افزایش تاثیر رودخانه های پنهان در زیر یخ های قطب جنوب بر آب های جهانی – زومیت

در زیر سطح وسیع یخبندان قطب جنوب، شبکه بزرگی از رودخانه ها و دریاچه ها قرار دارد. صفحات یخی قطب جنوب به عنوان یک پوشش عایق عمل می کنند که با به دام انداختن گرمای زمین و گرمای کم ناشی از تغییر شکل یخ، از یخ زدن آب رودخانه ها و دریاچه های قطب جنوب جلوگیری می کند.

از طرفی جریان آب در زیر ورقه های یخی باعث کاهش اصطکاک زیر سطح آنها می شود و در نتیجه این صفحات سالانه صدها متر در اقیانوس حرکت می کنند. هنگامی که آب رودخانه های زیرزمینی به انتهای جریان خود می رسد، به سمت بالا حرکت می کند و در سطح صفحات یخی ظاهر می شود. در نهایت، این آب ها وارد فضاهای سرد و نمکی زیر سکوهای یخی می شوند که در واقع لبه های صفحات یخی اطراف قطب جنوب هستند. در این مرحله آب رودخانه با آب اقیانوس ترکیب می شود و مواد مغذی و رسوب به جا می گذارد. این مواد باعث ذوب شدن کف سکوهای یخی می شوند و می توانند آنها را از ورقه های یخی جدا کنند. این مهم است زیرا برج های یخی در واقع به عنوان یک مانع بین آب و صفحات یخی بزرگ قطب جنوب عمل می کنند و از حرکت آنها جلوگیری می کنند.

تخمین میزان تغییر این فرآیند طی دهه های آینده می تواند نقش مهمی در درک ما از پدیده افزایش سطح آب اقیانوس ها داشته باشد. متأسفانه تاکنون تحقیقات بسیار کمی در مورد قطب جنوب و رودخانه هایی که از زیر آن می گذرند، انجام شده است.

پروژه پلت فرم علمی قطب جنوب نیوزیلند یکی از اولین تلاش های جدی برای مطالعه رودخانه های زیرزمینی در قطب جنوب است. محققان در قطب جنوب قبلاً دریافته بودند که رودخانه‌هایی که در زیر یخچال‌های قطب جنوب جریان دارند مصب یا برکه‌هایی را تشکیل می‌دهند که 500 متر زیر لایه یخی و 500 کیلومتر از آب‌های آزاد وارد اقیانوس‌ها می‌شوند.

رودخانه های زیرزمینی را کاوش کنید

کاوشگران نیوزلند اخیراً پس از بازدید از صفحه یخی کامب در صفحه یخی قطب جنوب، نتایج تحقیقات خود را منتشر کردند. این رودخانه عظیم از آب و یخ در طرف دیگر صفحه یخی Twice قرار دارد. جریان رودخانه کمب در قرون گذشته بسیار زیاد بوده است، اما میزان جریان آن از 160 سال پیش به دلیل تغییر در توزیع آب در زیر سطوح یخی کاهش یافته است.

جریان کومب تاکنون از اثرات گرمایش جهانی مصون بوده است و ممکن است تا حدی بخشی از یخ های از دست رفته در دیگر بخش های قطب جنوب را جبران کند. بنابراین، مطالعه تغییرات در جریان رودخانه کومب می‌تواند نشانه‌های اولیه تغییر در وضعیت یخ‌های قطب جنوب و اقیانوس‌های زیر آن‌ها را آشکار کند.

یکی از بزرگترین چالش های محققان در این زمینه، تاثیر زیاد صفحات یخی بر متغیرهای خارجی است. افزایش دمای اقیانوس ها باعث ایجاد تغییراتی در رفتار و خواص صفحات یخی می شود، اما رویدادهای دیگری نیز باعث ایجاد چنین تغییراتی می شوند که ممکن است مطالعه اثرات 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 یک رودخانه یا دریاچه زیرزمینی را می شکند. به دلیل نفوذ ناگهانی مقادیر زیادی یخ به رودخانه یا دریاچه، دبی آب تغییر می کند و باعث جاری شدن سیل می شود. پیش بینی زمان وقوع چنین رویدادی اساساً دشوار است، بنابراین برای دانشمندان دشوار است که تأثیرات چنین رویدادی را بر روی صفحات یخی تشخیص دهند.

مشکلات سفر

شروع جهانی شدن کرونا بر برنامه‌های تحقیقاتی قطب جنوب تأثیر منفی گذاشته است، به طوری که زنجیره تأمین جهانی و تأخیر در تحویل تجهیزات باعث عقب ماندن تیم‌های تحقیقاتی در برنامه‌های خود شده است.

تابستان گذشته، دولت نیوزلند یکی از ایستگاه های تحقیقاتی اصلی خود را در قطب جنوب بازسازی کرد. مرکز اسکات (پایه اسکات) شروع شد. این کشور در حال تلاش برای توسعه زیرساخت هایی است که دانشمندان برای طی مسافت های طولانی در قطب جنوب نیاز دارند. گروه تحقیقاتی Combe یکی از اولین تیم هایی بود که از ابتکارات جدید دولت نیوزلند بهره برد. اردوی گروهی برای چندین ماه در 900 کیلومتری ایستگاه دائمی نیوزلند در قطب جنوب فعال بود.

تحقیق در مورد شرایط سخت قطب جنوب، مانند حفاری در یخ های ضخیم قطبی و باز نگه داشتن آنها، به مهارت زیادی نیاز دارد. گروه Combe این کار را با چرخاندن آب داغ در سوراخی در چند صد متری انجام دادند. کاوشگران پس از رسیدن به محل مورد نظر و برپایی کمپ، چاله ای به عمق 500 متر و قطر 0.4 متر حفر کردند و آن را به مدت دو هفته باز نگه داشتند. بنابراین، محققان قادر به نمونه برداری و جمع آوری شواهد برای طیف گسترده ای از پروژه های علمی بودند.

رودخانه های پنهان

تلاش یک دهه دانشمندان نیوزلندی زمانی به ثمر نشست که تیم کومب توانست منبع رودخانه را در اعماق یخ های قطب جنوب مشخص کند. بررسی ها از چاله حفر شده نشان می دهد که رودخانه 240 متر ارتفاع و کمتر از 200 متر عرض دارد. عرض 200 متر ممکن است برای یک رودخانه چیز بزرگی به نظر برسد، اما در مقایسه با عرض دیگر رودخانه های قطب جنوب کوچک است. همچنین عرض رودخانه کمب کمتر از برآورد نقشه های سطحی بود.

یکی از معایب استفاده از مته یخ این است که شما خود را به کار در مکان ثابت محدود می کنید. برای غلبه بر این محدودیت، محققان دانشگاه کرنل از یک ربات زیردریایی برای کاوش در اعماق یخ استفاده کردند. یکی از کشفیات محققان در هنگام عکاسی از آب زیر سطح یخ، وجود گروه های بزرگ دوزیستان بود. حیوانات به قدری شلوغ شدند که این کشف برای مدتی محققان را متحیر کرد زیرا در ابتدا فکر می کردند مشکلی در تجهیزات تیراندازی وجود دارد.

در نهایت، محققان مجبور شدند وسایل لنگر مانند را در زیر سطح یخ اقیانوس قرار دهند. این دستگاه به طور مداوم آب های زیرزمینی را رصد می کند و شرایط اقیانوس ها را برای سال های آینده به پایگاه منتقل می کند. تنها پنج روز پس از پرتاب دستگاه، این تیم توانست امواج فوران آتشفشان تونگا در اقیانوس آرام را شناسایی کند.

تشخیص چنین رویدادهایی خارج از مطالعات معمول، انگیزه اعضای گروه را برای استفاده از چنین تجهیزاتی افزایش می دهد. در سال‌های آینده، دانشمندان می‌توانند بر اساس تجهیزات پیشرفته، وضعیت در حال تغییر جریان‌های زیرزمینی قطب جنوب، از جمله سیل احتمالی را از نزدیک رصد کنند.