آبهای گرم اقیانوس بهآرامی اما پیوسته در حال ذوب کردن یخهای جنوبگان از زیر هستند. در اعماق پنهان زیر سطح، جایی که سکوهای یخی روی اقیانوس شناورند، آب دریا در فضاهای مخفی جریان دارد و گرما را مستقیماً به یخ منتقل میکند. این فرآیند خاموش اما قدرتمند، نقش مهمی در ناپایداری یخها و افزایش سطح آب دریاها ایفا میکند.
ذوب یخهای جنوبگان از زیر سطح
گرمای منتقلشده توسط آب دریا باعث نازکتر شدن سکوهای یخی و کاهش استحکام آنها میشود. این تغییرات تعیین میکند که یخچالهای طبیعی با چه سرعتی به سمت دریا سر بخورند و در نهایت سطح آب دریاها با چه شتابی افزایش یابد.
دانشمندان مدتهاست میدانند که دنیای پنهان زیر یخها اهمیت حیاتی دارد، اما جزئیات نحوه حرکت آب گرم در این «حفرههای زیرسکویی» همچنان تا حد زیادی ناشناخته باقی مانده است، بهویژه در مناطقی که هماکنون با از دست دادن شدید یخ روبهرو هستند.
نقطه بحرانی در دریای آموندسن
یکی از این نقاط حساس، سکوی یخی داتسون در دریای آموندسن است؛ منطقهای که بهدلیل از دست دادن سریع یخچالهای طبیعی شناخته میشود و این روند تا حد زیادی به افزایش گرمای اقیانوس در اطراف و زیر یخها مرتبط است.
ربات در زیر یخها
برای بررسی دقیقتر، تیمی از دانشگاه ایست آنگلیا یک وسیله زیردریایی خودران را به زیر سکوی یخی داتسون فرستادند؛ جایی که یخ روی آب دریا شناور است و دسترسی مستقیم انسان تقریباً غیرممکن بهنظر میرسد.
این ربات مسیرهایی در امتداد بستر دریا طی کرد و دادههایی از بیش از ۱۰۰ کیلومتر مسیر غواصی جمعآوری نمود و نمایی کمسابقه از آنچه در این فضای پنهان رخ میدهد، در اختیار پژوهشگران قرار داد.
نویسنده اصلی این پژوهش، دکتر مارن ریختر، از متخصصان مرکز علوم اقیانوسی و جوی دانشگاه ایست آنگلیا است.
«انتقال رو به بالای آب گرم عمیق به مرز کمعمق یخ و اقیانوس در حفرههای سکوهای یخی، عامل اصلی ذوب شدن زیرین سکوهای یخی است. این ذوب، سکو را نازکتر و در نتیجه ضعیفتر میکند.»
وقتی یک سکوی یخی ضعیف میشود، دیگر نمیتواند یخچال پشت سر خود را بهخوبی مهار کند و به همین دلیل تغییرات زیر یخ، پیامدهایی بسیار فراتر از همان حفره دارد.
آب گرم چگونه به جنوبگان میرسد
بررسی سکوی یخی داتسون نشان میدهد سرنوشت آب گرم عمیق نقشی کلیدی دارد.
«ما دریافتیم که اگرچه آب گرم با آبهای سردتر مخلوط میشود، اما در زیر سکوی یخی داتسون بیشتر این آب گرم به سمت بالا حرکت نمیکند. در عوض، بهصورت افقی به سمت خط اتصال حرکت میکند؛ جایی که یخچال تماس خود را با بستر دریا از دست میدهد و شروع به شناور شدن میکند.»
این بدان معناست که آب تا رسیدن به خط اتصال، گرم باقی میماند و میتواند یخچال را مستقیماً ذوب کند. چنین فرایندی باعث عقبنشینی یخچال، افزایش سرعت حرکت آن و از دست رفتن یخ بیشتر به داخل اقیانوس میشود. مجموع این عوامل، افزایش سطح آب دریاها در مقیاس جهانی را رقم میزند.
به بیان سادهتر، آب گرم میتواند در امتداد حفره حرکت کند، گرمای خود را حفظ کند و در حساسترین نقطه، بیشترین تأثیر را بر پایداری یخچال بگذارد.
ماموریتی پرریسک در اعماق
وسیله مورد استفاده در این پژوهش، زیردریایی خودران دوربرد Autosub Long Range است که با نام غیررسمی «Boaty McBoatface» شناخته میشود و توسط مرکز ملی اقیانوسشناسی اداره میشود.
در جریان این ماموریت، این ربات سرعت جریان آب را در یک ناحیه ورودی کلیدی در شرق سکوی یخی ثبت کرد که حدود پنج تا ۱۰ سانتیمتر در ثانیه بود. در شیبدارترین بخشهای بستر دریا، زاویه شیب به حدود ۴۵ درجه میرسید.
Boaty به حسگرهایی مجهز بود که دما، جریان، آشفتگی و اکسیژن را اندازهگیری میکردند. این ربات در حدود ۱۰۰ متر بالاتر از بستر دریا حرکت میکرد و تقریباً ۷۴ ساعت در داخل حفره باقی ماند.
این مجموعه داده حاصل چهار ماموریت در سال ۲۰۲۲ است. انجام ماموریتهایی که ربات را به داخل حفره سکوی یخی میفرستند و سالم بازمیگردانند، بسیار دشوار است و ماموریتهایی که ابزارهای اندازهگیری اختلاط آب را نیز شامل شوند، نادرتر هستند.
آب گرم در زیر جنوبگان
در داخل حفره داتسون، تیم پژوهشی آب گرم و شور را در زیر لایهای از آب سردتر و شیرینتر مشاهده کرد.
پیشتر مشخص شده بود که آب گرم میتواند از طریق اختلاط به سمت بالا منتقل شود، اما اندازهگیریهای جدید نشان میدهد این فرایند دقیقاً در کدام نقاط این حفره شدیدتر رخ میدهد.
بیشترین میزان اختلاط و انتقال رو به بالای آب گرم در نواحی ورودی شرق سکوی یخی مشاهده شد و شکل بستر سنگی نقشی بسیار مهم ایفا کرد.
«انتظار داشتیم سرعت جریان تاثیر بسیار بیشتری بر میزان اختلاط داشته باشد، اما برخلاف انتظار، شکل بستر دریا عامل تعیینکنندهتری بهنظر میرسد.»
همچنین آب بسیار گرمی در عمیقترین بخش حفره مشاهده شد که حضور آن غیرمنتظره بود و پژوهشگران اکنون در حال بررسی این هستند که چگونه و در چه زمانی این آب به آنجا رسیده است.
دستاوردهای ارزشمند برای پژوهشهای آینده
این یافتهها به تغییرات گذشته در الگوهای گردش آب اشاره دارد که ممکن است گرما را به نواحی دور از دسترس منتقل کرده باشند.
به گفته دکتر ریختر، این ماموریت نخستین نمونه از نوع خود در زیر سکوی یخی داتسون بوده است.
«ما اندازهگیریهای پایه بسیار ارزشمندی بهدست آوردیم که اکنون میتوان آنها را با فرضیات مربوط به اختلاط در مدلهای منطقهای و جهانی تعامل یخ و اقیانوس مقایسه کرد و همچنین با دادههای بهدستآمده از سایر حفرههای یخی سنجید تا شباهتها و تفاوتها بهتر درک شود.»
این دادههای پایه، نقطه شروع مطمئنتری برای مدلسازان فراهم میکند تا بتوانند از دست رفتن یخ در آینده و افزایش سطح آب دریاها را با دقت بیشتری برآورد کنند.
نتایج کامل این پژوهش در نشریه علمی Ocean Sciences منتشر شده است.
اگر به تغییرات اقلیمی و آینده سیاره زمین علاقهمند هستید، این مقاله را با دیگران به اشتراک بگذارید و دیدگاه خود را در بخش نظرات بنویسید.
