العلماء يحلون لغزًا دام 50 عامًا حول الثقب العملاق في جليد القطب الجنوبي
العلماء يحلون لغزًا دام 50 عامًا حول الثقب العملاق في جليد القطب الجنوبي
مصر:إيهاب محمد زايد
لقد وصلت أخيراً القطع الأخيرة من حل اللغز الذي حيّر العلماء لعقود من الزمن إلى مكانها الصحيح.
في فصل الشتاء، يتقشر الجليد فوق بحر ويديل في القطب الجنوبي، بالقرب من قمة مغمورة تسمى مود رايز، تنفتح أحيانًا حفرة ضخمة وتتفتح، لتكشف عن المياه الباردة المظلمة بالأسفل. تم رصده لأول مرة في عام 1974، ولا يظهر كل عام، مما دفع العلماء إلى التساؤل عن الظروف المحددة اللازمة لإنتاجه.
وفي السنوات التي تلت ظهور الثقب مرة أخرى في عامي 2016 و2017، تم التوصل إلى حل ببطء. باستخدام مجموعة من صور الأقمار الصناعية، والأدوات العائمة المستقلة، والفقمات التي ترتدي القبعات، والنمذجة الحاسوبية، تم التوصل إلى الإجابات أخيرًا، وتتضمن سحب الرياح لطبقات من الماء لإنشاء ما يُعرف باسم دوامة إيكمان.
يقول عالم المحيطات ألبرتو نافيرا جاراباتو من جامعة ساوثهامبتون في المملكة المتحدة: “إن نقل إيكمان كان العنصر الأساسي المفقود الذي كان ضروريًا لزيادة توازن الملح والحفاظ على اختلاط الملح والحرارة باتجاه المياه السطحية”.
كثيرا ما تُرى الثقوب في الجليد البحري في القطب الجنوبي، والمعروفة باسم بولينياس، بالقرب من الشاطئ، وتستخدمها الثدييات البحرية مثل الفقمات والحيتان كنوافذ لالتقاط أنفاسها.
بعيدًا عن البحر، فهي أقل شيوعًا بكثير. في الواقع، فإن الثقب المتكرر المعروف باسم Maud Rise polynya قد أثار حيرة العلماء منذ أن تم رصده لأول مرة في صورة الأقمار الصناعية قبل نصف قرن.
وفي عام 1974، كان الثقب العملاق بحجم نيوزيلندا تقريبًا. وقد عاد في عامي 1975 و1976، على الرغم من أنه عاد بعد ذلك لفترة وجيزة وضعيفة، حتى اشتبه العلماء في أنه قد يكون قد اختفى إلى الأبد.
ثم عادت بقوة في عامي 2016 و2017؛ حفرة في الجليد بحجم ولاية ماين.
كانت ظاهرة مود رايز بولينيا في عام 2017 بمثابة أكبر وأطول مثال على هذه الظاهرة منذ السبعينيات، لذلك بدأ العلماء في العمل. كشف تجميع البيانات، التي جمعتها المصادر المذكورة أعلاه، أن عددًا من العوامل المختلفة ساهمت، وكلها بحاجة إلى الاصطفاف بالطريقة الصحيحة لإنتاج البولينيا.
ختم الفيل في القطب الجنوبي يرتدي قبعة استشعار صغيرة. (دان كوستا/جامعة كاليفورنيا، سانتا كروز)
كان أحد العوامل هو التيار الدائري حول بحر ويديل والذي كان قويًا بشكل خاص في عامي 2016 و2017، مما أدى إلى ارتفاع مياه القاع الدافئة، وخاصة المياه المالحة.
يوضح عالم المحيطات فابيان روكيه من جامعة جوتنبرج في السويد: “يساعد هذا الارتفاع في تفسير كيفية ذوبان الجليد البحري”.
“ولكن مع ذوبان الجليد البحري، يؤدي ذلك إلى تجديد المياه السطحية، والذي بدوره يجب أن يضع حدًا للاختلاط. لذا، يجب أن تحدث عملية أخرى حتى تستمر البولينيا. يجب أن يكون هناك مدخل إضافي من الملح من مكان ما.” “.
يمكن للملح أن يخفض درجة تجمد الماء بشكل كبير، لذلك إذا كانت المياه الموجودة في البولينيا مالحة بشكل خاص، فقد يفسر ذلك استمرار الحفرة. لذلك عاد الفريق إلى البيانات، بالإضافة إلى النماذج الحسابية للمحيطات، لمعرفة مصدر الملح الإضافي.
وقد توصلوا إلى أن الدوامات المضطربة التي تتولد عندما يتدفق تيار ويديل حول مود رايز تنقل الملح إلى قمة الجبل البحري.
ومن هناك، تتولى وسائل نقل إيكمان المسؤولية. ويحدث هذا عندما تهب الرياح فوق سطح المحيط، مما يؤدي إلى السحب. لا يتم سحب الماء فحسب، بل ينحرف أيضًا جانبًا مثل أعقاب القارب، مما يتسبب في دوران الماء مثل المسمار. عندما تتحرك الطبقة العليا من الماء بعيدًا مع الريح، يأتي الماء من الأسفل ليحل محلها.
في حالة بولينيا مود رايز، تجلب هذه المياه المتصاعدة معها تراكم الملح الذي يحوم حول مود رايز، مما يمنع الحفرة من التجمد.
يمكن أن يساعد هذا المفتاح العلماء على التنبؤ بما سيحدث للجليد البحري في القطب الجنوبي في المستقبل، وهو أمر يثير قلقًا بالغًا بالنسبة للمناخ العالمي. ويتوقع علماء المناخ بالفعل أن الرياح الشتوية في القطب الجنوبي ستصبح أقوى وأكثر تواترا، مما قد يشهد المزيد من البولينيات الضخمة في السنوات القادمة.
وهذا بدوره يمكن أن يكون له آثار على محيطات العالم.
تقول عالمة المناخ سارة جيل من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو: “يمكن أن تبقى بصمة البولينيا في الماء لعدة سنوات بعد أن تتشكل. ويمكنها تغيير كيفية تحرك المياه وكيف تحمل التيارات الحرارة نحو القارة. المياه التي تتشكل هنا يمكن أن تنتشر عبر المحيط العالمي.”
وقد تم نشر البحث في مجلة Science Advances.
