وظف فريق بحثي دولي غواصة ذاتية التشغيل (AUV) ، لرسم تفاصيل تحت جليد بسمك يبلغ 350 مترًا وقد حصلوا على أول خرائط مفصلة للجانب السفلي من أحد الأنهار الجليدية ، كشفت عن أدلة على ارتفاع مستوى سطح البحر في المستقبل.
الغواصة التي أطلق عليها اسم ” Ran ران” ، تم برمجتها للغوص في تجويف جرف دوتسون الجليدي، يقع غرب القارة القطبية الجنوبية، يغذى الأرض من الأنهار الجليدية الفرعية ، و يطفو في البحر فوق تجويف الجرف الجليدي.
لمدة 27 يومًا ، سافرت الغواصة ما مجموعه أكثر من 1000 كيلومتر ذهابًا وإيابًا تحت الجليد و وصلت إلى 17 كيلومترًا في التجويف، حيث قامت بمسح الجليد باستخدام سونار متقدم.
“مثل رؤية الجانب المظلم من القمر”
تقول مؤلفة البحث الرئيسية آنا والين، أستاذة علم المحيطات في جامعة جوتنبرج “لقد استخدمنا سابقًا بيانات الأقمار الصناعية ونوى الجليد لمراقبة كيفية تغير الجرف الجليدي بمرور الوقت….من خلال توجيه الغواصة إلى التجويف، تمكنا من الحصول على خرائط عالية الدقة للجزء السفلي من الجليد….إنه يشبه إلى حد ما رؤية الجزء الخلفي من القمر لأول مرة”.
في ورقة علمية جديدة نشرت في Science Advances، أبلغ الباحثون عن نتائج هذا المسح الفريد، و الذي يفيد بأن الجليد يذوب بشكل أسرع حيث تتسبب التيارات القوية تحت الماء في تآكل قاعدته.
باستخدام الغواصة، تمكن العلماء من قياس التيارات أسفل الجليد لأول مرة وإثبات سبب ذوبان الجزء الغربي من جرف دوتسون الجليدي بهذه السرعة. كما رأوا أدلة على ذوبان مرتفع للغاية عند الكسور الرأسية الممتدة عبر الجليد.
لكن الباحثين رأوا أيضًا أنماطًا جديدة على قاعدة الجليد تثير تساؤلات ، كون القاعدة ليست ناعمة ، ولكن هناك قمة و وادي جليدي مع هضاب وتكوينات تشبه الكثبان الرملية،حيث افترض الباحثون أن هذه ربما تكونت بسبب تدفق المياه تحت تأثير دوران الأرض.
جوليا ويلنر، عضو هيئة التدريس بجامعة هيوستن في قسم علوم الأرض والغلاف الجوي، هي مؤلفة مشاركة في هذه الورقة وشاركت في موسم الحقل في القطب الجنوبي لعام 2022 عندما تم جمع بيانات AUV. ويلنر هي المحقق الرئيسي الأمريكي في مشروع التعاون الدولي في ثويتس جليدي THOR، أو أبحاث ثويتس البحرية. أكملت هي وطلابها مؤخرًا أربعة مواسم ميدانية في خليج بحر أموندسن، حيث يخضع ثويتس وغيره من الأنهار الجليدية، وجرف دوتسون الجليدي، للذوبان والتراجع السريع.
قالت ويلنر: “إن AUV التي تم استخدامها في هذه الدراسة، Ran، تستخدم أيضًا للتصوير الجيوفيزيائي لقاع البحر. كجيولوجيين وعلماء رواسب”. عادةً ما تستخدم هي وطلابها بيانات AUV لفهم سجل التغيرات الجليدية كما هو مسجل في طبقات الرواسب.
في هذه الدراسة، تمكن ويلنر من العمل مع والين وعلماء المحيطات الآخرين على نشر المركبة تحت الجليد تحت الجليد.
وقال ويلنر: “عندما تم استرداد المركبة تحت الجليد وتنزيل البيانات، أصيب كل من كانوا على متن كاسحة الجليد بالذهول لرؤية الصور من قاعدة الجرف الجليدي. هذه الدراسة هي الأولى التي توثق الشكل المعقد للجانب السفلي من الجرف الجليدي”.
المناطق المعقدة
علقت كارين ألي، عالمة الجليد من جامعة مانيتوبا والمؤلفة المشاركة لهذه الدراسة متعددة التخصصات، على النتائج:
“تمثل الخرائط التي أنتجها ران تقدمًا هائلاً في فهمنا للجروف الجليدية في أنتاركتيكا. لقد تلقينا تلميحات حول مدى تعقيد قواعد الجرف الجليدي، لكن ران كشفت عن صورة أكثر شمولاً واكتمالاً من أي وقت مضى. تساعدنا الصور من قاعدة جرف دوتسون الجليدي في تفسير ومعايرة ما نراه من الأقمار الصناعية”.
“يدرك العلماء الآن أن هناك ثروة من العمليات المتبقية لاكتشافها في بعثات البحث المستقبلية تحت الأنهار الجليدية.
“لقد أعطتنا الخرائط بيانات جديدة نحتاج إلى النظر إليها عن كثب. من الواضح أن العديد من الافتراضات السابقة حول ذوبان الجوانب السفلية للأنهار الجليدية غير كافية. لا يمكن للنماذج الحالية تفسير الأنماط المعقدة التي نراها. ولكن مع هذه الطريقة، لدينا فرصة أفضل للعثور على الإجابات،” قال والين.
نماذج أفضل
يعتبر جرف دوتسون الجليدي جزءًا من الغطاء الجليدي في غرب القارة القطبية الجنوبية، والذي يُعتقد أنه له تأثير كبير محتمل على ارتفاع مستوى سطح البحر في المستقبل بسبب حجمه وموقعه.
“هناك حاجة إلى نماذج أفضل للتنبؤ بمدى سرعة ذوبان الرفوف الجليدية في المستقبل. إنه لأمر مثير عندما يعمل علماء المحيطات وعلماء الجليد معًا، ويجمعون بين الاستشعار عن بعد وبيانات المجال المحيطي. وهذا ضروري لفهم التغيرات الجليدية التي تحدث – القوة الدافعة في المحيط،” قال والين.
تجربة شاقة
يتابع والين: “لا يوجد الكثير من المناطق غير المرسومة على الخريطة على الأرض. إن رؤية ران تختفي في الأعماق المظلمة المجهولة تحت الجليد، وهي تنفذ مهامها لأكثر من 24 ساعة دون أي اتصال، أمر شاق بالطبع. لقد منحتنا الخبرة المكتسبة من أكثر من 40 مهمة تحت الجليد الثقة، ولكن في النهاية، تغلبت علينا البيئة الصعبة.
أجري العمل الميداني لهذه الدراسة في عام 2022. وفي يناير 2024، عادت المجموعة مع ران.
“وبعد ذلك، ذهبنا إلى جرف دوتسون الجليدي لتكرار المسوحات، على أمل توثيق التغييرات.
لم يتمكنوا إلا من تكرار غوصة واحدة تحت جرف دوتسون الجليدي قبل أن يختفي ران دون أن يترك أثراً.
وقال والين: “”على الرغم من أننا حصلنا على بيانات قيمة، إلا أننا لم نحصل على كل ما كنا نأمله. لقد أصبح هذا التقدم العلمي ممكناً بفضل الغواصة الفريدة التي كانت ران. إن هذا البحث ضروري لفهم مستقبل الغطاء الجليدي في القارة القطبية الجنوبية، ونأمل أن نتمكن من استبدال ران ومواصلة هذا العمل المهم””.”
