قد يؤدي ذوبان الغطاء الجليدي في غرب القارة القطبية الجنوبية إلى إعادة تشكيل كارثية للأرض تحتها

بسبب صفائحها الجليدية السميكة والواسعة، تبدو القارة القطبية الجنوبية وكأنها كتلة أرضية واحدة متواصلة تتمركز فوق القطب الجنوبي وتمتد على نصفي الكرة الأرضية. إن قطاع الغطاء الجليدي في نصف الكرة الغربي يتشكل على شكل إبهام المسافر ــ وهي استعارة مناسبة، لأن الغطاء الجليدي في غرب القطب الجنوبي يتحرك باستمرار. تتأثر الطبقة الجليدية الموجودة فوق غرب القارة القطبية الجنوبية بارتفاع درجة حرارة المحيطات والغلاف الجوي. يذوب ويتدفق إلى الخارج ويتضاءل حجمه، كل ذلك بوتيرة مذهلة.

إن الكثير من النقاش حول ذوبان الصفائح الجليدية الضخمة خلال فترة تغير المناخ يتناول آثاره على الناس. وهذا أمر منطقي: سيرى الملايين منازلهم متضررة أو مدمرة ارتفاع مستويات سطح البحر والعواصف

ولكن ماذا سيحدث للقارة القطبية الجنوبية نفسها مع ذوبان الصفائح الجليدية؟

في طبقات الرواسب المتراكمة في قاع البحر على مدى ملايين السنين، الباحثين يحب نحن وجد الباحثون أدلة على أنه عندما ذوبان غرب القارة القطبية الجنوبية، كان هناك ارتفاع سريع في النشاط الجيولوجي البري في المنطقة. ال الأدلة تنبئ بما يخبئه للمستقبل.

رحلة اكتشاف

منذ 30 مليون سنة مضت، كانت الطبقة الجليدية تغطي جزءًا كبيرًا مما نسميه الآن القارة القطبية الجنوبية. ولكن خلال عصر البليوسين، الذي استمر من 5.3 مليون إلى 2.6 مليون سنة مضت، تراجع الغطاء الجليدي في غرب القارة القطبية الجنوبية بشكل كبير. وبدلاً من الغطاء الجليدي المستمر، لم يتبق سوى قمم جليدية عالية وأنهار جليدية على قمم الجبال أو بالقرب منها.

منذ حوالي 5 ملايين سنة، بدأت الظروف المحيطة بالقارة القطبية الجنوبية في الدفءوتضاءل الجليد في غرب القطب الجنوبي. منذ حوالي 3 ملايين سنة، دخلت الأرض كلها مرحلة مناخية دافئة، على غرار ما يحدث اليوم.

الأنهار الجليدية ليست ثابتة. تتشكل هذه الكتل الكبيرة من الجليد على الأرض وتتدفق باتجاه البحر، وتتحرك فوق الصخور الأساسية وتزيل المواد من المناظر الطبيعية التي تغطيها، وتحمل ذلك الحطام أثناء تحرك الجليد، تقريبًا مثل الحزام الناقل. وتتسارع هذه العملية عندما يسخن المناخ، كما هو الحال مع الانهيار في البحر، الذي يشكل الجبال الجليدية. يمكن للجبال الجليدية المحملة بالحطام أن تحمل تلك المواد الصخرية القارية إلى البحر، مما يسقطها إلى قاع البحر مع ذوبان الجبال الجليدية.

في أوائل عام 2019، انضممنا إلى رحلة علمية كبيرة – البعثة الدولية لبرنامج اكتشاف المحيطات 379 – إلى بحر أموندسن جنوب المحيط الهادئ. هدفت بعثتنا إلى استعادة المواد من قاع البحر لمعرفة ما حدث في غرب القارة القطبية الجنوبية خلال فترة ذوبانها منذ ذلك الوقت.

على متن سفينة الحفر JOIDES Resolution، أنزل العمال عملية حفر لمسافة 13000 قدم (3962 مترًا) تقريبًا إلى قاع البحر ثم حفروا 2605 قدمًا (794 مترًا) في قاع المحيط، بعيدًا عن الشاطئ مباشرة من الجزء الأكثر عرضة للخطر من الغطاء الجليدي في غرب القطب الجنوبي.

أحضر المثقاب أنابيب طويلة تسمى “النوى” تحتوي على طبقات من الرواسب التي ترسبت منذ 6 ملايين سنة وحتى الوقت الحاضر. ركز بحثنا على أجزاء من الرواسب من عصر البليوسين، عندما لم تكن القارة القطبية الجنوبية مغطاة بالكامل بالجليد.

اكتشاف غير متوقع

أثناء وجودنا على متن الطائرة، فوجئت إحدىنا، كريستين سيدواي، باكتشاف جسم حصاة من الحجر الرملي غير المألوف في قسم مضطرب من القلب. كانت شظايا الحجر الرملي نادرة في القلب، لذلك كان أصل الحصاة ذا أهمية كبيرة. وأظهرت الاختبارات أن الحصاة جاءت من الجبال العميقة في الجزء الداخلي من القطب الجنوبي، على بعد حوالي 800 ميل (1300 كيلومتر) من موقع الحفر.

ولكي يحدث هذا، لا بد أن الجبال الجليدية قد انفجرت من الأنهار الجليدية المتدفقة من الجبال الداخلية ثم طفت باتجاه المحيط الهادئ. قدمت الحصاة دليلاً على وجود ممر في المياه العميقة في المحيط – وليس الطبقة الجليدية السميكة اليوم – عبر الجزء الداخلي مما يعرف الآن بالقارة القطبية الجنوبية.

بعد الرحلة الاستكشافية، وبمجرد عودة الباحثين إلى مختبراتهم المنزلية، تم تأكيد هذه النتيجة من خلال تحليل الطمي والطين وشظايا الصخور والأحافير الدقيقة التي ظهرت أيضًا في قلب الرواسب. كشفت الخواص الكيميائية والمغناطيسية للمادة الأساسية عن جدول زمني مفصل لتراجعات الطبقة الجليدية وتقدمها على مدى سنوات عديدة.

إحدى العلامات الرئيسية جاءت من التحليلات التي أجراها كيجي هوريكاوا. لقد حاول مطابقة طبقات الطين الرقيقة في القلب مع الصخور الأساسية من القارة، لاختبار فكرة أن الجبال الجليدية حملت مثل هذه المواد لمسافات طويلة جدًا. تم ترسيب كل طبقة طينية مباشرة بعد فترة ذوبان الجليد، عندما تراجعت الطبقة الجليدية، مما أدى إلى تكوين طبقة من الطين المرصوف بالحصى الذي يحمله الجبل الجليدي. ومن خلال قياس كميات العناصر المختلفة، بما في ذلك السترونتيوم والنيوديميوم والرصاص، تمكن من ذلك ربط طبقات رقيقة معينة من الطين في قلوب الحفر إلى التوقيعات الكيميائية في النتوءات في جبال إلسورث، على بعد 870 ميلاً (1400 كم).

لم يكتشف هوريكاوا حالة واحدة فقط من هذه المادة، بل اكتشف ما يصل إلى خمس طبقات طينية ترسبت منذ ما بين 4.7 مليون و3.3 مليون سنة. ويشير ذلك إلى ذوبان الغطاء الجليدي وتشكل المحيط المفتوح، ثم نمو الغطاء الجليدي مرة أخرى، وملء الجزء الداخلي منه، بشكل متكرر، على مدى فترات قصيرة تتراوح بين آلاف وعشرات الآلاف من السنين.

خلق صورة أكمل

قامت زميلتها في الفريق روثي هالبرشتات بدمج هذا الدليل الكيميائي والتوقيت في نماذج حاسوبية توضح كيفية حدوث ذلك ظهر أرخبيل من الجزر الوعرة المغطاة بالجليد حيث حل المحيط محل الصفائح الجليدية السميكة التي تملأ الآن الأحواض الداخلية للقارة القطبية الجنوبية.

حدثت أكبر التغييرات على طول الساحل. تُظهر عمليات المحاكاة النموذجية زيادة سريعة في إنتاج الجبال الجليدية وتراجعًا كبيرًا لحافة الغطاء الجليدي باتجاه جبال إلسورث. أصبح بحر أموندسن مختنقًا بالجبال الجليدية القادمة من جميع الاتجاهات. طفت الصخور والحصى الموجودة في الأنهار الجليدية إلى البحر داخل الجبال الجليدية وسقطت إلى قاع البحر مع ذوبان الجبال الجليدية.

تظهر الأدلة الجيولوجية القديمة من القارة القطبية الجنوبية وأماكن أخرى حول العالم أنه مع ذوبان الجليد وتدفقه خارج الأرض، فإن الأرض نفسها ترتفع لأن الجليد لم يعد يضغط عليه. هذا التحول يمكن أن يسبب الزلازلوخاصة في غرب القارة القطبية الجنوبية، التي تقع فوق مناطق ساخنة بشكل خاص من وشاح الأرض انتعاش بمعدلات عالية عندما يذوب الجليد فوقهم.

كما يؤدي إطلاق الضغط على الأرض إلى زيادة النشاط البركاني، كما يحدث في الأرض أيسلندا في يومنا هذا. والدليل على ذلك في القارة القطبية الجنوبية يأتي من طبقة الرماد البركاني التي حددها سيدواي وهوريكاوا في النوى، والتي تشكلت قبل 3 ملايين سنة.

كما أدى فقدان الجليد منذ فترة طويلة والحركات الصعودية في غرب القارة القطبية الجنوبية إلى حدوث انهيارات جليدية صخرية ضخمة وانهيارات أرضية في الصخور المتكسرة والمتضررة، مما أدى إلى تشكيل جدران الوادي الجليدي والمنحدرات الساحلية. أدت الانهيارات تحت سطح البحر إلى نزوح كميات هائلة من الرواسب من الجرف البحري. ولم تعد ثابتة في مكانها بسبب وزن الجليد الجليدي ومياه المحيط، وانفصلت كتل ضخمة من الصخور واندفعت إلى الماء، مما أدى إلى حدوث تسونامي أطلق العنان لمزيد من الدمار الساحلي.

إن البداية السريعة لكل هذه التغيرات جعلت من غرب القارة القطبية الجنوبية المتحللة نموذجًا لما يسمى “”الجيولوجيا الكارثية“.

ويشبه الارتفاع السريع للنشاط ما حدث في أماكن أخرى من الكوكب في الماضي. على سبيل المثال، في نهاية العصر الجليدي الأخير في نصف الكرة الشمالي، منذ 15000 إلى 18000 سنة مضت، تعرضت المنطقة الواقعة بين يوتا وكولومبيا البريطانية ل الفيضانات الناجمة عن انفجار البحيرات الجليدية الذائبة، انتعاش الأرض، الانهيارات الصخرية و زيادة النشاط البركاني. في الساحلية كندا و ألاسكا، لا تزال مثل هذه الأحداث تحدث حتى اليوم.

تراجع الطبقة الجليدية الديناميكية

يوضح تحليل فريقنا للتركيب الكيميائي للصخور أن غرب القارة القطبية الجنوبية لا يخضع بالضرورة لتحول تدريجي هائل من الغطاء الجليدي إلى الخلو من الجليد، بل يتأرجح ذهابًا وإيابًا بين حالات مختلفة إلى حد كبير. وفي كل مرة اختفت فيها الطبقة الجليدية في الماضي، أدى ذلك إلى حدوث فوضى جيولوجية.

والنتيجة المستقبلية بالنسبة لغرب القارة القطبية الجنوبية هي أنه عندما ينهار الغطاء الجليدي في المرة القادمة، فإن الأحداث الكارثية ستعود. سيحدث هذا بشكل متكرر، حيث تتراجع الطبقة الجليدية وتتقدم، مما يفتح ويغلق الاتصالات بينهما مناطق مختلفة من محيطات العالم.

قد يؤدي هذا المستقبل الديناميكي إلى استجابات سريعة بنفس القدر في المحيط الحيوي، مثل تزدهر الطحالب حول الجبال الجليدية في المحيطمما يؤدي إلى تدفق الأنواع البحرية إلى الممرات البحرية المفتوحة حديثًا. ستفتح بعد ذلك مساحات شاسعة من الأراضي في جزر غرب القارة القطبية الجنوبية لنمو الغطاء الأرضي المطحلب والنباتات الساحلية التي من شأنها أن تحويل القارة القطبية الجنوبية إلى اللون الأخضر أكثر من اللون الأبيض الجليدي الحالي.

تشير بياناتنا حول ماضي بحر أموندسن والتنبؤات الناتجة إلى أن التغيرات البرية في غرب القارة القطبية الجنوبية لن تكون بطيئة أو تدريجية أو غير محسوسة من منظور بشري. بل إن ما حدث في الماضي من المرجح أن يتكرر: التحولات الجيولوجية السريعة التي نشعر بها محلياً باعتبارها أحداثاً مروعة مثل الزلازل، والانفجارات، والانهيارات الأرضية، وأمواج التسونامي ــ مع تأثيرات عالمية.

أعيد نشر هذه المقالة المحررة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. اقرأ المادة الأصلية.