يبلغ متوسط سمك الغطاء الجليدي في القارة القطبية الجنوبية حوالي كيلومترين، ويغطي مساحة تضاهي ضعف مساحة أستراليا، ويحتوي على ما يكفي من المياه العذبة لرفع مستوى سطح البحر العالمي بحوالي 58 مترًا.
وفقًا لما ذكره موقع “Phys”، يُتوقع أن يكون فقدان الجليد من هذه الطبقة هو العامل الرئيسي الذي يؤدي إلى ارتفاع مستوى سطح البحر بحلول عام 2100. ومع ذلك، تبقى مساهمته غير مؤكدة بشكل كبير، بينما من المؤكد أن مستويات سطح البحر سترتفع هذا القرن. تتراوح التوقعات حول مساهمة الجليد في القارة القطبية الجنوبية ما بين ارتفاع 44 سم إلى انخفاض 22 سم.
يعود الكثير من هذا الغموض إلى أن العمليات المحيطية التي تتحكم في مصير الغطاء الجليدي تحدث على نطاق صغير، مما يجعل قياسها ونمذجتها أمرًا صعبًا.
الانكماش والترقق والتراجع
على هوامش الغطاء الجليدي في القارة القطبية الجنوبية، تتدفق الأنهار الجليدية إلى المحيط الجنوبي، لتشكل أرففًا جليدية عائمة. تعمل هذه الأرفف كدعائم تساعد في استقرار الغطاء الجليدي، لكن مع مرور الوقت تبدأ في التقلص.
تذوب المحيطات الرفوف الجليدية من أسفلها في عملية تُعرف بالذوبان القاعدي، مما يساهم في ترقق وتراجع الغطاء الجليدي في بعض المناطق، وبالتالي رفع مستويات سطح البحر عالميًا.
كما أدى الذوبان القاعدي إلى إبطاء التيار الأعمق في الدورة الانقلابية العالمية، وهو نظام من التيارات المحيطية التي تدور المياه حول العالم. مثل الأنهار الجليدية، تتسم الرفوف الجليدية بحجمها الكبير.
لكن العمليات المحيطية التي تتحكم في الذوبان القاعدي، وكذلك مصير الغطاء الجليدي في القارة القطبية الجنوبية، تحدث على نطاق ضيق جداً، مما يجعل دراستها وتقديم نماذج دقيقة لها أمرًا معقدًا.
نمذجة المقاييس الدقيقة
رغم أن المحاكاة الحاسوبية لعمليات المحيط ليست حديثة، إلا أنه في الآونة الأخيرة فقط أصبحت محاكاة طبقة الحدود بين الجليد والمحيط ممكنة بفضل تطور تكنولوجيا الحوسبة وتقليل تكاليف استخدامها.
تعاون العديد من فرق البحث حول العالم في نمذجة تدفق المحيط على نطاق صغير، وهو ما يزود الجليد بالحرارة الضرورية للذوبان. يبحث العلماء في العلاقة بين ظروف المحيط ومدى تأثيرها على سرعة ذوبان الجليد. حتى الآن، لم يتم الكشف عن علاقة واحدة، بل تم تحديد عدة “أنظمة” ذوبان مختلفة.
تتحدد هذه الأنظمة بناءً على ظروف المحيط مثل درجة الحرارة، محتوى الملح، وسرعة تيارات المحيط، وكذلك شكل الجليد.
تشكل شكل الغطاء الجليدي عاملًا رئيسيًا؛ فالماء الذائب أخف من المحيط، مثل الهواء الساخن الذي يتجمع في الجزء العلوي من الغرفة. تتجمع المياه العذبة الباردة التي تذوب من الجليد في تجاويف أسفل السطح الجليدي، مما يعزل الجليد عن مياه المحيط أدناه ويبطئ عملية الذوبان.
الروبوتات المجهزة بالسونار
في الآونة الأخيرة، قدمت الروبوتات البحرية، مثل المركبات المستقلة تحت الماء والمجسات المربوطة، كميات غير مسبوقة من البيانات حول البيئة تحت الرفوف الجليدية.
باستخدام السونار والكاميرات، كشفت هذه الروبوتات عن منظر جليدي مدهش أسفل الرفوف الجليدية، حيث وجدت العديد من السمات الجليدية المتنوعة التي تتراوح من سنتيمترات إلى كيلومترات. بعض هذه السمات تتشكل من تشققات شديدة الانحدار، بينما تتشكل سمات أخرى مثل “المحار” و”المدرجات” من عمليات الذوبان.
تسلط هذه الاكتشافات الضوء على كيفية تشكل هذه السمات وكيفية تأثيرها على عملية الذوبان.
رغم أن بعض هذه السمات لا تزال غير مفهومة تمامًا، تكشف المحاكاة الحديثة التي تسمح للحدود الجليدية والمياه بالتحرك بمرور الوقت سلوكًا مشابهًا “للنحت الذاتي” في الصحراء. ولكن، لا تزال هناك حاجة إلى نماذج حاسوبية جديدة لدراسة هذه العمليات بشكل أكثر دقة.