افزایش نفوذ رودخانه های پنهان قطب جنوب بر آب های جهان – زومیت

در زیر صفحه یخی وسیع قطب جنوب شبکه ای از رودخانه ها و دریاچه ها قرار دارد. ورقه یخی قطب جنوب به عنوان یک لایه محافظ برای محافظت در برابر زمین و دمای پایین ناشی از تغییر شکل یخ عمل می کند که از رودخانه ها و دریاچه های قطب جنوب در برابر یخ زدگی محافظت می کند.

از سوی دیگر، جریان آب در زیر یخ، اصطکاک سطح زیرین آن را کاهش می دهد و در نتیجه این صفحات سالانه صدها متر در اقیانوس حرکت می کنند. هنگامی که آب یک رودخانه زیرزمینی به انتهای مسیر خود می رسد، به سمت بالا می لغزد و روی سطح کوه یخ ظاهر می شود. در نهایت، این آب ها وارد حفره های سرد و نمکی زیر سکوی یخی می شوند که در واقع تا لبه صفحه یخی که قطب جنوب را احاطه کرده است، امتداد می یابد. در این مرحله آب رودخانه با آب دریا ترکیب شده و مواد مغذی و رسوبات را آزاد می کند. این مواد کف سطل یخ را ذوب می کنند و می توانند آن را از یخ جدا کنند. این مهم است زیرا فریزر در واقع به عنوان یک مانع بین آب و ورقه یخی بزرگ قطب جنوب عمل می کند و از حرکت آنها جلوگیری می کند.

پیش‌بینی نرخ تغییر این فرآیند در دهه‌های آینده ممکن است نقش مهمی در درک ما از پدیده افزایش سطح دریا داشته باشد. متأسفانه، تاکنون تحقیقات کمی در مورد اقیانوس قطب جنوب و رودخانه هایی که در زیر آن جریان دارند، انجام شده است.

پروژه انجمن علمی قطب جنوب نیوزیلند یکی از اولین تلاش های جدی برای مطالعه رودخانه های زیرزمینی قطب جنوب است. محققان در قطب جنوب قبلاً دریافته بودند که رودخانه هایی که در زیر ورقه یخی قطب جنوب جریان دارند، رودخانه ها یا برکه هایی را تشکیل می دهند که در عمق 500 متری زیر یخ و 500 کیلومتری از آب های آزاد وارد اقیانوس می شوند.

رودخانه زیرزمینی را کاوش کنید

کاوشگران نیوزلند اخیراً پس از بازدید از یخچال طبیعی کامبا در یخچال قطب جنوب، نتایج تحقیقات خود را منتشر کردند. این رودخانه عظیم از آب و یخ در سمت دیگر یخچال دوگانه قرار دارد. جریان رودخانه کومب در قرن گذشته بسیار زیاد بود، اما از 160 سال پیش به دلیل تغییر در توزیع آب در زیر یخ ها، دبی این رودخانه کاهش یافته است.

تاکنون، جریان‌های Combe از اثرات گرمایش جهانی مصون بوده‌اند و ممکن است بخش‌هایی از یخ‌های گمشده در دیگر بخش‌های قطب جنوب را تشکیل دهند. بنابراین، مطالعات تغییرات در جریان رودخانه کومب ممکن است اولین نشانه های تغییر را در وضعیت صفحه یخی قطب جنوب و اقیانوس های زیر آنها نشان دهد.

یک چالش بزرگ برای محققان در این زمینه تاثیر زیاد یخچال ها بر متغیرهای خارجی است. افزایش دمای اقیانوس ها باعث ایجاد تغییراتی در رفتار و ویژگی های یخچال های طبیعی می شود، اما رویدادهای دیگری نیز باعث ایجاد تغییراتی می شوند که می تواند مطالعه تأثیرات تغییرات آب و هوایی بر قطب جنوب را برای محققان دشوار کند. یکی از این رویدادهای خارجی، سیل زیرزمینی است. این سیل زمانی اتفاق می افتد که یخ لبه رودخانه یا دریاچه زیرزمینی را می شکند. به دلیل هجوم ناگهانی مقادیر زیادی یخ به رودخانه ها یا دریاچه ها، سرعت جریان آب تغییر می کند و باعث جاری شدن سیل می شود. پیش‌بینی زمان وقوع چنین رویدادهایی اساساً دشوار است، بنابراین تشخیص تأثیر چنین رویدادهایی بر روی کوه یخ برای دانشمندان دشوار است.

سفر سخت است

شروع جهانی شدن کرونا بر برنامه های تحقیقاتی قطب جنوب تأثیر منفی گذاشته است، زنجیره تامین جهانی را مختل کرده است و تاخیر در توزیع تجهیزات باعث عقب ماندن تیم های تحقیقاتی از برنامه شده است.

تابستان گذشته، دولت نیوزلند یکی از ایستگاه های تحقیقاتی اصلی خود را در قطب جنوب بازسازی کرد. مرکز اسکات (پایگاه اسکاتلندی) آغاز شد. این کشور در حال توسعه زیرساخت های مورد نیاز دانشمندان برای سفر مسافت های طولانی در سراسر قطب جنوب است. تیم تحقیقاتی Combe یکی از اولین کسانی بود که از ابتکار جدید دولت نیوزلند بهره برد. این کمپ گروهی برای چندین ماه در 900 کیلومتری پایگاه دائمی نیوزلند در قطب جنوب فعال است.

انجام تحقیقات در شرایط وخیم قطب جنوب، مانند شکستن کلاهک های یخی قطبی و باز کردن آنها، به مهارت زیادی نیاز دارد. تیم Combe این کار را با چرخاندن آب داغ در سوراخی چند صد متری انجام داد. کاوشگران پس از رسیدن به محل مورد نظر و برپایی کمپ، گودالی به عمق 500 متر و قطر 0.4 متر حفر کردند و به مدت 2 هفته باز گذاشتند. بنابراین، محققان می‌توانند برای بسیاری از پروژه‌های علمی نمونه‌برداری و شواهد جمع‌آوری کنند.

رودخانه پنهان

تلاش‌های ده ساله دانشمندان نیوزیلندی زمانی به نتیجه رسید که تیم Combe توانسته محل دقیق منابع رودخانه عمیق را در یخ‌های قطب جنوب مشخص کند. مطالعات انجام شده با حفاری حفره ها نشان می دهد که این رودخانه 240 متر ارتفاع و کمتر از 200 متر عرض دارد. عرض 200 متر ممکن است برای یک رودخانه بزرگ به نظر برسد، اما در مقایسه با عرض دیگر رودخانه های قطب جنوب کوچک است. همچنین عرض رودخانه کمب کمتر از مقدار برآورد شده از نقشه سطحی است.

یکی از معایب استفاده از مته در یخ این است که خود را به مطالعه موقعیت های ثابت محدود می کنید. برای غلبه بر این محدودیت، محققان دانشگاه کرنل از روبات های زیردریایی برای کاوش در اعماق زیر یخ استفاده کردند. یکی از یافته های محققان هنگام عکاسی از آب زیر یخ، حضور چند گروه از دوزیستان بود. این کشف برای مدتی محققان را متحیر کرد زیرا حیوانات به قدری شلوغ بودند که در ابتدا فکر می کردند مشکلی در دوربین وجود دارد.

در نهایت، محققان دستگاه های لنگر مانند را در اقیانوس زیر یخ مستقر کرده اند. این دستگاه در سال های آینده با نظارت مستمر بر آب های زیرزمینی شرایط اقیانوس را به پایگاه منتقل می کند. تنها پنج روز پس از پرتاب دستگاه، تیم توانست فوران آتشفشان تونگا را در اقیانوس آرام شناسایی کند.

علاوه بر مطالعه منظم، شناسایی چنین رویدادهایی انگیزه اعضای تیم را برای استفاده از چنین ابزارهایی افزایش می دهد. طی چند سال آینده، دانشمندان با کمک تجهیزات پیشرفته قادر خواهند بود تغییرات جریانات آب های زیرزمینی قطب جنوب، از جمله سیل های احتمالی را از نزدیک رصد کنند.