تويت
قد تبدو القارة القطبية الجنوبية كأنها بيئة ثابتة، فالمناظر الطبيعية البيضاء ما تزال متجمدة بثبات في مكانها، ولكن تجري العديد من الأشياء تحت سطح الجليد أكثر مما ندركه. قبل أكثر من عقد، توصل العلماء إلى هذا الاكتشاف، عندما أظهر تحليل البيانات الصادر عن القمر الصناعي التابع لوكالة ناسا ICESat الاختلافات في ارتفاع الجليد في غرب أنتاركتيكا، ما عكس وجود كتلة هائلة من حركة المياه تحت الجليدية تحت الغطاء الجليدي.
وقبل الاكتشاف، كان الاعتقاد أن بحيرات المياه الذائبة المخفية بعمق في قاع الغطاء الجليدي حيث يلتقي الجليد بالصخر القاري تحته، توجد بمعزل عن بعضها.
ولكن سنة 2007، وجد الباحثون أن التقلبات في ارتفاع الجليد السطحي في القارة القطبية الجنوبية أنتاركتيكا تدل على حركة المياه المتدفقة بين شبكة مخفية من البحيرات تحت الجليدية التي تشهد امتلاءً واستنزافًا بالتناوب قبل تدفق مياهها إلى المحيط الجنوبي.
الآن أصبحت بعثة ICESat-2 التي انطلقت سنة 2018 تعطي العلماء لمحة أفضل حول هذه الشبكة الغامضة المدفونة عميقًا في البحيرات، في حين تميط اللثام عن بحيرتين لم تُكتَشفا من قبل.
يقول عالم الجليد ماثيو سيجفريد في كلية كولورادو للمناجم: «يُعد رصد هذه الأنظمة المترابطة من البحيرات عند واجهة طبقة الجليد التي تتحرك المياه حولها -مع كل هذه التأثيرات على علم الجليد وعلم الأحياء الدقيقة وعلم المحيطات- اكتشافًا كبيرًا من بعثة ICESat».
ويضيف: «يشبه ICESat-2 وضع نظاراتك بعد استخدام ICESat، بفضل البيانات عالية الدقة، حيث يمكننا حقًا البدء برسم حدود البحيرة على السطح»
وفي دراسة جديدة، جمع سيغفريد وزملاؤه بيانات قياس الارتفاع من ICESat-2 ومن المهمة الأصلية لبعثة ICESat، إلى جانب القياسات المأخوذة من CryoSat-2، وهو قمر صناعي لمراقبة الجليد تشغّله وكالة الفضاء الأوروبية.
وبالجمع بين مجموعات البيانات (في الفترة من 2003 إلى 2020) يتمكن الباحثون من مراقبة البحيرات شبه الجليدية النشطة في جداول زمنية أقصر من دورة تكرار ICESat-2 (الفجوة البالغة 91 يومًا قبل أن تتمكن من مراقبة نفس المنطقة مرة أخرى).
ويفيد الباحثون بأن التشوه السطحي الناجم عن امتلاء البحيرات تحت الجليدية النشطة واستنزافها يوفر واحدة من النوافذ القليلة التي يمكن الوصول إليها عن بعد في تطور شبكات المياه الجوفية. هذه النظم مخفية في حدود 4 كيلومترات من الجليد وتظل إحدى أوجه الريبة الفيزيائية الرئيسية بشأن توقعات ديناميكيات الغطاء الجليدي في المستقبل.
بإمكان خاصية قياس الارتفاع بالليزر التابع للبعثة ICESat-2 أن توسع سجل نشاط البحيرات تحت الجليدية إضافة إلى توفير فهم أفضل للعمليات الهيدرولوجية بالتقاط تفاصيل مكانية أكثر كثافة ودقة، إلى جانب توفير نظرة أكثر تفصيلًا للنشاط والخطوط العريضة للبحيرات تحت الجليدية المعروفة في أنتاركتيكا التي يوجد منها أكثر من 130 بحيرة موثقة بالفعل.
وجد التحليل شذوذين ظهرا كأنهما بحيرتان مخفيتان، لم تُكتشفا من قبل.
هذه البحيرات التي يحتمل أن تكون نشطة (بحيرة كونواي السفلى تحت الجليدية LSLC، وبحيرة ميرسر السفلى تحت الجليدية LSLM) تقع بالقرب من بحيرات مكتشفة من قبل، وربما تكون قد غفلت عن تحديدها المهمة الأصلية التي قامت بها اللجنة، والتي تقع ضمن الفجوات الضيقة بين ملاحظاتها.
وفي هذه المنطقة -تحت مجاري جليد ميرسر ويلان في غرب أنتاركتيكا- يبدو أن نظام البحيرة الذي تهيمن عليه بحيرتان ضخمتان نشطتان تحت جليدية (بحيرة كونواي وبحيرة ميرسر)، يقع في خضم حدث ثالث لها منذ بدأت أعمال المراقبة التي قامت بها ICESat سنة 2003.
قبل مدة، شاركت إحدى الباحثات -عالمة الجليديات هيلين فريكر من مؤسسة سكريبس لعلوم المحيطات- في إعداد دراسة ذات صلة، تناولت بالتفصيل حدثًا دراميًا لاستنزاف البحيرات في شرق القارة القطبية الجنوبية، حيث اختفت بحيرة سطحية على جرف جليدي عائم في غضون أيام.
تحت الغطاء الجليدي في غرب أنتاركتيكا، يعتقد أيضا أن المياه المستنزفة من البحيرات دون الجليدية تتدفق في نهاية المطاف إلى المحيط، على الرغم من أن طريق الخروج المخفي صعب الرصد.
تقول فريكر: «هذه هي العمليات التي تجري تحت القارة القطبية الجنوبية ما كنا لنعرف عنها دون بيانات الأقمار الصناعية. لقد كنا نكافح للحصول على تنبؤات جيدة حول مستقبل أنتاركتيكا، وأدوات مثل ICESat-2 تساعدنا على مراقبة نطاق العملية»
وقبل الاكتشاف، كان الاعتقاد أن بحيرات المياه الذائبة المخفية بعمق في قاع الغطاء الجليدي حيث يلتقي الجليد بالصخر القاري تحته، توجد بمعزل عن بعضها.
ولكن سنة 2007، وجد الباحثون أن التقلبات في ارتفاع الجليد السطحي في القارة القطبية الجنوبية أنتاركتيكا تدل على حركة المياه المتدفقة بين شبكة مخفية من البحيرات تحت الجليدية التي تشهد امتلاءً واستنزافًا بالتناوب قبل تدفق مياهها إلى المحيط الجنوبي.
الآن أصبحت بعثة ICESat-2 التي انطلقت سنة 2018 تعطي العلماء لمحة أفضل حول هذه الشبكة الغامضة المدفونة عميقًا في البحيرات، في حين تميط اللثام عن بحيرتين لم تُكتَشفا من قبل.
يقول عالم الجليد ماثيو سيجفريد في كلية كولورادو للمناجم: «يُعد رصد هذه الأنظمة المترابطة من البحيرات عند واجهة طبقة الجليد التي تتحرك المياه حولها -مع كل هذه التأثيرات على علم الجليد وعلم الأحياء الدقيقة وعلم المحيطات- اكتشافًا كبيرًا من بعثة ICESat».
ويضيف: «يشبه ICESat-2 وضع نظاراتك بعد استخدام ICESat، بفضل البيانات عالية الدقة، حيث يمكننا حقًا البدء برسم حدود البحيرة على السطح»
وفي دراسة جديدة، جمع سيغفريد وزملاؤه بيانات قياس الارتفاع من ICESat-2 ومن المهمة الأصلية لبعثة ICESat، إلى جانب القياسات المأخوذة من CryoSat-2، وهو قمر صناعي لمراقبة الجليد تشغّله وكالة الفضاء الأوروبية.
وبالجمع بين مجموعات البيانات (في الفترة من 2003 إلى 2020) يتمكن الباحثون من مراقبة البحيرات شبه الجليدية النشطة في جداول زمنية أقصر من دورة تكرار ICESat-2 (الفجوة البالغة 91 يومًا قبل أن تتمكن من مراقبة نفس المنطقة مرة أخرى).
ويفيد الباحثون بأن التشوه السطحي الناجم عن امتلاء البحيرات تحت الجليدية النشطة واستنزافها يوفر واحدة من النوافذ القليلة التي يمكن الوصول إليها عن بعد في تطور شبكات المياه الجوفية. هذه النظم مخفية في حدود 4 كيلومترات من الجليد وتظل إحدى أوجه الريبة الفيزيائية الرئيسية بشأن توقعات ديناميكيات الغطاء الجليدي في المستقبل.
بإمكان خاصية قياس الارتفاع بالليزر التابع للبعثة ICESat-2 أن توسع سجل نشاط البحيرات تحت الجليدية إضافة إلى توفير فهم أفضل للعمليات الهيدرولوجية بالتقاط تفاصيل مكانية أكثر كثافة ودقة، إلى جانب توفير نظرة أكثر تفصيلًا للنشاط والخطوط العريضة للبحيرات تحت الجليدية المعروفة في أنتاركتيكا التي يوجد منها أكثر من 130 بحيرة موثقة بالفعل.
وجد التحليل شذوذين ظهرا كأنهما بحيرتان مخفيتان، لم تُكتشفا من قبل.
هذه البحيرات التي يحتمل أن تكون نشطة (بحيرة كونواي السفلى تحت الجليدية LSLC، وبحيرة ميرسر السفلى تحت الجليدية LSLM) تقع بالقرب من بحيرات مكتشفة من قبل، وربما تكون قد غفلت عن تحديدها المهمة الأصلية التي قامت بها اللجنة، والتي تقع ضمن الفجوات الضيقة بين ملاحظاتها.
وفي هذه المنطقة -تحت مجاري جليد ميرسر ويلان في غرب أنتاركتيكا- يبدو أن نظام البحيرة الذي تهيمن عليه بحيرتان ضخمتان نشطتان تحت جليدية (بحيرة كونواي وبحيرة ميرسر)، يقع في خضم حدث ثالث لها منذ بدأت أعمال المراقبة التي قامت بها ICESat سنة 2003.
قبل مدة، شاركت إحدى الباحثات -عالمة الجليديات هيلين فريكر من مؤسسة سكريبس لعلوم المحيطات- في إعداد دراسة ذات صلة، تناولت بالتفصيل حدثًا دراميًا لاستنزاف البحيرات في شرق القارة القطبية الجنوبية، حيث اختفت بحيرة سطحية على جرف جليدي عائم في غضون أيام.
تحت الغطاء الجليدي في غرب أنتاركتيكا، يعتقد أيضا أن المياه المستنزفة من البحيرات دون الجليدية تتدفق في نهاية المطاف إلى المحيط، على الرغم من أن طريق الخروج المخفي صعب الرصد.
تقول فريكر: «هذه هي العمليات التي تجري تحت القارة القطبية الجنوبية ما كنا لنعرف عنها دون بيانات الأقمار الصناعية. لقد كنا نكافح للحصول على تنبؤات جيدة حول مستقبل أنتاركتيكا، وأدوات مثل ICESat-2 تساعدنا على مراقبة نطاق العملية»