تضخّم الطبوغرافيا المخيطة حساسية الذوبان في رفوف الجليد القطبية الباردة

لماذا تهمنا الأنهار الخفية تحت الجليد على سواحلنا

على عمق بعيد تحت الامتداد الأبيض الصرير لرفوف جليد أنتاركتيكا، يقوم المحيط بنحت الجليد بهدوء من الأسفل. تكشف هذه الدراسة أن الأخاديد الطويلة الشبيهة بالأنفاق المقطوعة في قاع بعض رفوف الجليد الباردة في شرق القارة القطبية الجنوبية يمكن أن تعمل كـ «مصائد» لمياه المحيط العميقة الأكثر دفئًا بقليل. هذا يجعل هذه الرفوف تذوب أسرع بكثير مما قد تشير إليه درجات حرارتها السطحية الباردة، مع آثار محتملة متتالية لارتفاع مستوى سطح البحر على مستوى العالم.

الحاجز الجليدي العملاق الذي يمنع دخول البحر

يحتوي غطاء الجليد القطبي الجنوبي على نحو 70% من مياه العذبة على الأرض، وهي كمية كافية لرفع مستويات البحر العالمية بمقدار أمتار عديدة إذا تدفقت إلى المحيط. تحيط رفوف الجليد العائمة بجزء كبير من غطاء الجليد هذا وتعمل كدعامات—فرامل طبيعية تبطئ تدفق الجليد المتمركز إلى البحر. على مدى عقود حديثة، أصبح ترقق واهتزاز هذه الرفوف نتيجة الذوبان المدفوع بالمحيط عاملًا رئيسيًا في صافي فقدان الجليد في القارة القطبية الجنوبية. ومع ذلك، تظل تفاصيل كيفية ذوبان المحيط للسطح المعقّد لأسفل رفوف الجليد غير مفهومة جيدًا، خصوصًا في المناطق التي تكون فيها المياه المملوءة للفراغات قريبة من نقطة التجمد.

أخاديد مخفية تحت الجليد

تحتوي العديد من رفوف جليد أنتاركتيكا على قنوات قاعدية—أخدودات مستطيلة يمكن أن تصل إلى عدة كيلومترات عرضًا ومئات الأمتار عمقًا، وتمتد لعشرات إلى مئات الكيلومترات من خط الارتكاز باتجاه حافة الجليد. تعيد هذه القنوات توزيع الذوبان: فتتقلص بعض المناطق بسرعة بينما يذوب جليد الجوار بالكاد أو حتى يعاد تجميده. في مناطق المياه الدافئة بغرب القارة القطبية الجنوبية، تُعرف مثل هذه القنوات بتركيزها للذوبان وقدرتها على إضعاف الرفوف. لكن توجد ميزات مماثلة أيضًا تحت رفوف شرق القارة القطبية الجنوبية الباردة حيث تكون معدلات الذوبان عادة منخفضة ووصول المياه العميقة الدافئة محدودًا. حتى الآن، لم يتضح ما إذا كانت هذه الأخاديد تُسهم في استقرار تلك الرفوف عبر توطين الذوبان، أم أنها تُضعفها بخلق نقاط ضعف هيكلية.

مختبر رقمي تحت رف فيمبوليزن

يركز المؤلفون على رف الجليد فيمبوليسن في شرق أنتاركتيكا، وهو نظام بارد نسبيًا حيث تمتلئ الحجرة المائية عادةً بـ«مياه الشتاء» القريبة من التجمد. باستخدام نموذج محيطي عالي الدقة، يحاكون الحجرة سواءً بوجود سطح سفلي خشن وواقعي يتضمن قنوات عميقة، أو بوجود سطح سفلي مُملّس بشكل مصطنع يزيلها. ثم يختبرون كل هندسة في ظل حالتين محيطيتين: حالة باردة مع دخول قليل للغاية من المياه العميقة الدافئة إلى الحجرة، وحالة دافئة حيث يتسلل مقدار متواضع من مياه القطب العميقة المحيطة—وهي لا تزال أعلى قليلًا فقط من نقطة التجمد المحلية—إلى أجزاء الرف العميقة. هذا يسمح لهم بعزل كيفية تفاعل الطبوغرافيا الدقيقة مع الاحترار المحيطي الطفيف.

المياه الدافئة تُحبَس في الأخاديد

تُظهر المحاكاة أنه عندما يكون السطح السفلي للجليد مخرّمًا بقنوات، فإن المياه العميقة الدافئة القادمة لا تنزلق ببساطة دون أن تُلاحظ. بل تتحول أثناء اختلاطها وذوبانها للجليد، فتُصبح أكثر عذوبة وأكثر انخفاضًا في الكثافة بينما تبقى دافئة نسبيًا. في منطقة الجليد العميق، يرتفع هذا الماء المتحول إلى داخل القنوات ويُحبس بالقرب من قممها، ما ينشئ دورة دوران محلية. يزيد التدفق الأسرع على طول جدران القناة من انتقال الحرارة الاضطرابي، ووجود مياه أدفأ قرب الجليد يعزز الذوبان أكثر. في ظل ظروف دافئة، يمكن أن تزداد معدلات الذوبان داخل القنوات بأكثر من عشرة أمتار سنويًا مقارنة بسطح سفلي مُملّس، رغم أن متوسط الذوبان عبر كامل الرف يظل متواضعًا.

من ذوبان إضافي إلى خطر هيكلي

يقارن الفريق بعد ذلك هذا الترقيق المركّز المدفوع بالمحيط مع الميل الطبيعي للجليد إلى التدفق و«التئام» القنوات بالزحف وملء الانخفاضات. في ظروف باردة دون تسلل مياه دافئة، ينتصر تشوّه الجليد: يؤدي التأثير المشترك إلى إغلاق صافي للقنوات. ومع ذلك، عندما تتخلّل المياه العميقة الدافئة، فإن الذوبان الإضافي داخل القنوات يعوّض أكثر من هذا الالتئام، لذا يمكن الحفاظ على القنوات أو حتى تعميقها مع مرور الوقت، خصوصًا تحت الأجزاء الأثخن من الرف بالقرب من خط الارتكاز. قد يؤدي هذا الترقيق المركّز إلى إضعاف العمود الفقري الهيكلي لرف الجليد، مما يقلل من قوته الداعمة ويجعل غطاء الجليد الواقع أعلى منه أكثر عرضة للتدفق السريع.

ماذا يعني هذا لمستويات البحار المستقبلية

تخلص الدراسة إلى أن القنوات الصغيرة تحت الجليد يمكن أن تضخم بشكل كبير مدى حساسية رفوف الجليد الباردة قليلة الذوبان للاحترار المحيطي المتواضع نسبيًا. فبدلًا من أن تكون مجرد ملمس سطحي غير مؤذ، تساعد هذه الأخاديد في جذب المياه الدافئة الشحيحة إلى قاعدة الجليد، مما يزيد الذوبان حيث يكون لذلك أكبر أثر على الاستقرار. ومع تحوّل رياح ومجاري المياه في المحيط الجنوبي بفعل تغير المناخ بطرق تُؤدي بالفعل إلى جلب مزيد من المياه العميقة الدافئة إلى الرف القاري للأنتاركتيكا، قد تجعل هذه الدورات المخنناة بعض رفوف الجليد أكثر هشاشة مما كان يُعتقد سابقًا، مع آثار مهمة لتوقّعات مستوى سطح البحر على المدى الطويل.

الاستشهاد: Zhou, Q., Hattermann, T., Zhao, C. et al. Channelized topography amplifies melt-sensitivity of cold Antarctic ice shelves. Nat Commun 17, 3790 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71828-8

الكلمات المفتاحية: رفوف جليد القارة القطبية الجنوبية, قنوات قاعدية, احترار المحيط, ارتفاع مستوى سطح البحر, مياه القطب العميقة المحيطة