في كل شتاء، تتضاعف مساحة القارة القطبية الجنوبية تقريبا مع تشكل الجليد البحري فوق المحيط المحيط بها.
وعادة ما يكون خليج برييد Breid Bay في شرق القارة القطبية الجنوبية مغطى بالكامل بطبقة متجمدة خلال شهري يوليو وأغسطس.
لكن في أغسطس 2024، كشفت صور الأقمار الصناعية عن ظهور ثقب هائل في الجليد، يعرف علميا باسم البولينيا (Polynya)، وهو منطقة من مياه المحيط المفتوحة تحيط بها طبقات من الجليد البحري.
ولم يسبق للعلماء أن رصدوا ظاهرة بهذا الحجم في تلك المنطقة خلال هذا الوقت من السنة.
وعندما بلغ الثقب أكبر مساحة له، امتد على نحو 89,121 كيلومترا مربعا، وهي مساحة تقل بقليل عن إجمالي مساحة البرتغال.
سلسلة من الظروف الجوية القاسية
خلص فريق بحثي من الهند، بقيادة عالم علوم الأرض جيبانجيوتي سوين، إلى أن ظهور هذه المنطقة المفتوحة نتج عن سلسلة من الظروف الجوية والمحيطية القاسية، شملت عدة أنهار جوية شديدة وموجات حر بحرية.
ونشر الباحثون نتائج دراستهم في مجلة Geophysical Research Letters.
وكتب الباحثون أن سلسلة من الأنهار الجوية الشديدة، التي تعرف عادة باسم أنهار السماء، نقلت كميات كبيرة من الرطوبة من المناطق ذات خطوط العرض المنخفضة نحو القارة القطبية الجنوبية.
وترافقت هذه الظاهرة مع تدفق مستمر للرياح باتجاه الجنوب، ما أدى إلى دفع الجليد البحري نحو مناطق أبعد عن موقعه.
وشهدت الفترة الممتدة من يوليو إلى أغسطس 2024 ستة أنهار جوية حملت هواء دافئا ورطبا، ويشير العلماء إلى أن هذه الأحداث كانت من بين أقوى عمليات نقل الرطوبة في منتصف الشتاء التي سجلت حتى ذلك الوقت.
كيف منع الجليد من التكون؟
أوضح الباحثون أن هذه الظروف أدت مجتمعة إلى زيادة الإشعاع الحراري طويل الموجة المتجه نحو سطح الأرض، وارتفاع حرارة الغلاف الجوي، وتساقط ثلوج دافئة، إضافة إلى انتقال كميات أكبر من الحرارة إلى المحيط.
وأدت هذه العوامل مجتمعة إلى الحد من نمو الجليد البحري.
وفي الوقت نفسه، تسببت الرياح القوية في حدوث ظاهرة تعرف باسم شفط إكمان (Ekman suction)، أدت إلى دفع المياه الأكثر دفئا الموجودة أسفل سطح المحيط نحو الأعلى.
وتحدث ظاهرة شفط إكمان عندما تؤدي حركة الرياح واحتكاكها بسطح المحيط إلى إزاحة كميات كبيرة من المياه السطحية، ما يسمح لمياه أعمق بالارتفاع نحو السطح.
وفي هذه الحالة، دفعت هذه العملية المياه العميقة المحيطية المحيطة بالقارة القطبية الجنوبية إلى السطح. وكانت هذه المياه أكثر دفئا وأكثر اضطرابا مقارنة بالمياه السطحية المعتادة في ذلك الوقت من العام.
وأدى صعود هذه المياه الدافئة، إلى جانب موجات الحر البحرية المستمرة، إلى إبطاء تجمد المياه ومنع تشكل الجليد البحري في المنطقة.
ظاهرة قد تتكرر مستقبلا
يتوقع سوين وفريقه أن تصبح ظاهرة البولينيا أكثر شيوعا في القارة القطبية الجنوبية مستقبلا، مع استمرار تغير المناخ في تقوية الأنهار الجوية وزيادة تواتر موجات الحر واستمرارها لفترات أطول في الغلاف الجوي والمحيطات، إضافة إلى ارتفاع حرارة الطبقات العليا من المحيط الجنوبي.
وكتب الباحثون أن انخفاض مستويات الجليد البحري وتكون مناطق البولينيا قد يصبحان أكثر شيوعا في المناطق التي ظل فيها الجليد البحري مستقرا تاريخيا.
انخفاض قياسي في الجليد البحري
وصلت القارة القطبية الجنوبية هذا العام إلى ثالث أدنى مستوى مسجل على الإطلاق لمساحة الجليد البحري خلال فصل الشتاء.
كما حدثت جميع المستويات الأربعة الأدنى للجليد البحري الشتوي خلال السنوات الأربع الماضية.
وسجل عام 2023 أدنى مستوى على الإطلاق، بينما جاء عام 2024، وهو العام الذي ظهر فيه الثقب الهائل في خليج برييد، في المرتبة الثانية.
وفي يونيو من هذا العام، فشلت مساحة كبيرة من بحر بيلينغسهاوزن، الواقع على الجانب الغربي من شبه الجزيرة القطبية الجنوبية، في التجمد.
وأدى ذلك إلى بقاء مساحة من المحيط مكشوفة تقدر بحجم فرنسا تقريبا، رغم أنها تكون عادة مغطاة بالجليد البحري في ذلك الوقت من العام.
لماذا يثير غياب الجليد القلق؟
يظهر الجليد البحري ويختفي بشكل طبيعي خلال العام، كما أنه يطفو فوق مياه المحيط، ولذلك فهو لا يرتبط مباشرة بارتفاع مستوى سطح البحر.
لكن الجليد البحري يشكل حاجزا واقيا حول الصفائح الجليدية والجروف الجليدية، التي يمكن أن يؤدي فقدانها إلى تسريع ارتفاع مستوى سطح البحر.
ومن دون وجود مساحة واسعة من الجليد البحري خلال الشتاء، تصبح أجزاء أكبر من الغطاء الجليدي في القارة القطبية الجنوبية مكشوفة أمام مياه المحيط التي تزداد دفئا، وهو ما يمثل مصدر قلق رئيسيا للعلماء.
تأثيرات على النظام البيئي
لا تقتصر أهمية الجليد البحري على دوره في حماية الجليد القاري، إذ يمثل أيضا عنصرا أساسيا في النظم البيئية للقارة القطبية الجنوبية.
وتعتمد شبكات غذائية واسعة تدعم جزءا كبيرا من الحياة البحرية في محيطات العالم على عودة الجليد البحري بشكل منتظم وتكوّنه في أوقاته المعتادة.
ويربط العلماء هذه التغيرات في المناخ العالمي بدرجة كبيرة بالأنشطة البشرية، وفي مقدمتها حرق الوقود الأحفوري.
ويشير ذلك أيضا إلى أن الحد من هذه الانبعاثات يمكن أن يؤثر في مسار هذه الاتجاهات المناخية مستقبلا.
دراسة علمية
نشرت الدراسة التي تناولت أسباب ظهور البولينيا الضخمة في خليج برييد في مجلة Geophysical Research Letters.
وقد خضعت هذه المقالة للتدقيق العلمي من قبل فيونا ماكدونالد، كما قامت بتحريرها.
