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

در زیر سطح وسیع یخبندان قطب جنوب شبکه ای از رودخانه ها و دریاچه های بزرگ وجود دارد. صفحات یخی قطب جنوب به عنوان یک پوشش عایق عمل می کنند و به جذب گرما از زمین و گرمای کم ناشی از تغییر شکل یخ کمک می کنند و از یخ زدن آب رودخانه ها و دریاچه های قطب جنوب جلوگیری می کنند.

از طرفی جریان آب در زیر صفحات یخی باعث کاهش اصطکاک کف 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 روی سطح یخ ظاهر می شود. در نهایت این آب ها وارد حفره های سرد و نمکی زیر سکوهای یخی می شوند که در واقع لبه های یخی هستند که قطب جنوب را احاطه کرده اند. در این مرحله آب رودخانه با آب اقیانوس ترکیب می شود و مواد مغذی و رسوب آزاد می کند. این مواد باعث ذوب شدن کف دکل های یخی می شوند و می توانند آنها را از ورقه های یخ جدا کنند. این مهم است زیرا دکل های یخی در واقع به عنوان یک مانع بین آب و یخ های بزرگ در قطب جنوب عمل می کنند و از حرکت آنها جلوگیری می کنند.

پیش‌بینی سرعت تغییر این فرآیند در دهه‌های آینده می‌تواند نقش مهمی در درک ما از پدیده افزایش سطح آب اقیانوس داشته باشد. متأسفانه، تاکنون تحقیقات بسیار کمی در قطب جنوب و رودخانه هایی که در زیر آن جریان دارند، 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 کشف کرده بودند که رودخانه هایی که در زیر یخچال های قطب جنوب جریان دارند مصب یا برکه هایی را تشکیل می دهند که در عمق 500 متری زیر یخ و 500 کیلومتری از آب های آزاد وارد اقیانوس ها می شوند.

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 بزرگ از آب و یخ در طرف دیگر صفحه یخی Twice قرار دارد. جریان رودخانه کمب در طول قرن های گذشته بسیار زیاد بوده است، اما از ۱۶۰ سال پیش به دلیل تغییر در توزیع آب در زیر سطح یخی، جریان این رودخانه کاهش یافته است.

جریان کومب تاکنون از اثرات گرمایش جهانی مصون بوده و ممکن است تا حدی بخشی از یخ های از دست رفته در دیگر نقاط قطب جنوب را جبران کند. بنابراین، مطالعه تغییرات در جریان رودخانه کومب ممکن است اولین نشانه های تغییر را در وضعیت صفحات یخی قطب جنوب و اقیانوس های زیر آنها آشکار کند.

یکی از چالش های بزرگ برای محققان در این زمینه، تاثیر زیاد صفحات یخی بر متغیرهای خارجی است. افزایش دمای اقیانوس ها باعث تغییراتی در رفتار و ویژگی های یخ می شود، اما رویدادهای دیگری نیز باعث تغییراتی می شوند که می تواند مطالعه تأثیرات تغییرات آب و هوایی در 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 ورود ناگهانی مقادیر زیادی یخ به رودخانه یا دریاچه، سرعت جریان آب تغییر می کند و باعث جاری شدن سیل می شود. پیش‌بینی زمان وقوع چنین رویدادی اساساً دشوار است، بنابراین برای دانشمندان دشوار است که تأثیرات چنین رویدادی را بر روی صفحات یخی شناسایی کنند.

مشکلات سفر

شروع جهانی شدن کرونا بر برنامه‌های تحقیقاتی در قطب جنوب تأثیر منفی گذاشته است، اختلالات در زنجیره تأمین جهانی و تأخیر در تحویل تجهیزات، تیم‌های تحقیقاتی را در برنامه خود قرار داده 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 ایجاد زیرساخت هایی است که دانشمندان برای طی مسافت های طولانی تا قطب جنوب به آن نیاز دارند. گروه تحقیقاتی Combe یکی از اولین تیم هایی بود که از ابتکارات جدید دولت نیوزلند بهره برد. اردوگاه این گروه چندین ماه است که در 900 کیلومتری ایستگاه دائمی نیوزلند در قطب جنوب فعال بوده است.

انجام تحقیقات در شرایط سخت قطب جنوب به مهارت زیادی نیاز دارد، مانند حفاری کلاهک های یخی قطبی ضخیم و باز کردن آنها. گروه Combe این کار را با چرخاندن آب گرم از طریق سوراخی چند صد متری انجام داد. کاوشگران پس از رسیدن به محل مورد نظر و برپایی کمپ، حفره ای به عمق 500 متر و عرض 0.4 متر ایجاد کردند و آن را به مدت دو هفته باز نگه داشتند. بنابراین محققان توانسته‌اند برای طیف گسترده‌ای از پروژه‌های علمی نمونه‌برداری و شواهد جمع‌آوری کنند.

رودخانه های پنهان

ده سال تلاش دانشمندان نیوزلندی زمانی حاصل شد که تیم Combe مکان دقیق منبع رودخانه را در عمق یخ های قطب جنوب تعیین کرد. مطالعات انجام شده از طریق چاله حفر شده نشان می دهد که رودخانه 240 متر ارتفاع و کمتر از 200 متر عرض دارد. عرض 200 متر ممکن است در یک رودخانه چیز بزرگی به نظر برسد، اما در مقایسه با عرض رودخانه های دیگر در قطب جنوب کوچک است. همچنین عرض رودخانه کمب کمتر از مقدار برآورد شده از نقشه های سطحی است.

یکی از معایب استفاده از مته سوراخ یخ این است که شما خود را به مطالعه یک مکان ثابت محدود می کنید. برای گذر از این حد، محققان دانشگاه کرنل از یک ربات زیردریایی برای کاوش در اعماق زیر یخ استفاده کردند. یکی از یافته های محققان در عکاسی از آب در زیر سطح یخ، وجود گروه های بزرگ دوزیستان است. این کشف برای مدتی برای محققان معمایی بود، زیرا حیوانات به قدری شلوغ شده بودند که در ابتدا فکر کردند مشکلی در تجهیزات فیلمسازی وجود دارد.

در نهایت، محققان مجبور شدند وسایلی مانند لنگرها را در اقیانوس زیر سطح یخ مستقر کنند. این دستگاه در سال های آینده با پایش مستمر آب های زیرزمینی شرایط اقیانوس ها را به این پایگاه خواهد فرستاد. تنها پنج روز پس از پرتاب دستگاه، تیم فوران های آتشفشانی تونگا در اقیانوس آرام را شناسایی کرد.

علاوه بر مطالعات روتین، شناسایی چنین رویدادهایی انگیزه اعضای گروه را برای استفاده از چنین تجهیزاتی افزایش می دهد. در سال های آینده، دانشمندان قادر خواهند بود با تکیه بر تجهیزات مدرن، وضعیت در حال تغییر جریان های زیرزمینی قطب جنوب، از جمله سیل احتمالی را رصد کنند.