صفيحة جليدية

نظرة عامة

علاوةً على ذلك، الصفائح الجليدية هي كتل ضخمة من الجليد تغطي مساحة برية بحجم قاري، أي تتجاوز 50,000 كيلومتر مربع. الصفيحتان الجليديتان الحاليتان في جرينلاند والقارة القطبية الجنوبية تفوقان بكثير هذا الحد، إذ تبلغ مساحتهما كلًا على حِدة 1.7 مليون كيلومتر مربع و14 مليون كيلومتر مربع على التوالي. تتميز كلتا الصفيحتين بسُمك كبير، إذ تتكونان من طبقة جليدية يبلغ متوسط سُمكها 2 كيلومتر (1 ميل).

وعلى صعيد آخر، تتشكل الصفيحة الجليدية بسبب عدم ذوبانية أغلب الثلوج التي تتساقط، بل تُضغط بوزن الطبقات الجديدة من الثلوج، وبسبب هذه العملية تشكل الصفائح الجليدية لا يزال مستمرًا حتى اليوم. ويمكن رؤية ذلك بوضوح في حدث تحطم طائرة مقاتلة من طراز لوكهيد بي-38 لايتنينغ في جرينلاند عام 1942 خلال الحرب العالمية الثانية، فقد تحطمت ولم يُعثر عليها إلا بعد 50 عامًا لأنها كانت مدفونةً تحت 81 مترًا (268 قدمًا) من الجليد الذي تشكل خلال تلك الفترة.

مقاييس الزمن الجيولوجي

في هذا الإطار، لوحظ عدم التزامن بين سلوك الصفائح الجليدية في نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي، من خلال الربط بين زيادات غاز الميثان في عينات جليد جرينلاند وجليد القارة القطبية الجنوبية. شهد نصف الكرة الشمالي احترارًا كبيرًا خلال أحداث دانسجارد–أويشجر، ما أدى إلى زيادة كبيرة في إطلاق الميثان من الأراضي الرطبة في التندرة -سهل أجرد في المنطقة القطبية الشمالية- خلال العصور الجليدية. ينتشر الميثان بسرعة في جميع أنحاء العالم، ويندمج مع الجليد في كلا القطبين. استنتج علماء المناخ القديم من خلال هذا الرابط أن الصفائح الجليدية في جرينلاند لم تبدأ في الاحترار إلا بعد احترار الصفائح الجليدية في القطب الجنوبي لعدة آلاف من السنين. السبب وراء هذه الأحداث المتتالية لا يزال موضع نقاش.

• اقرأ كذلك
• نهر جليدي
• جرف جليدي
• بحيرة تحت جليدية

وفي هذا السياق، عادةً ما تكون التحولات بين الحالات الجليدية والحالات بين الجليدية محكومة بدورات ميلانكوفيتش، وهي أنماط التغيرات المناخية في كمية الإشعاع الشمسي التي تصل إلى الأرض. تنجم هذه الأنماط عن التغيرات في شكل مدار الأرض وزاويتها بالنسبة للشمس، والتي تنتج عن الجاذبية التي تمارسها الكواكب الأخرى أثناء دورانها في مداراتها.

من جهة ثانية، صفيحة القارة القطبية الجنوبية الجليدية على مقاييس الزمن الجيولوجي

وفي هذا السياق، تعتبر دورات الإفراط والتطهير في الصفائح الجليدية الداخلية -وهو تراكم الصفائح الجليدية بمستويات غير مستقرة ثم انهيار جزء منها- مسؤولةً عن هذه التأثيرات. تلعب العوامل الخارجية دورًا في التأثير على الصفيحة الجليدية كذلك، مثل أحداث دانسجارد–أويشجر وهي الاحترارات المفاجئة في نصف الكرة الشمالي التي تحدث كل 40 عامًا على وجه التقريب. تأتي هذه الأحداث مباشرة بعد كل حدث هاينريش، إذ تتكرر كل 1500 سنة على وجه التقريب. لذلك استنتج علماء المناخ القديم استنادًا إلى هذا الدليل أن القوى المسؤولة عن تكون هذين الحدثين هي نفسها.

علاوةً على ذلك، أدى هذا التجلد لتكون فترة من مدار الأرض تميزت بصيف بارد، لكن التغيرات في نسب نظائر الأكسجين كانت أكبر من أن تُفسر بنمو الصفائح الجليدية في القارة القطبية الجنوبية وحدها، ما يشير إلى وجود عصر جليدي أكبر. يُعتقد أن لفتح ممر دريك دور في ذلك كذلك، على الرغم من إشارة النتائج إلى أن انخفاض مستويات ثاني أكسيد الكربون هو العامل الأكثر أهمية.

وفي هذا السياق، مثلًا، خلال المئة ألف سنة الأخيرة على الأقل، تحطمت أجزاء من الصفيحة الجليدية التي كانت تغطي أغلب أمريكا الشمالية -المعروفة باسم صفيحة لورينتايد الجليدية- ما أدى إلى إرسال أساطيل كبيرة من الجبال الجليدية إلى شمال المحيط الأطلسي. سقطت الصخور الكبيرة وبقايا القارات التي كانت تحملها عندما ذابت هذه الجبال الجليدية، مخلِّفة طبقات معروفة باسم حطام الجليد العائم. تُعرف هذه الظواهر بأحداث هاينريش، التي سُميت تيمنًا بمكتشفها هارتموت هاينريش. يبدو أن لهذه الأحداث دورية تتراوح بين 7,000 و10,000 سنة، وتحدث خلال فترات البرودة في العصور بين الجليدية.

من جانب آخر، تراجعت الصفيحة الجليدية الغربية في القارة القطبية الجنوبية إلى حد ما خلال بداية العصر البليوسيني الدافئ، حيث انفتح بحر روس منذ قرابة خمسة إلى ثلاثة ملايين سنة. ومع ذلك، لم يكن هناك انخفاض كبير في الصفيحة الجليدية الشرقية القائمة على اليابسة.

وفي هذا السياق، بدأ تجمد صفيحة القارة القطبية الجنوبية الجليدية منذ قرابة 60 إلى 45.5 مليون سنة في أواخر عصر الباليوسين أو منتصف الفترة الإيوسينية، وازداد بشكل ملحوظ خلال حدث انقراض الإيوسيني-الأوليغوسيني قبل قرابة 34 مليون سنة. كانت مستويات ثاني أكسيد الكربون في ذلك الوقت نحو 760 جزءًا في المليون، وكانت قد انخفضت من مستويات سابقة كانت بالآلاف. كان انخفاض ثاني أكسيد الكربون -عند نقطة تحول مناخي بلغت 600 جزء في المليون- العامل الأساسي الذي أدى إلى تجلد القارة القطبية الجنوبية.

دور الصفيحة الجليدية في دورة الكربون

إضافةً إلى ذلك، تُعتبر الصفائح الجليدية عناصر خاملة في دورة الكربون، وتجاهلها العلماء إلى حد كبير في النماذج العالمية. ولكن في العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين، أظهرت الأبحاث وجود وتكيف الكائنات الحية الدقيقة البحرية بشكل فريد، ومعدلات عالية من الدورة الحيوية الجيولوجية الكيميائية والفيزيائية داخل الصفائح الجليدية، إلى جانب تخزين ودوران الكربون العضوي بكميات تزيد عن 100 مليار طن.

وعلى صعيد آخر، تحتوي التربة الصقيعية في القطب الشمالي على 1400–1650 مليار طن من الكربون، مقارنةً بانبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن الأنشطة البشرية التي تبلغ نحو 40 مليار طن سنويًا.

في هذا الإطار، توجد منطقة معروفة في جرينلاند بالقرب من نهر راسل الجليدي حيث يُطلق الكربون الموجود في مياه الذوبان إلى الغلاف الجوي على شكل ميثان، وهو غاز ذو تأثير أكبر بكثير على الاحتباس الحراري مقارنة بثاني أكسيد الكربون. ومع ذلك، تحتوي المنطقة كذلك على أعداد كبيرة من البكتيريا المحللة للميثان والتي تقلل من تلك انبعاثات غاز المثيان.

ومن جهة أخرى، هناك تباين كبير في تخزين الكربون بين الصفيحتين الجليديتين. ففي حين يوجد قرابة 0.5-27 مليار طن فقط من الكربون النقي تحت صفيحة جرينلاند الجليدية، يُعتقد أن ما بين 6000-21,000 مليار طن من الكربون النقي موجود تحت صفيحة القارة القطبية الجنوبية الجليدية. يمكن أن يعزز الكربون تغيير المناخ إذا تم إطلاقه تدريجيًا عبر المياه الذائبة من الجليد، ليؤدي إلى زيادة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بشكل عام.