حدد الباحثون 85 بحيرة غير معروفة من قبل على بعد عدة كيلومترات تحت السطح المتجمد المحيط بالقطب الجنوبي، باستخدام بيانات الأقمار الصناعية على مدى عقد من الزمان.
تشكل مئات البحيرات تحت الجليدية، المختبئة تحت أكبر كتلة جليدية على وجه الأرض، جزءاً أساسياً من البنية الجليدية للقارة القطبية الجنوبية، حيث تؤثر على حركة واستقرار الأنهار الجليدية، وبالتالي تؤثر على ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي.
بفضل بيانات تم جمعها على مدى عقد من الزمن من قمر كريو سات-2 التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، تمكن باحثون بقيادة سالي ويلسون، الباحثة في جامعة ليدز، من زيادة عدد البحيرات الجليدية النشطة المعروفة تحت القارة القطبية الجنوبية بأكثر من النصف إلى 231.
ويعد البحث المنشور في مجلة Nature Communications ذو أهميّة كبيرة لأن البحيرات الجليدية النشطة، والتي تستنزف وتعاد تعبئتها على أساس دوري، تقدم نظرة نادرة إلى ما يحدث على بعد كيلومترات تحت سطح الجليد، عند قاعدة الغطاء الجليدي.
وقد حدد البحث أيضاً مسارات تصريف جديدة تحت الأنهار الجليدية، بما في ذلك خمس شبكات مترابطة من البحيرات.
وأوضحت سالي ويلسون، المؤلفة الرئيسية للدراسة من كلية الأرض والبيئة في ليدز، أن ما نعرفه عن البحيرات تحت الجليدية وتدفق المياه محدود لأنها مدفونة تحت مئات الأمتار من الجليد.
وقالت: “من الصعب للغاية مراقبة أحداث ملء وتجفيف البحيرات تحت الجليدية في ظل هذه الظروف، خاصة وأن الأمر يستغرق عدة أشهر أو سنوات حتى تمتلئ وتجف.
قبل دراستنا، لم يُرصد سوى 36 دورة كاملة حول العالم، من بداية الامتلاء تحت الجليدي وحتى نهاية التصريف. رصدنا 12 دورة أخرى من الامتلاء والتصريف الكامل، ليصل العدد الإجمالي إلى 48 دورة.
الأقمار الصناعية تدعم الرؤى حول ديناميكيات الجليد والمحيطاتتمكنت الملاحظات من مهمة كريو سات-2، التي تم إطلاقها في عام 2010، من إنتاج مجموعة بيانات تمتد من عام 2010 إلى عام 2020.
يقيس قمر كريو سات-2 التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، وهو جزء من برنامج FutureEO التابع لها، سُمك الجليد البحري القطبي، ويرصد التغيرات في ارتفاع الصفائح الجليدية فوق جرينلاند والقارة القطبية الجنوبية، والأنهار الجليدية حول العالم، جهازه الرئيسي هو مقياس الارتفاع الراداري، الذي يمكنه رصد التغيرات الطفيفة في ارتفاع سطح الجليد، بالإضافة إلى قياس ارتفاع سطح البحر.
باستخدام عمليات رصد استمرت عقداً من الزمن باستخدام كريو سات، رصد الباحثون تغيرات موضعية في ارتفاع السطح الجليدي للقارة القطبية الجنوبية، والذي يرتفع وينخفض مع امتلاء البحيرات واستنزافها عند قاعدة الغطاء الجليدي. وتمكنوا بعد ذلك من رصد البحيرات تحت الجليدية ورسم خرائط لها، ومراقبة دورات امتلائها واستنزافها بمرور الوقت.
قالت آنا هوغ، المؤلفة المشاركة في الدراسة وأستاذة رصد الأرض بجامعة ليدز : “كان من المثير للاهتمام اكتشاف أن منطقة البحيرات تحت الجليدية يمكن أن تتغير خلال دورات الامتلاء أو التصريف المختلفة، وهذا يُظهر أن علم المياه تحت الجليدية في أنتاركتيكا أكثر ديناميكية مما كان يُعتقد سابقاً، لذا يجب علينا مواصلة مراقبة هذه البحيرات مع تطورها في المستقبل”.
وأوضحت سالي أن الملاحظات مثل هذه ضرورية لفهم الديناميكيات البنيوية للصفائح الجليدية وكيف تؤثر على المحيط من حولها.
وقالت: “النماذج الرقمية التي نستخدمها حالياً لتوقع مساهمة الصفائح الجليدية بأكملها في ارتفاع مستوى سطح البحر لا تشمل علم المياه تحت الجليدية.
وستُستخدم مجموعات البيانات الجديدة هذه، المتعلقة بمواقع البحيرات تحت الجليدية وامتداداتها وتسلسلها الزمني، لتطوير فهمنا للعمليات التي تُحرك تدفق المياه تحت القارة القطبية الجنوبية”.
وأشار مارتن ويرينغ، منسق مجموعة علوم القطب الشمالي في وكالة الفضاء الأوروبية، إلى أن “هذا البحث يثبت مرة أخرى أهمية البيانات المستمدة من مهمة كريو سات-2 في تحسين فهمنا للمناطق القطبية وخاصة ديناميكيات الصفائح الجليدية.
“كلما فهمنا بشكل أكبر العمليات المعقدة التي تؤثر على الغطاء الجليدي في القارة القطبية الجنوبية، بما في ذلك تدفق المياه الذائبة عند قاعدة الغطاء الجليدي، كلما تمكنا من التنبؤ بمدى ارتفاع مستوى سطح البحر في المستقبل بشكل أكثر دقة.”
كيف تتشكل البحيرة تحت الجليدية؟تتشكل مياه الذوبان تحت الجليدية نتيجةً للحرارة الجوفية الناتجة عن سطح صخور الأرض الأساسية، وحرارة الاحتكاك الناتجة عن انزلاق الجليد فوقها.يمكن أن تتجمع هذه المياه الذائبة على سطح صخور الأرض الأساسية، وتُصرف دورياً، ويُمكّن هذا التدفق المائي من تقليل الاحتكاك بين الجليد وصخور الأرض الأساسية التي يستقر عليها، مما يسمح للجليد بالانزلاق بسرعة أكبر في المحيط.
لا تُعتبر جميع البحيرات تحت الجليدية نشطة، إذ يُعتقد أن العديد منها مستقر لأنه من غير المعروف أنها تمتلئ أو تستنزف.وأكبر بحيرة تحت جليدية معروفة هي بحيرة فوستوك الواقعة تحت الغطاء الجليدي الشرقي لأنتاركتيكا، حيث تُقدر كمية المياه التي تحتويها بما يتراوح بين 5000 و65000 كيلومتر مكعب تحت 4 كيلومترات من الجليد.
