المحيط الأكثر دفئًا يدفع الجليد البحري في القطب الجنوبي إلى “تحول النظام”

يناقش العلماء سبب تقلص الجليد البحري في القطب الجنوبي بشكل كبير في العقد الماضي، والذي بدا ذات يوم منيعًا ضد تغير المناخ. تشير الأبحاث الآن إلى أن الرياح القوية أدت إلى ارتفاع درجة حرارة المياه من أعماق المحيط، واخترقت طبقات المياه العليا التي كانت تحمي الجليد من الذوبان.

وفي حين انخفض الجليد البحري في القطب الشمالي بنحو 40% على مدى أربعة عقود، فإن الجليد البحري حول القارة القطبية الجنوبية كان حتى وقت قريب يتوسع قليلاً، الأمر الذي أربك معظم النماذج المناخية. ثم بعد عام 2015، انخفض حجم الجليد من مستوى قياسي إلى عدة مستويات قياسية منخفضة، مما أدى إلى فقدان مساحة بحجم جرينلاند.

وتشير بعض الأبحاث إلى أن الجليد البحري قد يذوب إلى حد كبير بسبب درجات حرارة الهواء، التي كانت مرتفعة للغاية في السنوات الأخيرة، مما دفع الباحثين في القطب الجنوبي إلى التقاط صور بملابس السباحة. تشير دراستان جديدتان إلى أن ارتفاع درجة حرارة المحيطات لعب دورًا أكبر في هذا “التحول في النظام”.

يقول سايمون جوسي، من المركز الوطني لعلوم المحيطات في ساوثامبتون بالمملكة المتحدة، والذي لم يشارك في البحث: “سيقول الكثير من الناس… إن ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي هو الذي أدى إلى إذابة الجليد البحري من الأعلى”. “لقد أجرى هؤلاء العلماء الآن تحليلًا شاملاً وحصلوا على سلسلة معقولة من الأحداث، والتي تقول إن المحيط هو اللاعب الرئيسي في ذوبان الجليد عام 2016. ولم يجمع أحد هذه الحجة معًا من قبل”.

كجزء من دوران المحيطات العالمي، تتدفق كتلة من المياه الدافئة والمالحة تسمى المياه العميقة المحيطة بالقطب جنوبًا من المناطق الاستوائية ودوائر القارة القطبية الجنوبية على أعماق تقل عن 200 متر. لكنه يقترب بشكل متزايد من السطح حيث يمكنه إذابة الجليد البحري، كما تشير قياسات درجة الحرارة والملوحة التي تم إجراؤها على مدار عقدين من عدة مئات من العوامات المنجرفة.

القارة القطبية الجنوبية محاطة بحزام من الرياح العاتية والعواصف في خطوط عرض “الأربعينيات الصاخبة” و”الخمسينيات الغاضبة” و”الستينيات الصارخة”. وقد أدى تغير المناخ إلى تحويل مسار العاصفة جنوبًا، مما أدى إلى هطول المزيد من الأمطار في منطقة الجليد البحري، وفقًا لدراسة أجراها إيرل ويلسون في جامعة ستانفورد وزملاؤه. في البداية، خلق هطول الأمطار طبقة من المياه السطحية العذبة التي عزلت بشكل أفضل قاع الجليد البحري عن المياه العميقة الدافئة، مما سمح لها بالتوسع إلى نطاقها القياسي لعام 2014.

لكن مسار العاصفة المتحول نحو الجنوب يوفر أيضًا رياحًا أقوى تدفع المياه السطحية والجليد إلى الأمام. بسبب دوران الأرض، تتحرك المياه بمقدار 90 درجة إلى يسار اتجاه الرياح، مما يؤدي إلى توليد دوامات مثل دوامة بحر ويديل. ومع اندفاع المياه السطحية إلى الحواف، تتدفق المياه العميقة من الأسفل لملء الفراغ في المركز.

بين عامي 2014 و2016، بدأ هذا الارتفاع الذي تحركه الرياح في الفوز في “شد الحبل” ضد الطبقة الواقية من هطول الأمطار المتزايد، وبدأ الجليد البحري في الذوبان في بحر ويديل. عندما قام الباحثون بدمج التغيرات الملحوظة في درجة الحرارة والملوحة في نموذج حاسوبي بسيط، توقعوا أن الجليد البحري سوف يتوسع ثم ينكمش، كما حدث في العالم الحقيقي.

يقول ويلسون: “تشير معظم الدلائل إلى انخفاض مستمر ومستدام في الجليد البحري، لأنه حتى مع احتمالية كبح هطول الأمطار لحرارة المحيطات العميقة، فإن الحرارة لا تزال موجودة”. “كل ما يتطلبه الأمر هو انعكاس مفاجئ للظروف لتعود تلك الحرارة مرة أخرى.”

بدأ هذا الانعكاس بسلسلة من العواصف الرياحية، وفقًا للدراسة الثانية التي أجراها ثيو سبيرا وزملاؤه في معهد ألفريد فيجنر في بريمرهافن بألمانيا.

وحتى قبل هطول الأمطار الإضافي في السنوات الأخيرة، كانت المياه العميقة الدافئة المحيطة بالقطب قد تم إبعادها عن الطبقة السطحية بواسطة مياه الشتاء، وهي طبقة من المياه الباردة والمالحة التي تكونت عندما يتشكل الجليد البحري في الشتاء، وترفض أيونات الملح من بنيتها البلورية الجديدة.

لكن المياه العميقة أصبحت أكثر سخونة بسبب ظاهرة الاحتباس الحراري. نظرًا لأن الماء يتوسع عندما يكون الجو أكثر دفئًا، فإن المياه العميقة تشغل مساحة أكبر، مما يؤدي إلى تناقص كمية المياه في الشتاء. وفي عامي 2015 و2016، جلبت الرياح الأقوى من المتوسط ​​المزيد من المياه العميقة عبر حاجز المياه الشتوي. ولم تتعاف الطبقات منذ ذلك الحين.

وتشير النتائج إلى أنه حتى لو كانت الرياح القوية عبارة عن تقلبات طبيعية، فإن الاحتباس الحراري قد هيأ المسرح.

“إنها الريح التي تدفع [sea ice] يقول سبيرا: “لقد وصلنا إلى هذه الانخفاضات السريعة، ولكن المحيط هو الذي يبقيها منخفضة حقًا. هناك بالتأكيد أدلة على أننا في نظام جديد”.

في حين أن ذوبان الجليد البحري لا يرفع مستويات سطح البحر، إلا أنه قد يضر بالأنواع التي تقضي جزءًا من حياتها على هذا الجليد، مثل الكريل أو طيور البطريق. وإذا انحسر الجليد البحري بالقرب من الرفوف الجليدية الرئيسية، حيث يساعد رفض الملح فيه على تكوين مياه قاع القطب الجنوبي الكثيفة، فقد يؤثر ذلك على تيارات المحيط العالمية، بما في ذلك الدورة الانقلابية في المحيط الأطلسي التي تحافظ على دفء أوروبا.

يقول ويلسون: “إذا قللت إنتاج الجليد البحري في تلك المناطق… فستكون لديك مياه قاع أقل، ومن المحتمل أن يحدث تباطؤ في الدورة الانقلابية الطولية”، على الرغم من أنه يشير إلى أن المياه العذبة الناتجة عن ذوبان الأنهار الجليدية لها تأثير أكبر على المياه السفلية.