جلوی یخچال Thwaites یک صخره دندانه دار و بلند است. دیوید وان/بررسی قطب جنوب بریتانیا

با پرواز بر فراز قطب جنوب، به سختی می توان فهمید که این همه هیاهو برای چیست. مانند یک کیک عروسی غول پیکر، یخ زدگی برف روی بزرگترین صفحه یخی جهان صاف و بدون عیب، زیبا و کاملا سفید به نظر می رسد. چرخش های کوچک تپه های برفی سطح را پوشانده است.

اما با نزدیک شدن به لبه یخ، حسی از قدرت زیربنایی فوق العاده ظاهر می شود. شکاف هایی در سطح ظاهر می شوند، گاهی اوقات مانند یک تخته شستشو سازماندهی شده اند، و گاهی اوقات هرج و مرج کامل از مناره ها و برآمدگی ها، قلب بلوری آبی کم رنگ یخ زیر را آشکار می کنند.

همانطور که هواپیما پایین تر پرواز می کند، مقیاس این شکستگی ها به طور پیوسته افزایش می یابد. اینها فقط ترک نیستند، بلکه دره هایی به اندازه کافی بزرگ هستند که یک هواپیمای مسافربری یا مناره هایی به اندازه بناهای تاریخی را ببلعند. صخره‌ها و اشک‌ها، شکاف‌هایی در پتوی سفید ظاهر می‌شوند، که نشان‌دهنده نیرویی است که می‌تواند بلوک‌های یخی شهری را مانند بسیاری از ماشین‌های خراب در یک انباشته پرتاب کند. این یک منظره پیچ خورده، پاره شده، آچار است. حس حرکت نیز پدیدار می شود، به گونه ای که هیچ بخش عاری از یخ زمین نمی تواند آن را منتقل کند - کل چشم انداز در حال حرکت است و ظاهراً از آن خوشحال نیست.

قطب جنوب قاره ای متشکل از چندین جزیره بزرگ است که یکی از آنها به اندازه استرالیا است و همه در زیر یک جزیره مدفون شده اند. لایه یخی به ضخامت 10,000 فوت. یخ به اندازه کافی آب شیرین را در خود نگه می دارد تا سطح دریا را نزدیک به 200 فوت افزایش دهد.

یخچال های طبیعی آن همیشه در حال حرکت بوده اند، اما در زیر یخ، تغییراتی در حال رخ دادن است. اثرات عمیق در مورد آینده صفحه یخی - و در مورد آینده جوامع ساحلی در سراسر جهان.

شکستن، نازک شدن، ذوب شدن، فروریختن

قطب جنوب جایی است که من کار می کنم. به عنوان یک دانشمند قطبی من در بیش از 20 سفر به قاره از اکثر مناطق یخ دیدن کرده ام، سنسورها و ایستگاه های هواشناسی را آورده ام، در میان یخچال های طبیعی پیاده روی کرده ام یا سرعت، ضخامت و ساختار یخ را اندازه گیری کرده ام.

در حال حاضر، من دانشمند هماهنگ کننده ایالات متحده برای یک تلاش تحقیقاتی بین المللی بزرگ در مورد خطرناک ترین یخچال طبیعی قطب جنوب هستم - در یک لحظه بیشتر در مورد آن. من با ظرافت از شکاف‌ها عبور کرده‌ام، با احتیاط روی یخ‌های آبی سفت و پر باد رفته‌ام، و روزها بر روی یکنواخت‌ترین منظره‌ای که می‌توانید تصور کنید رانده‌ام.

تا آنجا که علم قطبی می تواند بگوید، در بیشتر چند قرن گذشته، ورقه یخی پایدار بوده است. توانایی ما برای ردیابی میزان یخ که در سال جاری می شود و چه مقدار برف در بالای آن می بارد، به عقب باز می گردد. فقط چند دهه، اما آنچه می بینیم یک صفحه یخی است که تا دهه 1980 تقریباً در تعادل بود.

در اوایل، تغییرات در یخ به آرامی اتفاق افتاد. کوه های یخ می شکند، اما یخ با جریان جدید جایگزین شد. کل بارش برف در طول قرن ها تغییر چندانی نکرده بود - این را ما از آن می دانستیم نگاه کردن به هسته های یخ - و به طور کلی جریان یخ و ارتفاع صفحه یخ آنقدر ثابت به نظر می رسید که هدف اصلی تحقیقات اولیه یخ در قطب جنوب یافتن مکانی، هر مکانی بود که به طور چشمگیری تغییر کرده بود. 66 شمال از طریق Unsplash

نقشه قطب جنوب که از بالا دیده می شود، که بیشتر آن صفحه یخی است، سرعت جریان یخ را نشان می دهد. یخچال Thwaites در سمت چپ است. استودیوی تجسم علمی مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا

اما اکنون، با گرم شدن هوا و اقیانوس اطراف، مناطقی از صفحه یخی قطب جنوب که برای هزاران سال پایدار بوده است. در حال شکستن، نازک شدن، ذوب شدن هستند، یا در برخی موارد در یک پشته فرو می ریزد. همانطور که این لبه های یخ واکنش نشان می دهند، یادآوری قدرتمندی را ارسال می کنند: اگر حتی قسمت کوچکی از ورقه یخ به طور کامل در دریا فرو بریزد، تأثیر آن بر سواحل جهان شدید خواهد بود.

مانند بسیاری از دانشمندان زمین شناسی، من به این فکر می کنم که زمین در زیر قسمتی که می توانیم ببینیم چگونه به نظر می رسد. برای قطب جنوب، این به معنای فکر کردن به منظره زیر یخ است. قاره مدفون چگونه به نظر می رسد - و چگونه آن زیرزمین صخره ای آینده یخ را در یک جهان در حال گرم شدن شکل می دهد؟

تجسم جهان زیر یخ

تلاش های اخیر برای داده های صدها مطالعه هواپیما و زمین را با هم ترکیب می کند به ما نوعی از نقشه قاره زیر یخ. این دو منظره بسیار متفاوت را نشان می دهد که توسط کوه های ماوراء قطب جنوب تقسیم شده اند.

در شرق قطب جنوب، بخش نزدیکتر به استرالیا، این قاره ناهموار و شیاردار است. چندین رشته کوه کوچک. برخی از آنها دارای دره های آلپی هستند که توسط اولین یخچال های طبیعی که 30 میلیون سال پیش در قطب جنوب شکل گرفتند، زمانی که آب و هوای آن شبیه آب و هوای آلبرتا یا پاتاگونیا بود، بریده شدند. بیشتر سنگ بستر قطب جنوب شرقی بالاتر از سطح دریا قرار دارد. اینجا جایی است که قفسه یخی Conger به اندازه شهر فرو ریخت در میان یک موج گرمای شدید غیرمعمول در ماه مارس 2022

 در زیر یخ، مطالعات اخیر سنگ بستر قطب جنوب را ترسیم کرده است و نشان می دهد که قسمت اعظم سمت غرب زیر سطح دریا قرار دارد. نقشه تخت2; Fretwell 2013

در غرب قطب جنوب، سنگ بستر بسیار متفاوت است، با بخش هایی که بسیار عمیق تر هستند. این منطقه زمانی کف اقیانوس بود، منطقه ای که در آن قاره کشیده شده بود و به بلوک های کوچکتر با بستر عمیق بین آنها تقسیم می شد. جزایر بزرگی که از رشته کوه های آتشفشانی ساخته شده اند با پوشش ضخیمی از یخ به هم متصل شده اند. اما یخ اینجا گرمتر است و سریعتر حرکت می کند.

همین اواخر در 120,000 سال پیش، این منطقه احتمالاً یک اقیانوس باز بوده است - و قطعاً در این منطقه نیز چنین است 2 میلیون سال گذشته. این مهم است زیرا آب و هوای امروز ما همین است نزدیک شدن سریع به دما مثل چند میلیون سال پیش

درک این موضوع که ورقه یخی غرب قطب جنوب در گذشته از بین رفته است، علت نگرانی بزرگ در دوران گرمایش جهانی است.

مراحل اولیه یک عقب نشینی در مقیاس بزرگ

در سمت سواحل غرب قطب جنوب منطقه وسیعی از یخ به نام یخچال Thwaites. این وسیع ترین یخچال طبیعی روی زمین است که 70 مایل عرض دارد و منطقه ای تقریباً به وسعت آیداهو را تخلیه می کند.

ماهواره ای داده ها به ما بگویید که در آن است مراحل اولیه یک عقب نشینی در مقیاس بزرگ. ارتفاع سطح هر سال تا 3 فوت کاهش می یابد. شکاف های بزرگی در ساحل ایجاد شده است و بسیاری از کوه های یخ بزرگ در آن جا افتاده اند. این یخچال با سرعت بیش از یک مایل در سال جریان دارد و این سرعت در سه دهه گذشته تقریباً دو برابر شده است.

داده‌های ماهواره‌ای دو دهه نشان می‌دهد که سریع‌ترین ریزش یخ در مجاورت یخچال Thwaites را نشان می‌دهد. ناسا

این منطقه در اوایل به عنوان مکانی که یخ در آن وجود داشت مورد توجه قرار گرفت می تواند چسبندگی خود را بر سنگ بستر از دست بدهد. این منطقه به نام "زیر شکم ضعیف صفحه یخ.

برخی از اولین اندازه گیری ها عمق یخ، با استفاده از صداهای پژواک رادیویی، نشان داد که مرکز غرب قطب جنوب تا یک مایل و نیم زیر سطح دریا سنگ بستری دارد. منطقه ساحلی کم عمق تر، با چند کوه و مقداری زمین بلندتر بود. اما شکاف وسیعی بین کوه ها در نزدیکی ساحل قرار داشت. اینجا جایی است که یخچال Thwaites با دریا ملاقات می کند.

این الگو، با انباشته شدن یخ عمیق‌تر در نزدیکی مرکز یک صفحه یخی، و سنگ بستر کم‌عمق‌تر اما کم‌کم در نزدیکی ساحل، دستور العملی برای فاجعه است - البته یک فاجعه بسیار کند در حال حرکت.

یخ تحت وزن خود جریان دارد - چیزی که ما در دبیرستان علوم زمین یاد گرفتیم، اما اکنون به آن فکر کنید. با وجود یخ های بسیار بلند و بسیار عمیق در نزدیکی مرکز قطب جنوب، پتانسیل فوق العاده ای برای جریان سریعتر وجود دارد. با کم عمق بودن در نزدیکی لبه‌ها، جریان متوقف می‌شود - در حالی که سنگ بستر سعی می‌کند از آنجا خارج شود، و ستون کوتاه‌تری از یخ در ساحل آن را به سمت بیرون فشرده می‌کند.

چگونه آب گرمتر یخچال را تضعیف می کند.

اگر قرار بود یخ به اندازه کافی به عقب برگردد، جبهه عقب نشینی از یخ "نازک" خارج می شود - هنوز نزدیک به 3,000 فوت ضخامت دارد - یخ ضخیم تر به سمت مرکز قاره. در لبه عقب نشینی، یخ سریعتر جریان می یابد، زیرا یخ در حال حاضر ضخیم تر است. با جریان سریع‌تر، یخچال یخ پشت خود را پایین می‌کشد و به آن اجازه شناور می‌دهد و باعث عقب‌نشینی بیشتر می‌شود. این چیزی است که به آن معروف است یک حلقه بازخورد مثبت - عقب‌نشینی منجر به یخ ضخیم‌تر در جلوی یخچال می‌شود که جریان سریع‌تر را ایجاد می‌کند و منجر به عقب‌نشینی بیشتر می‌شود.

آب گرم: حمله از پایین

اما این عقب نشینی چگونه آغاز می شود؟ تا همین اواخر، Thwaites از آن زمان تغییر زیادی نکرده بود اولین نقشه برداری در دهه 1940 در اوایل، دانشمندان فکر می کردند که عقب نشینی در نتیجه هوای گرمتر و ذوب شدن سطح خواهد بود. اما علت تغییرات در Thwaites که در داده‌های ماهواره‌ای دیده می‌شود چندان آسان نیست از روی سطح شناسایی شود.

زیر یخبا این حال، در نقطه ای که ورقه یخی ابتدا از قاره بلند می شود و به عنوان یک قفسه یخی شناور شروع به بیرون آمدن از روی اقیانوس می کند، علت عقب نشینی آشکار می شود. در اینجا، آب اقیانوس به خوبی بالاتر از نقطه ذوب است فرسایش پایه یخ، پاک کردن آن به عنوان یک مکعب یخ در یک لیوان آب ناپدید می شود.

 آب گرم به زیر قفسه یخ می رسد و آن را از پایین فرسایش می دهد. اسکامبوس و همکاران 2017

آبی که می تواند هر سال 50 تا 100 فوت یخ را ذوب کند، در اینجا به لبه یخ می رسد. این فرسایش باعث می شود یخ سریعتر جریان یابد و به قفسه یخی شناور فشار وارد کند.

قفسه یخ یکی از نیروهای بازدارنده ای است که ورقه یخ را عقب نگه می دارد. اما فشار از یخ زمین است به آرامی این صفحه یخی را می شکند. مانند تخته ای که زیر وزن زیاد خرد می شود، ترک های بزرگی ایجاد می کند. هنگامی که راه می دهد - و نقشه برداری از شکستگی ها و سرعت جریان نشان می دهد که این تنها چند سال دیگر است - این مرحله دیگری است که به یخ اجازه می دهد سریعتر جریان یابد و حلقه بازخورد را تغذیه کند.

تا 10 فوت بالا آمدن سطح دریا

نگاهی دوباره به قاره پوشیده از یخ از اردوگاه ما در سال جاری، منظره ای هشیارکننده است. یک یخچال بزرگ که به سمت ساحل جریان دارد و از افقی به افق دیگر امتداد دارد تا وسط صفحه یخی غرب قطب جنوب بالا می رود. یک احساس قابل لمس وجود دارد که یخ در حال فرود آمدن در ساحل است.

یخ همچنان یخ است - مهم نیست که چه چیزی آن را به حرکت در می آورد. اما این منطقه غول پیکر به نام غرب قطب جنوب می تواند به زودی یک افول چند قرنی را آغاز کند که به آن اضافه شود تا 10 فوت به سطح دریا در این فرآیند، نرخ افزایش سطح دریا چندین برابر افزایش می یابد و چالش های بزرگی را برای مردم دارای سهام در شهرهای ساحلی ایجاد می کند. که تقریبا همه ما هستیم.

درباره نویسنده

تد اسکامبوس، پژوهشگر ارشد، CIRES، دانشگاه کلرادو در بولدر

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط:

آینده ما انتخاب می کنیم: زنده ماندن از بحران آب و هوا

توسط کریستیانا فیگرس و تام ریوت-کارناک

نویسندگان، که نقش های کلیدی در توافق نامه پاریس در مورد تغییرات آب و هوا داشتند، بینش ها و استراتژی هایی را برای رسیدگی به بحران آب و هوا، از جمله اقدامات فردی و جمعی ارائه می دهند.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید

زمین غیرقابل سکونت: زندگی پس از گرم شدن

توسط دیوید والاس ولز

این کتاب پیامدهای بالقوه تغییرات آب و هوایی کنترل نشده، از جمله انقراض دسته جمعی، کمبود غذا و آب، و بی ثباتی سیاسی را بررسی می کند.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید

وزارت آینده: یک رمان

توسط کیم استنلی رابینسون

این رمان دنیایی نزدیک به آینده را تصور می کند که با تأثیرات تغییرات آب و هوایی دست و پنجه نرم می کند و چشم اندازی را ارائه می دهد که چگونه جامعه ممکن است برای مقابله با بحران تغییر کند.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید

زیر آسمان سفید: طبیعت آینده

توسط الیزابت کلبرت

نویسنده تأثیر انسان بر جهان طبیعی، از جمله تغییرات آب و هوا، و پتانسیل راه حل های فناورانه برای مقابله با چالش های زیست محیطی را بررسی می کند.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید

رها کردن: برنامه جامع تر که تا کنون پیشنهاد معکوس گرم شدن جهانی شده است

ویرایش شده توسط پل هاوکن

این کتاب یک طرح جامع برای پرداختن به تغییرات آب و هوا، شامل راه‌حل‌هایی از طیف وسیعی از بخش‌ها مانند انرژی، کشاورزی و حمل‌ونقل ارائه می‌کند.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید