اقیانوس‌های گرم‌تر در حال سوق دادن یخ‌قفسه‌های جنوبگان به سوی نقطه‌ی بحرانی هستند. بر اساس پژوهشی جدید، اگر انتشار گازهای گلخانه‌ای همچنان بالا بماند، تا سال ۲۳۰۰ حدود ۶۰ درصد از یخ‌قفسه‌های شناور قاره جنوبگان ممکن است دیگر قادر به حفظ پایداری خود نباشند. این ساختارهای عظیم، مانند سدهایی طبیعی، سرعت حرکت یخچال‌ها به دریا را کاهش می‌دهند. نابودی آن‌ها می‌تواند باعث بالا رفتن سطح دریاها تا حدود ۱۰ متر (۳۳ فوت) شود و چهره‌ی سواحل جهان را دگرگون کند.
یخچال‌ها به یخ‌قفسه‌ها وابسته‌اند
یخ‌قفسه‌ها مانند تکیه‌گاه‌های شناوری عمل می‌کنند که از فشار مستقیم یخچال‌های داخلی به سوی دریا جلوگیری می‌کنند. وقتی این قفسه‌ها نازک یا شکسته شوند، یخچال‌ها سریع‌تر حرکت می‌کنند و سطح دریاها افزایش می‌یابد.
دهه‌ها داده‌ی ماهواره‌ای نشان می‌دهد که گرمای آب‌های زیرین، به مرور این سد طبیعی را تضعیف می‌کند. این تحقیق به سرپرستی کلارا برگار، پژوهشگر اقلیم در مؤسسه پیِر سیمون لاپلاس پاریس انجام شده است. تمرکز پژوهش او بر این است که چگونه گرمای اقیانوس و شرایط سطحی، ذوب شدن در پایه‌ی یخ‌قفسه‌ها را کنترل می‌کند.
تجربه‌های گذشته نیز نشان داده‌اند که پس از فروپاشی برخی یخ‌قفسه‌ها، یخچال‌های اطراف با سرعت زیادی حرکت کرده و نازک‌تر شده‌اند؛ همان‌طور که بعد از فروپاشی یخ‌قفسه‌ی Larsen B در سال ۲۰۰۲ مشاهده شد.
آینده ذوب شدن یخ‌های جنوبگان
تیم پژوهش، برای هر یخ‌قفسه، زمانی را محاسبه کرد که در آن از آستانه‌ی پایداری عبور می‌کند؛ یعنی نقطه‌ای که دیگر توانایی حفظ ساختار فعلی خود را ندارد.
آن‌ها همچنین گرمایش اقیانوس و جو را بررسی کردند تا مشخص شود کدام عامل تأثیر بیشتری دارد. نتایج نشان می‌دهد که در سناریوی انتشار بالای گازهای گلخانه‌ای، بسیاری از یخ‌قفسه‌ها زمانی که دمای جهانی از حدود ۴.۵ درجه سانتی‌گراد فراتر رود، دیگر پایدار نخواهند بود. در این حالت، گرمای اقیانوس باعث نازک شدن شدید پایه‌ها می‌شود و مرزهای شناور را که یخچال‌های داخلی را نگه می‌دارند، تضعیف می‌کند.
وقتی این آستانه شکسته شود، تعادل ساختاری چندین یخ‌قفسه مهم از بین می‌رود و واکنشی زنجیره‌ای از دست رفتن یخ و افزایش سطح دریا آغاز می‌شود.
پیش‌بینی‌های دقیق‌تر برای ذوب جنوبگان
برای اطمینان از اعتبار پیش‌بینی‌های بلندمدت، پژوهشگران از مدل‌های اتصالی اقلیم-یخ استفاده کردند که تعاملات میان اقیانوس، جو و یخ را در بازه‌های چند قرنی شبیه‌سازی می‌کنند. این مدل‌ها ماه‌ها روی ابررایانه‌ها اجرا می‌شوند تا نشان دهند گرمای اقیانوس و دمای هوا چگونه جریان یخ را تغییر می‌دهد.
مدل استفاده‌شده در این مطالعه با جدیدترین داده‌های ماهواره‌ای و حسگرهای اقیانوسی تنظیم شده است تا میزان انتقال گرما در زیر هر یخ‌قفسه به‌درستی برآورد شود. سپس نتایج مدل با مشاهدات واقعی مقایسه شده تا دقت آن سنجیده شود. هم‌خوانی بالا میان داده‌های واقعی و مدل، نشان می‌دهد که پیش‌بینی‌ها بر پایه فرآیندهای فیزیکی واقعی است، نه صرفاً الگوهای آماری.
گرمای پنهان در اعماق اقیانوس
بیش از ۹۱ درصد از گرمای اضافی ناشی از گازهای گلخانه‌ای از دهه ۱۹۷۰ تاکنون در اقیانوس‌ها ذخیره شده است. وقتی آب گرم به زیر یخ‌قفسه‌ها می‌رسد، باعث ذوب پایه‌ای (Basal Melt) می‌شود که از پایین به بالا یخ را نازک می‌کند و اتصال آن به یخچال‌های داخلی را ضعیف‌تر می‌سازد.
در دهه‌های اخیر، سرعت کاهش حجم یخ‌قفسه‌ها افزایش یافته است. داده‌های بلندمدت نشان می‌دهد که وضعیت از تعادل نسبی در دهه ۱۹۹۰ به کاهش سریع در دهه ۲۰۰۰ تغییر کرده است.
نقاط بحرانی در راه‌اند
مدل‌سازی‌ها نشان می‌دهد که در سناریوی انتشار بالا، روند کاهش پایداری یخ‌قفسه‌ها از اواخر قرن جاری شتاب می‌گیرد و تا دهه‌های بعد از ۲۱۰۰ ادامه می‌یابد. البته این خطر در همه‌جا یکسان نیست. نواحی غربی جنوبگان که بیشتر در معرض گرمای مداوم اقیانوس قرار دارند، زودتر از بقیه مناطق از آستانه‌ی پایداری عبور خواهند کرد.
اما در سناریویی که گرمایش جهانی زیر ۲ درجه سانتی‌گراد باقی بماند، تقریباً تمام ۶۴ یخ‌قفسه اصلی تا سال ۲۳۰۰ پایدار می‌مانند و همچنان از جریان یخچال‌های داخلی جلوگیری می‌کنند. این مسیر همچنین خطر فروپاشی ناشی از ترک‌خوردگی سطحی (Hydrofracturing) را کاهش می‌دهد؛ پدیده‌ای که در آن آب ذوب‌شده به درون شکاف‌ها نفوذ می‌کند و باعث گسترش ترک‌ها می‌شود.
ناشناخته‌های بزرگ درباره‌ی ذوب یخ
هنوز ابهامات زیادی درباره‌ی میزان حساسیت ذوب پایه‌ای نسبت به گرمایش اقیانوس وجود دارد. مقایسه‌ی اخیر مدل‌های ذوب نشان داده که در گرمایش ۱ تا ۲ درجه سانتی‌گرادی، اختلاف زیادی در نتایج به چشم می‌خورد.
افزایش داده‌های دقیق از زیر یخ‌قفسه‌ها می‌تواند این اختلاف را کاهش دهد، به‌ویژه در نقاطی که یخ از بستر سنگی جدا شده و شروع به شناور شدن می‌کند (خط‌های اتکا یا Grounding Lines).
عوامل دیگری مانند ترک‌خوردگی، شکستگی و جدا شدن توده‌های یخ نیز می‌توانند باعث فروپاشی شوند، حتی اگر نرخ ذوب کلی پایین به نظر برسد.
سرنوشت جنوبگان و آینده‌ی زمین
این پژوهش مفهوم پایداری یخ‌قفسه‌ها را به شکل عملی‌تر بازتعریف می‌کند و پیامدهای مسیرهای مختلف گرمایش را برای سیاست‌گذاران روشن‌تر می‌سازد. همچنین مشخص می‌کند که گرمایش اقیانوس عامل اصلی نابودی یخ‌قفسه‌ها در بدترین سناریو است. این یافته اهمیت پایش مداوم جذب گرما در اقیانوس جنوبی و مسیر حرکت آن را دوچندان می‌کند.
افزایش ۱۰ متری سطح دریا پیش‌بینی مستقیم برای قرن حاضر نیست، بلکه نشان‌دهنده‌ی پتانسیل ذخیره‌شده در یخ‌هایی است که در صورت از بین رفتن قفسه‌ها آزاد می‌شوند. مسیر چند دهه‌ی آینده تعیین خواهد کرد که چه مقدار از این پتانسیل تحقق می‌یابد.
این پژوهش در مجله Nature منتشر شده است.
