قد لا تساهم المنحدرات الجليدية في القارة القطبية الجنوبية في الارتفاع الشديد في مستوى سطح البحر في هذا القرن

منحدر جليدي طويل في بحر أزرق عميق ، مع وجود شقوق تشير إلى سقوط الجليد في البحر قريبًا.

الجرف الجليدي Getz في غرب القارة القطبية الجنوبية. الصورة عبر ناسا / جيريمي هاربيك /مع.


درس الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في كامبريدج هذا الشهر احتمالية انهيار المنحدرات الجليدية في القارة القطبية الجنوبية فجأة بسبب ارتفاع درجة حرارة الأرض ، وبالتالي المساهمة في الارتفاع الشديد في مستوى سطح البحر بحلول نهاية هذا القرن. هذا الموضوع - يسمىعدم استقرار جرف الجليد البحريمن قبل العلماء - تم اقتراحه لأول مرة في السبعينيات ولكنه دخل فترة جديدة من التدقيق العلمي عندما أدراسة 2016في المراجعة الأقرانمجلةطبيعة سجيةاقترح أن الانهيار السريع للمنحدرات الجليدية العالية في القطب الجنوبي قد يتسبب في ارتفاع مستوى سطح البحر بمقدار 6 أقدام (2 متر) بحلول نهاية هذا القرن:

... بما يكفي لإغراق بوسطن والمدن الساحلية الأخرى تمامًا.


منذ تلك الدراسة التي أجريت عام 2016 ، كان العلماء يبحثون بجدية في الفرضية القائلة بأن الكتل العملاقة التي تسقط في المحيط الجنوبي المحيط بالقارة القطبية الجنوبية ، من المنحدرات الجليدية المتهالكة على الساحل ، ستخلق نوعًا من تأثير الدومينو ، مما يؤدي إلى كشف المزيد من المنحدرات الجليدية التي بدورها ، تنهار. إذا حدث هذا ، مستوى سطح البحرسيكونترتفع بسرعة. لكن هل سيحدث؟ لا أحد يعرف بالطبع ، لكن العلماء يوجهون أفضل أدواتهم نحو هذه المسألة. أالدراسة الإحصائية لشهر فبراير 2019، ايضا فيطبيعة سجية، إلى أن الانهيار السريع للمنحدرات الجليدية في أنتاركتيكا لم يكن من المحتمل حدوثه في الماضي ، حتى خلال بعض فترات الأرض الأكثر دفئًا على مدار الثلاثة ملايين سنة الماضية. الجديدنشرت دراسة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في 21 أكتوبر 2019، توصل إلى استنتاجاتها بطريقة مختلفة ، ولكنها تشير أيضًا إلى أن التقدير السابق لارتفاع مستوى سطح البحر بمقدار 6 أقدام (2 متر) بحلول عام 2100 ربما كان مرتفعًا للغاية.

في الدراسة الجديدة ، تبين أن تأثير انهيار المنحدرات الجليدية للمساهمة في الارتفاع السريع في مستوى سطح البحر يعتمد بشكل كبير علىكيف سريعالمنحدرات نفسها تنهار. من شأن الانهيار البطيء نسبيًا ، على حد تعبير هؤلاء العلماء:

... التخفيف من انهيار الجرف الجامح.

التقويمات القمرية لـ ForVM 2020 متاحة! إنهم يقدمون هدايا عظيمة. اطلب الان. الذهاب بسرعة!




خريطة توضح عددًا كبيرًا جدًا من الجروف الجليدية في القطب الجنوبي ، والتي تحيط بالقارة.

عرض أكبر. | الرفوف الجليدية في القارة القطبية الجنوبية. هذه هي الأماكن التي تنحدر فيها منحدرات جليدية شاهقة الجبال الجليدية في المحيط الجنوبي الذي يحيط بالقارة تمامًا. صورة عبرويكيبيديا.

ربما تعلم أن القارة القطبية الجنوبية هي قارة برية حقيقية ، على عكس القطب الشمالي ، حيث سطحها الصلب الوحيد هو الجليد البحري العائم. كما أوضح معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في أبيان:

تمتد الصفيحة الجليدية في القارة القطبية الجنوبية بالقرب من ضعف مساحة الولايات المتحدة المتجاورة ، وتدعم حدودها البرية طبقات جليدية ضخمة عائمة تمتد مئات الأميال فوق المياه المتجمدة للمحيط الجنوبي. عندما تنهار هذه الرفوف الجليدية في المحيط ، فإنها تكشف عن منحدرات شاهقة من الجليد على طول حافة القارة القطبية الجنوبية.

افترض العلماء أن المنحدرات الجليدية التي يزيد ارتفاعها عن 90 مترًا (حوالي 300 قدم ، أو ارتفاع تمثال الحرية) ستنهار بسرعة تحت وزنها ، مما يساهم في ارتفاع مستوى سطح البحر بأكثر من 6 أقدام بحلول نهاية القرن - بما يكفي لإغراق بوسطن والمدن الساحلية الأخرى بالكامل. لكن الآن وجد باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن هذا التنبؤ بالذات قد يكون مبالغًا فيه.


فيورقنشرت فيرسائل البحث الجيوفيزيائيأفاد الفريق أنه من أجل انهيار جرف جليدي يبلغ ارتفاعه 90 مترًا بالكامل ، يجب أن تتكسر الرفوف الجليدية التي تدعم الجرف بسرعة كبيرة ، في غضون ساعات - وهو معدل فقدان الجليد الذي لم يتم ملاحظته في سجل حديث.

طالب دراسات عليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيافيونا كليرك- قال المؤلف الأول للدراسة:

يبلغ سمك الرفوف الجليدية حوالي كيلومتر (0.6 ميل) ، وبعضها بحجم تكساس. للدخول في إخفاقات كارثية لمنحدرات جليدية شاهقة بالفعل ، سيتعين عليك إزالة هذه الرفوف الجليدية في غضون ساعات ، وهو أمر يبدو غير مرجح بغض النظر عن سيناريو تغير المناخ.

شابة تنظر مباشرة إلى الكاميرا وتبتسم.

فيونا كليرك هي إحدى الدراسات العليا في قسم علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. إنها المؤلف الأول للدراسة الجديدة حول انهيار المنحدرات الجليدية في القارة القطبية الجنوبية. صورة عبرمع.


في حالة ذوبان الجرف الجليدي الداعم على مدى فترة أطول من الأيام أو الأسابيع ، بدلاً من ساعات ، وجد الباحثون أن الجرف الجليدي المتبقي لن يتشقق وينهار فجأة تحت ثقله ، ولكنه بدلاً من ذلك سيتدفق ببطء ، مثل جبل من العسل البارد خرج من سد.

برنت مينشومن معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا - أحد المؤلفين المشاركين في الدراسة الجديدة - قال:

يعتمد السيناريو الأسوأ الحالي لارتفاع مستوى سطح البحر من القارة القطبية الجنوبية على فكرة أن المنحدرات التي يزيد ارتفاعها عن 90 مترًا ستفشل بشكل كارثي. نحن نقول أن هذا السيناريو ، بناءً على فشل الجرف ، ربما لن يتم تنفيذه. هذا شيء من الجانب المشرق.

بعد قولي هذا ، يجب أن نكون حذرين بشأن تنفس الصعداء. هناك الكثير من الطرق الأخرى للحصول على ارتفاع سريع في مستوى سطح البحر.

إليك كيف توصل هؤلاء العلماء إلى استنتاجهم. وأوضح معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا:

اليوم ، لا توجد منحدرات جليدية على الأرض يزيد ارتفاعها عن 90 مترًا ، وافترض العلماء أن السبب في ذلك هو أن المنحدرات التي يزيد ارتفاعها عن ذلك لن تكون قادرة على تحمل وزنها.

اتخذ Clerc و Minchew و Behn هذا الافتراض ، متسائلين عما إذا كانت الجروف الجليدية 90 مترًا وأعلى ستنهار جسديًا وتحت أي ظروف. للإجابة على هذا ، طوروا محاكاة بسيطة لكتلة مستطيلة من الجليد لتمثيل صفيحة جليدية مثالية (جليد فوق الأرض) مدعومة في البداية برف جليدي طويل متساوٍ (جليد فوق الماء). قاموا بتشغيل المحاكاة إلى الأمام عن طريق تقليص الجرف الجليدي بمعدلات مختلفة ورؤية كيف يستجيب الجرف الجليدي المكشوف بمرور الوقت.

في محاكاتهم ، قاموا بتعيين الخصائص الميكانيكية ، أو سلوك الجليد ، وفقًا لنموذج ماكسويل لمرونة اللزوجة ، والذي يصف الطريقة التي يمكن للمادة أن تنتقل من استجابة مطاطية مرنة إلى سلوك لزج شبيه بالعسل اعتمادًا على ما إذا كانت كذلك. بسرعة أو ببطء. مثال كلاسيكي على اللزوجة المرنة هو المعجون السخيف: إذا تركت كرة من المعجون السخيف على طاولة ، فإنها تنحدر ببطء في بركة ، مثل سائل لزج ؛ إذا قمت بفكها بسرعة ، فإنها تتمزق مثل مادة صلبة مرنة.

كما اتضح ، فإن الجليد هو أيضًا مادة لزجة مرنة ، وقد قام الباحثون بدمج لزوجة ماكسويل المرنة في محاكاتهم. قاموا بتغيير معدل إزالة الرف الجليدي الداعم ، وتوقعوا ما إذا كان الجرف الجليدي سوف ينكسر وينهار مثل مادة مرنة أو يتدفق مثل سائل لزج.

إنهم يصوغون تأثيرات ارتفاعات البداية المختلفة ، أو سُمك الجليد ، من صفر إلى 1000 متر ، جنبًا إلى جنب مع مقاييس زمنية مختلفة لانهيار الجرف الجليدي. في النهاية ، وجدوا أنه عندما ينكشف جرف يبلغ ارتفاعه 90 مترًا ، فإنه سينهار بسرعة في أجزاء هشة فقط إذا تمت إزالة الرف الجليدي الداعم بسرعة ، على مدى ساعات. في الواقع ، وجدوا أن هذا السلوك ينطبق على المنحدرات التي يصل ارتفاعها إلى 500 متر (1640 قدمًا). إذا تمت إزالة الرفوف الجليدية على مدى فترات أطول من الأيام أو الأسابيع ، فلن تنهار منحدرات الجليد التي يصل ارتفاعها إلى 500 متر تحت وزنها ، ولكنها بدلاً من ذلك سوف تتلاشى ببطء ، مثل العسل البارد.

تشير النتائج إلى أنه من غير المرجح أن تنهار أعلى منحدرات جليدية على الأرض بشكل كارثي وتؤدي إلى تراجع مسدود للغطاء الجليدي. ذلك لأن أسرع معدل تختفي فيه الرفوف الجليدية ، على الأقل كما هو موثق في السجل الحديث ، هو في حدود أسابيع ، وليس ساعات ، كما لاحظ العلماء في عام 2002 ، عندما التقطوا صور الأقمار الصناعية لانهيار جليد لارسن بي. رف - قطعة من الجليد بحجم رود آيلاند انفصلت عن القارة القطبية الجنوبية ، وتحطمت في آلاف الجبال الجليدية على مدى أسبوعين.

علق كليرك:

عندما انهار Larsen B ، كان هذا حدثًا شديدًا للغاية وقع على مدار أسبوعين ، وهذا يمثل رفًا جليديًا صغيرًا مقارنةً بتلك التي سنكون قلقين بشأنها بشكل خاص. لذا يُظهر عملنا أن فشل الجرف ربما لا يكون الآلية التي من خلالها سنحصل على الكثير من ارتفاع مستوى سطح البحر في المستقبل القريب.

يبتسم الرجل.

برنت مينشيو يقود معهد ماساتشوستس للتكنولوجيامجموعة ديناميكيات الأنهار الجليدية والاستشعار عن بعدالذي يدرس التفاعلات بين المناخالغلاف الجليديوالأرض الصلبة. صورة عبرمع.

ومع ذلك ، يعرف العلماء مستوى سطح البحريكونارتفاع. بين عامي 1900 و 2016 ، ارتفع بحوالي 6 إلى 8 بوصات (16-21 سم) ، وفقًا لـدراسة 2017بواسطةبرنامج أبحاث التغيير العالمي في الولايات المتحدة. كشفت البيانات الأكثر دقة التي تم جمعها من قياسات رادار الأقمار الصناعية عن ارتفاع متسارع يبلغ حوالي 3 بوصات (7.5 سم) من 1993 إلى 2017 ، وفقًا لـالبياناتقدمهبرنامج أبحاث المناخ العالمي. تشير هذه الأرقام الأخيرة إلى اتجاه ارتفاع مستوى سطح البحر بمقدار 30 سم تقريبًا كل قرن. لذلك هناك أساس لك. قد نتوقع ارتفاع مستوى سطح البحر بمقدار قدم واحد في هذا القرن ، وفقًا لأكثر التقديرات تحفظًا. لكن بالطبعمعدلارتفاع مستوى سطح البحر آخذ في الازدياد. يذوب الجليد بشكل أسرع ، وتتوسع مياه البحر نفسها عبرهاالتمدد الحراري، مع ارتفاع درجة حرارة المناخ.

لذا ، إذا أخبرك أحدهم ، على سبيل المثال ، أنه يعرف مقدار ارتفاع مستوى سطح البحر من الآن وحتى عام 2100 ... فلا تصدقهم. لا أحد يعلم. هذه الدراسات هي محاولة لوضع شبكة من المعرفة البشرية على قمة نظام طبيعي شديد التعقيد (نظام المناخ). يبذل العلماء قصارى جهدهم ، ويتحققون باستمرار من بعضهم البعض. إذا لم يكن لدينا علم ، فماذا سيكون لدينا بدلاً من ذلك؟ بدون كفاح العلماء لفهم مناخ الأرض المتغير وتأثيراته ، سنكون كذلك حقًاعندالبحر.

خلاصة القول: يشير بحث جديد إلى أن انهيار الجرف الجليدي في القطب الجنوبي قد لا يؤدي إلى ارتفاع سريع في مستوى سطح البحر كما هو متوقع ، في القرن الحادي والعشرين.

المصدر (دراسة 2016 فيطبيعة سجية): مساهمة القارة القطبية الجنوبية في ارتفاع مستوى سطح البحر في الماضي والمستقبل

المصدر (فبراير 2019 فيطبيعة سجية): إعادة النظر في فقدان الجليد في القطب الجنوبي بسبب عدم استقرار جرف الجليد البحري

المصدر (أكتوبر 2019 الدراسة فيرسائل البحث الجيوفيزيائي): تخفيف عدم استقرار الجرف الجليدي البحري عن طريق الإزالة البطيئة للجروف الجليدية

عبر معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا