؤدي إلى رفع مستويات سطح البحر.

يقول وايتهاوس: "إذا فقدنا تلك الدعامات، فإن المعدل الذي سنفقد به المزيد من الجليد من الصفائح الجليدية سيزداد".

بايس وسيرس و عدم الاستقرار والعتبات في القارة القطبية الجنوبية (البرامج البحثية الفورية). SCAR توحيد العلماء من 45 دولة عضو، بما في ذلك الجيولوجيون والكيميائيون وعلماء الأحياء والاقتصاديون لتحليل التفاعلات بين المحيطات والغلاف الجوي والغلاف الجليدي لإعادة بناء كتلة الغطاء الجليدي من الماضي وإسقاطات كتلة الغطاء الجليدي في المستقبل.

يقول دي سانتيس: "نحن بحاجة إلى الجمع بين العمل متعدد التخصصات من أجل فهم حساسية الصفائح الجليدية تجاه الاحترار المناخي المستمر، وحتى المزيد من الاحترار المتوقع في المستقبل في العقود المقبلة".

صورة تيم نايش – جامعة فيكتوريا في ولنجتون، نيوزيلندا

يشير العلم إلى أن [ذوبان الغطاء الجليدي] غير مستقر ومن المحتمل أن لا رجعة فيه على النطاق الزمني البشري - تيم نايش

يجلب كل خبير اهتمامات بحثية فريدة من نوعها تعمل على توسيع فهمنا لكيفية تأثير تغير المناخ على الأنظمة المختلفة. من خلال الحفر عميقًا في أرض القطب الجنوبي المتجمدة، يظهر عالم جديد تمامًا. منذ حوالي 90 مليون سنة، في العصر الطباشيري، كانت القارة القطبية الجنوبية مستنقعًا خصبًا. تحتوي العينات من الأرض الموجودة تحت الجليد على حبوب اللقاح والجراثيم والجذور.

على الرغم من مظهرها البارد، يعد قاع البحر المحيط بالقارة القطبية الجنوبية موطنًا للكائنات الحية الدقيقة الصغيرة. حتى أن بعض أشكال الحياة تعيش تحت الجليد، مثل الطحالب وبطيئات المشية في البحيرات القطبية الجنوبية تحت الجليدية. في حين أن تركيز الأبحاث في القطب الجنوبي ينصب على نمذجة الغطاء الجليدي وتأثير فقدان الجليد على مستويات سطح البحر، إلا أن هناك أيضًا موطنًا لعلماء الأحياء وعلماء البيئة على جراح المشاريع.

ومن المرجح أن تؤدي تأثيرات تغير المناخ إلى تغيرات أكبر في قطبي الأرض مقارنة بالمتوسط العالمي، في عملية تسمى التضخيم القطبي. وجد مشروع بايس ذلك سوف يتسارع التضخيم القطبيأي أن نسبة الاحترار في القطبين مقارنة ببقية مناطق العالم سترتفع.

يقول تيم نايش، عالم المناخ القديم والمسؤول الرئيسي في شركة إنستانت: "يشير العلم إلى أن [ذوبان الغطاء الجليدي] غير مستقر ومن المحتمل أن لا رجعة فيه على المقاييس الزمنية البشرية". "ما نراه في بيانات الأقمار الصناعية وقياسات المحيطات هو أنه حيث يبدأ المحيط في الدفء حول ساحل القارة القطبية الجنوبية، يتدفق الجليد إلى ذلك المحيط الدافئ، وتبدأ تلك الصفائح الجليدية في التفكك."

يقول نايش إن الخطوة التالية هي إيصال هذه الرسالة على نطاق أوسع. "جزء كبير مما نقوم به هو شرح تأثير هذه التغييرات على الإنسانية والمجتمع."

ويقول نايش: "لم يعد من الممكن إجراء البحث العلمي في المكاتب الخلفية بعد الآن". "يجب أن يتم ذلك بطريقة يتم إنتاجها بشكل مشترك مع أولئك الذين يستخدمون هذا العلم أيضًا. وأعتقد أن هذا شيء أصبح سكار يدركه أكثر فأكثر.

تمت مراجعة هذه المقالة بواسطة إلفيس باهاتي أورليندو من المؤسسة الدولية للعلوم في ستوكهولم وإيلودي شابرول من باينت أوف ساينس.

مدفوعة ومقدمة من قبل مجلس العلوم الدولي.