آبخوان‌های بزرگ، زیر صفحه یخی گرینلند

0
203
صفحه-یخی-گرینلند
صفحه-یخی-گرینلند

چه چیزی زیر صفحه یخی گرینلند پنهان است؟

صفحه یخی گرینلند عظیم، مرموز و درحال ذوب شدن است. با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته، محققان برای اولین بار حقایق آن را افشا می‌کنند، آن‌چیزی که محققان پیدا کردند شگفت انگیز است، زیر صفحه یخی آبخوان‌های بزرگی هستند که به اندازه آب دریاچه تاهو، از ذوب شدن برف‌ها در فصل تابستان در خود آب نگه داشته‌اند.

آیا این آب‌ها همان جا محفوظ می‌مانند یا اینکه راهی برای رسیدن به اقیانوس‌ها پیدا کرده و در افزایش سطح آب دریاها مشارکت می‌کنند؟ به محقق یخچال‌شناس، کریستین پوینار، در این سفر به مناطق یخی و فراموش شده بپیوندید تا حقایق را بدانید.

مقاله هایی درباره یخچال‌های طبیعی، قطب جنوب و گرینلند

وقتی ۲۱ سالم بود، تکالیف فیزیک‌ام را داشتم. تکالیف فیزیک هرچندی نیاز به استراحت کوتاه داشتند، آن زمان ویکیپدیا جدید بود و من زمان زیادی از استراحتم را در آن‌جا می‌گذراندم. مقاله‌های یکسانی را مدام و مدام می‌خواندم، در مورد یخچال‌های طبیعی، قطب جنوب و گرینلند.

بازدید از این مکان‌ها چقدر می‌توانست جالب باشد و چه چیزی می‌توانست ما را به آنجا برساند؟ خب، ما اینجا در حال پرواز بر روی صفحه یخی گرینلند با استفاده از هواپیمای چند منظوره ناسا هستیم. چیزهای زیادی برای دیدن آن‌جاست، اما بیشترشان مخفی و در انتظار برای کشف شدن هستند. چیزی که مقاله‌های ویکیپدیا به من نگفت این بود که زیر آن صفحه‌های یخی آب مایع پنهان شده است، زیرا آن زمان هنوز این را نمی‌دانستیم.

ویژگی های صفحه یخی گرینلند

صفحه-های-یخی-گرینلند
صفحه-های-یخی-گرینلند

من از ویکی پدیا آموختم که صفحه یخی گرینلند به اندازه مکزیک بزرگ است، و ضخامت آن از بالا تا پایینش حدود ۳ کیلومتر است. اما فقط در مورد آمار و ارقام نبود. یخ همچون رودی به سمت اقیانوس در جریان بود. در مسیر حرکتش خم می‌شود، ترک بر می‌دارد و تغییر شکل می‌دهد.من باید در مورد این تحرکات شگفت‌انگیز یخی مطالعه می‌کردم که در یکی از دورافتاده‌ترین محیط‌های فیزیکی باقی‌مانده بر روی زمین قرار داشت. امروزه کار بر روی یخچال‌های طبیعی همانند کار با فیسبوک در روزهای اولیه آن در دهه ۲۰۰۰ است.

 

 

 

انقلابی در علم یخچال شناسی

ماهواره-های-ناسا-روی-صفحه-های-یخی
ماهواره-های-ناسا-روی-صفحه-های-یخی

قابلیت ما در پرواز هواپیماها و ماهواره‌ها بر روی صفحه‌های یخی انقلابی در علم یخچال شناسی بود. ماهواره‌ها کاری برای علم می‌کنند که گوشی‌های هوشمند برای شبکه‌های اجتماعی کردند.

ماهواره‌ها گزارش‌های ارزشمندی می‌فرستند که مدام حقایق جدید پنهانی در مورد صفحه‌های یخی را افشا می‌کنند. برای مثال، ما هر ماه گزارش‌هایی از اندازه صفحه یخی گرینلند از سال ۲۰۰۲ داریم. می‌توانید زیر صفحه، ماه و سال داده‌ها را جلوتر که می‌روند ببینید. می‌توانید ببینید بخشی از مناطق صفحه یخی در تابستان ذوب و یا از دست می‌روند.

از دست دادن یخ در صفحه های یخی

از دست دادن یخ در صفحه های یخی
از دست دادن یخ در صفحه های یخی

مناطق دیگری نیز در زمستان بارش برف و یا برگشت یخ دارند. این دوره‌های فصلی، با این نرخ از میزان از دست رفت پنجاه سال پیش می‌توانست یک یخچال‌شناس را متحیر بکند. هیچ وقت ما تصور این که یک صفحه یخی بتواند با این سرعت یخ از دست بدهد را نداشتیم.

از زمانی که اندازه‌گیری‌های ما از سال ۲۰۰۲ آغاز شد، صفحه یخی به اندازه‌ای یخ از دست داد که اگر آب ذوب شده در قاره کوچکی جمع می‌شد می‌توانست استرالیا را تا زانو زیر آب ببرد. چطور این ممکن است؟ خب، زیر یخ‌ها سنگ بسترها قرار دارند.

ما از رادار برای نقشه برداری از تپه‌ها، دره‌ها، کوه‌ها و فرورفتگی‌هایی که یخ بر روی آن‌ها جاری می‌شود استفاده کردیم. زیر صفحه یخی کانال‌های به اندازه دره گرند کنیون است که یخ و آب را از گرینلند به اقیانوس هدایت می‌کند.

چگونه رادار سنگ بستر را تشخیص می دهد؟

دلیل اینکه رادار می‌تواند سنگ بستر را تشخیص دهد این است که یخ کاملاً بر روی امواج رادار بی‌تاثیر است. می‌توانید یک آزمایشی بکنید. در خانه تکه یخی را در مایکروفر بگذارید. ذوب نخواهد شد. چون امواج با طول موج ریز، یا رادارها بدون هیچ واکنشی از یخ عبور می‌کنند.

اگر می‌خواهید یخ را ذوب کنید باید خیسش کنید، چون آب در مایکروفر به سادگی گرما می‌گیرد. این قاعده کلی در مایکروفرهای طراحی شده اطراف‌مان است رادار می‌تواند آب را ببیند. و رادار یک استخر عظیمی از آب مایع پنهان شده زیر همکارم اُلیویا به اندازه‌ی هفت طبقه زیر پایش را افشا کرد. او اینجا از پمپی برای برگرداندن آب به سطح صفحه یخی استفاده می‌کند.

به وجود آمدن آبخوان‌های یخچالی و ورود به اقیانوس ها

همین شش سال پیش، هیچ اطلاعی از حضور این آبخوان‌های یخچالی نداشتیم. آبخوان وقتی به وجود می‌آید که برف زیر نور خورشید آب شده و به سطوح زیرین نفوذ می‌کند. در استخرهای عظیمی جمع می‌شود.

آبخوان-های-یخچالی
آبخوان-های-یخچالی

و برف‌های بالایی همانند خانه اسکیموها عمل کرده و مانع نفوذ سرما و باد به این آب‌ها می‌شوند. بدین ترتیب آب می‌تواند زیر صفحه یخی برای سال‌ها به صورت مایع پنهان بماند. سوال اینجاست که، بعداً چه اتفاقی برای آن‌ها می‌اُفتد؟

عدم-نفوذ-سرما-و-باد-به-آب-زیر-صفحه
عدم-نفوذ-سرما-و-باد-به-آب-زیر-صفحه

آیا آن آب برای همیشه آنجا باقی می‌ماند؟ یا راهی برای اقیانوس پیدا می‌کند؟ یک راه ممکن برای رسیدن آب به سنگ بستر و ایجاد اقیانوس در آنجا، شکافت‌های صفحه یخی است.

وقتی شکافت‌ها با آب پر می‌شوند، وزن آب آن‌ها را مجبور به عمیق‌تر شدن می‌کند. این مثل همان شیوه در استحصال از چاه‌های گازی زیر زمین است. آب تحت فشار صخره‌ها را می‌شکافد. همه این فرآیند از یک شکاف کوچک آغاز می‌شود.

شکاف‌هایی در صفحه یخی گرینلند نزدیک به آبخوانهای یخچالی

شکاف-های-صفحه-یخی-گرینلند
شکاف-های-صفحه-یخی-گرینلند

خب، ما اخیراً متوجه شدیم که شکاف‌هایی در صفحه یخی گرینلند نزدیک این آبخوانهای یخچالی وجود دارند. شما می‌توانید بالای اکثر صفحه یخی گرینلند در پرواز باشید و هیچ چیزی نبینید.

هیچ شکاف و پستی و بلندی بر روی سطح آن، اما هرچه بالگرد به ساحل نزدیک‌تر می‌شود، مسیری که آب برای جاری شدن به پائین دست‌ها طی می‌کند شکافی را نمایان‌تر می‌کند، و شکاف‌های بعدی همینطور.

آیا این شکافت‌ها از آب مایع پر شده‌اند؟ و اگر چنین است، عمق آب آن‌ها چقدر است؟ آیا تا سنگ بستر و اقیانوس می‌رسد؟ برای پاسخ به این سوالات، ما به چیزی فراتر از داده‌های رادار نیازمندیم. ما به مدل‌‌های محاسباتی نیازمندیم.
 

 

مدل‌ محاسباتی چیست؟

من مدل‌های محاسباتی را نوشته‌ام که روی ابر رایانه‌ها اجرا می‌شوند. مدل‌های محاسباتی مجموعه‌ای از معادلاتی هستند که کنار یکدیگر پدیده‌ای را توصیف می‌کنند.می‌تواند به سادگی محاسبه ادامه دنباله‌های عددی مثل عدد بعدی در سری ۱ , ۳ , ۵ , ۷ ، یا می‌تواند مجموعه معادلاتی پیچیده‌تر باشد که می‌تواند آینده پدیده‌ای را بر پایه شرایط فعلی محاسبه کند.

در مورد پدیده ما، معادلات برای توصیف نحوه کار شکافت‌های یخی چیست؟

مهندسان هم اکنون دانش خوبی از درک نحوه شکست آلومینویم، فولاد و پلاستیک زیر فشار دارند. شکستن یکی از مهم‌ترین مشکلات جامعه ماست. و معلوم شد که معادلات مهندسی برای توجیه شکستن مواد تفاوتی با تکالیف فیزیکی که داشتم نمی‌کرد.

پس آن‌ها را برداشتم و بر روی یخ اعمال کردم و بعد مدل محاسباتی از نحوه شکافتن این شکافت‌های یخی وقتی که با آب آبخوان‌ها پر می‌شدند، داشتم. این قدرت ریاضیات است، می‌تواند در فهمیدن فرآیند‌های واقعی جهان کمک‌مان کند.

نتایج-مدل‌های-محاسباتی‌
نتایج-مدل‌های-محاسباتی‌

نتایج مدل‌های محاسباتی‌ام را به شما نشان خواهم داد، اما در ابتدا باید بفهمم چرا در شکافت‌های یخی عرض‌شان از عمق‌شان هزاران برابر کوچکتر است، در قسمت بزرگ صفحه، ما بر روی دیدن جزئیات تمرکز کردیم. و در قسمت کوچک‌تر در سمت راست صفحه می‌توانید مقیاس واقعی از عمق و نازکی شکافت یخی را ببینید.

هرچه آب در آبخوان به سمت شکافت‌های یخی جاری می‌شود، مقداری از آب در دمای منفی ۱۵ درجه سانتیگراد یخ می‌بندد. به همان سردی فریزر آشپزخانه‌تان. اما این یخ زدگی می‌تواند جبران شود اگر نرخ جریان یافتن آب آبخوان یخی به اندازه‌ کافی بالا باشد.

در مورد شبیه سازی ما، همین طور است، و آب آبخوان شکافت یخی را تا بستر صفحه یخی می‌شکافد هزاران متر پایین‌تر. از این عمق، مسیر راحتی برای رسیدن به اقیانوس دارد. پس، آب آبخوان‌ها قسمتی از پدیده افزایش سه میلیمتر در سال سطح آب اقیانوس‌هاست که ما به عنوان یک جامعه جهانی تجربه‌اش می‌کنیم.

بحران افزایش سطح آب دریاها

اما به همین‌جا ختم نمی‌شود: آب آبخوان شاید منجر به اتفاقاتی بزرگ‌تر که انتظارش را نداریم شود. یخ به طریقی پیچیده جاری می‌شود. در برخی جاها یخ به‌شدت سریع جاری می‌شود.

در این نقاط انتظار وجود آب زیادی زیر صفحه یخی داریم. در جاهای دیگر نه به این اندازه سریع. معمولاً آبی زیر این صفحه‌ها نیست. حالا می‌دانیم که آب آبخوان‌ها به سمت صفحات زیرین صفحه یخی جاری می‌شود. سوالی بعدی این است که:

آیا این باعث می‌شود یخ‌ها سریعتر به سمت اقیانوس جاری شوند؟

ما سعی می‌کنیم پرده از اسرار پنهان صفحه یخی گرینلند برداریم بدین طریق می‌توانیم برنامه‌های بهتری برای بحران افزایش سطح آب دریاها داشته باشیم. مقدار آبی که صفحه یخی گرینلند از سال ۲۰۰۲ از دست داده مقدار کمی از آن‌چیزی است که صفحه یخی در خود دارد.

صفحه‌های یخی ماشین‌های قدرتمند و عظیمی‌اند که از زمان‌های طولانی مشغول به کارند. در ۸۰ سال بعدی، سطح آب دریاها حداقل ۲۰ سانتی‌متر افزایش خواهد داشت. شاید تا یک متر نیز برسد، یا حتی بیشتر. دانش ما از آینده سطح آب دریاها خوب است، ولی پیش‌بینی‌های ما هنوز ثبات ندارند.

به دنبال پیش بینی های قطعی!

این وظیفه ما به عنوان محقق یخچال‌شناس است که به این پیش‌بینی‌ها قطعیت بدهیم:

چقدر آب سطح دریاها در حال افزایش است؟

و سرعت وقوع آن چقدر است؟

ما باید به این سوالات در مورد سرعت و مقدار افزایش سطح آب دریاها پاسخ دهیم تا بدین ترتیب جهان و جوامع آن برای افزایش سطح آب دریاها برنامه داشته باشند.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

15 − 1 =