זרימת מים תת-קרחונית ודינמיקת קרח במהלך פרצות אגמים קרחוניים כפי שנצפו מהחלל

שיטפונות נסתרים מתחת לקרח

גבוה על כיפה הקרח וואטניאוקול של איסלנד, שיטפונות עצומים מתפרצים לעתים בלי שנראים, מתחת למאות מטרים של קרח, לפני שמציפים את קצה הקרחון. פרצות אגמים קרחוניים אלה, שנקראות יוקולהלופס, יכולות לעצב מחדש ערוצי נהרות, לסכן כבישים וגשרים, ולהעניק חלון נדיר לתהליכים המתרחשים בממשק הנסתר בין הקרח לסלע. מחקר זה משתמש בלוויינים ובמכשירי שטח כדי לצפות בשני אירועים כאלה בזמן אמת, וחושף כיצד המים זורמים, מצטברים ופורצים מסלולים מתחת לקרח — וכיצד מערכת הצנרת הסמויה הזו שולטת בתנועת הקרחון עצמו.

כאשר אגם קבור משתחרר

מתחת להר הגעש Grímsvötn, הקבור תחת כיפת קרח בעובייה עד 300 מטר, אגם תת-קרחוני מתמלא לאט ממים נמסים שנוצרים מחום גאותרמי, מהתפרצויות ומהפשרות קיצית. כל שנה או שנתיים, נבנתה כמות מים מספקת שמתחילה לדלוף מעבר "סכר" הקרח ולברוח מתחת לקרחון, ומזינה שיטפון שבסופו של דבר נשפך כ-50 קילומטרים משם דרך נהר Gígjukvísl. במשך עשורים, מדענים צפו ביוקולהלופסים אלה בעיקר על ידי מדידת עליית הנהר, אך תצפית כזו נותנת רק רמז מרוחק לגבי מה שהמים עושים במסעם דרך מנהרות ושכבות מתחת לקרח.

צפייה בתנועת הקרח מהחלל

בשנים 2021 ו-2022 שילבו החוקרים תחנות GPS קרקעיות על הקרח עם תמונות רדאר תכופות מלהקת הלוויינים של ICEYE. רדאר יכול לזהות שינויים זעירים בגובה הקרחון ובתנועה הצידית שלו, גם דרך עננים ואפילה קוטבית. על ידי רקום תמונות אלה יחד, הקבוצה בנתה מפות תלת־ממדיות של איך פני הקרחון עלו, ירדו והאיצו לאורך מסלול השיטפון לפני, במהלך ואחרי שני היוקולהלופסים. הם גם השתמשו בתמונות אופטי ברזולוציה גבוהה כדי לשחזר את צורת האגם הקבור ותחתית העמק הסלעית, מה שאיפשר להעריך כמה מים אוחסנו ולאן הם זרמו.

גלי שיטפון, שלוליות נסתרות וגמישות הקרח

הרקורד הלווייני מראה כי הפרצות אינן פשוט זורמות דרך מנהרה יחידה כמו מים בצינור. במקום זאת, לאחר דליפה ראשונית בסמוך לאגם שיוצרת מעקף קטן, נוצר צוואר בקבוק במורד הזרם שמכריח את המים להצטבר ואז להתפשט כגל שיטפון איטי מתחת לקרחון. כאשר גל זה מתקרב לקצה הקרח, הקרח שמעליו מתרומם מהמצע ביותר ממטר על פני אזורים שאורכם עשרות קילומטרים, ויוצר שלוליות תת־קרחוניות נרחבות. החוקרים חושבים שנפח המים המאוחסן באופן זמני בשלוליות אלה גדול בהרבה ממה שהיה יכול להיווצר רק מהפשרת קרח לאורך תעלה צרה, כלומר ה"הרמה" ההידראולית של הקרח הרחק מהסלע מבצעת את רוב העבודה של האגירה.

מעבר בין שכבות למנהרות

דפוסי העלייה וההתרדדות המפורטים מגלים כי סגנון הניקוז משתנה לאורך מסלול השיטפון. בחלק העליון המדרדר והקרוב ל-Grímsvötn, פני הקרחון שוקעים בעיקר בזמן זרימה גבוהה, בהתאמה למים מהירים הזורמים בערוצים יחסית צרים ויעילים שמתרחבים על ידי הפשרה. במורד הקרחון, שם המשטח מתון יותר, האות המרכזי הוא הצפה ואחר כך קריסת הקרח כאשר המים המאוחסנים מנוקזים החוצה—מאפיינת זרימה רחבה בדומה לשכבה. בסמוך לשפת הקרחון, המדענים רואים רצועה צרה של ירידת פני השטח שנראית כנקודת ניקוז סופית מאורגנת שמנהרת את המים אל הנהר. לאורך כל האירועים, מהירות הקרחון באופקית יכולה לקפוץ למספר פעמים מהקצב הרגיל שלו, ושינויים אלה מתפשטים אף לאזורים שלא הוצפו ישירות, מה שמדגיש כמה רגישה תנועת הקרחון ללחץ מים בבסיסו.

תמונה חדשה של שיטפונות קרחוניים ועתיד הקרח

על ידי הקשרת מפלסי האגמים, זרימת הנהר ומדידות מבוססות־חלל של תנועת הקרח, המחקר מציע תמונה מאוחדת שלבי־אחר־שלבי של התפתחות היוקולהלופסים: דליפה קטנה, יצירת תעלה מתפתחת, צוואר בקבוק במורד הזרם, גל שיטפון מתפשט שמצבר מים ומרומם את הקרח, ולבסוף גדילה וסגירה של מנהרות שמנקזות את המערכת. העבודה מראה ששיטפונות אמיתיים מערבבים התנהגויות שבעבר חשבו שהן שייכות לסוגים נפרדים של "איטי" ו"מהיר", ושאגירה זמנית של מים מתחת לקרחונים יכולה להיות עצומה. הבנת מערכת הצנרת הסמויה הזו חיונית לא רק לחיזוי שיטפונות מסוכנים אלא גם לחיזוי כיצד קרחונים וכיפות קרח יגיבו ככל שכמות המים הנמסים תשתנה באקלים מחמם.

ציטוט: Magnússon, E., Drouin, V., Pálsson, F. et al. Subglacial water flow and ice dynamics during glacial lake outburst floods observed from space. Nat Commun 17, 3471 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70428-w

מילות מפתח: פרצות אגמים קרחוניים, זרימת מים תת-קרחונית, Grímsvötn איסלנד, דינמיקת קרחונים, תצפיות רדאר לווייניות