© Icebergs can take many forms, Photo: © Andreas Wolden / Institue of Marine Research
© Glacier near Ny-Ålesund on Svalbard, Photo: © Andreas Wold
© A family of polar bears on the sea ice near Svalbard, Photo: © Andreas Wolden / Institue of Marine Research
© The giant ice caps in the Antarctic give researchers an insight into how the climate was hundreds, thousands and millions of years ago. Photo: © Andreas Wolden / Institute of Marine Research
© According to the climate researchers Vidar Lien and Anne Britt Sandø, the sea today rises on average by three millimeters per year. 150 years ago, it rose by an average of 1.7 mm per year. Photo: © Anders Jakobsen / Institue of Marine Research
10 أشياء لا تعرفها عن الجليد
October 9, 2019
يلعب الجليد دورًا حاسمًا في المناخ العالمي
الجليد هو الماء في شكله الصلب، ولكنه موجود مهم أيضًا لكوكبنا. يكشف عالما المناخ آن بريت ساندو وفيدار لين من المعهد النرويجي للأبحاث البحرية عن بعض أسرار الجليد
1. الماء المتجمد وثاني أكسيد الكربون والنيتروجين
لماذا يوجد الجليد على الأرض؟ يقول ليان: "لأن درجات الحرارة تنخفض إلى ما دون الصفر المئوي، فهذا أيضًا سبب لعدم وجود الجليد على عطارد والزهرة". ويضيف ساندو: "ولأن لدينا الماء". "هناك كواكب وأقمار من الجليد الجاف، وثاني أكسيد الكربون المتجمد، وعلى تريتون، أكبر قمر في نظام الكواكب نبتون، يتجمد النيتروجين بسبب درجات حرارة أقل بكثير من 200 درجة مئوية تحت الصفر. لدينا الماء في صوره الصلبة والسائلة والغازية "، يقول ليان.
2. نوعان من الجليد على الأرض
هناك نوعان من الجليد على الأرض: الجليد الأرضي يتكون من المياه العذبة، والجليد البحري من المياه المالحة. داخل الجليد البحري، يتم ضغط الملح في أكياس تحتوي على نسبة عالية جدًا من الملح. وفي مرحلة ما، تبدأ هذه الجيوب في الذوبان، ويشكل المحلول الملحي قنوات صغيرة في الجليد قبل أن يتدفق أخيرًا خارج الجليد. هذا سيجعل الجليد البحري أكثر نضارة ونضارة. وقد تبلغ نسبة ملوحة الجليد البحري الجديد أكثر من 2% من الملح، بينما تبلغ ملوحة مياه البحر عادة 3-3.5%. يقول ليان: "إن ملوحة الجليد البحري القديم أقل من واحد بالمائة".
3. يؤثر الملح على الخواص الفيزيائية
يجعل الملح مياه البحر تتصرف بشكل مختلف عن المياه العذبة. يقول ساندو: "كقاعدة عامة، تتجمد مياه البحر عادة عند درجة حرارة 1.8 درجة مئوية تحت الصفر، في حين يعرف معظم الناس أن المياه العذبة تتجمد عند درجة الصفر المئوية". أما في القارة القطبية الجنوبية، فتوجد مياه بحر عند درجة حرارة تقل عن 2.2 درجة تحت الجرف الجليدي، أي الجزء من الجليد الذي يبرز في البحر. يقول ليان: "حيث يصل الجليد إلى البحر، تقع مياه البحر على عمق مئات الأمتار تحت مستوى سطح البحر بين الجليد وقاع البحر، ولا يتجمد الضغط حتى يصبح أبرد من درجتين مئويتين تحت الصفر". الفرق الآخر بين المياه العذبة ومياه البحر هو الوزن. أو بتعبير أدق كيف تؤثر درجة الحرارة على وزنه. "بينما تكون المياه العذبة أثقل عند درجة حرارة تزيد عن أربع درجات مئوية، تصبح مياه البحر أثقل وأثقل عندما تقترب من درجة التجمد، لذلك بينما في البحيرة يمكن أن تصل درجة الحرارة إلى أربع درجات على الأرض وصفر درجة على السطح، وهي أبرد مياه بحر على الكوكب." يقول ليان: "يقع عند مستوى قاع البحر".
4. الجليد عند القطبين
يقول علماء المناخ إن حوالي عشرة بالمائة من سطح الأرض وحوالي سبعة بالمائة من محيطات العالم مغطاة بالجليد. من غير المستغرب أن تكون القارة القطبية الجنوبية والقطب الشمالي أكثر المواقع ثراءً بالجليد، لكنهما ليسا مجرد قطبين متناقضين جغرافيًا. يقول ليان: "القطب الجنوبي عبارة عن قارة كبيرة محاطة بالبحر، بينما القطب الشمالي عبارة عن محيط كبير محاط بالقارات". وهذا يعني أن أقصى جنوب القارة في العالم لديها كمية هائلة من الجليد على الأرض والجليد البحري في فصل الشتاء. يقول ليان: "ينتشر الجليد البحري من الساحل ويغطي في النهاية مساحات شاسعة، حيث يتجمد أكثر من عشرة ملايين كيلومتر مربع من الجليد في الشتاء ويذوب في الصيف". في القطب الشمالي، غالبًا ما يبقى الجليد البحري خلال فصل الصيف ويبلغ عمره عدة سنوات قبل أن يذوب. يقول ساندو: "لكن هذا الجليد الدائم، كما نسميه، يصبح أصغر سنا وأصغر سنا، ويزداد سمكه، ويذوب المزيد والمزيد منه".
< شعبة><ب>5. أقدم جليد على وجه الأرض
تحتوي القارة الواقعة في أقصى جنوب الأرض على طبقة إضافية من "العزل" الذي يبقيها باردة. يقول ليان: "توجد في القطب الجنوبي تيارات محيطية ورياح تدور حول القارة، مما يعني أنها معزولة إلى حد ما، مما يبقيها باردة". وهذا هو أحد أسباب وجود أقدم الجليد في القطب الجنوبي. وهنا أيضًا الجليد الأكثر سمكًا والأبطأ في الحركة. يقول ليان: "يبلغ عمر الجليد الموجود عند سفح الغطاء الجليدي في القطب الجنوبي حوالي مليون عام، ويبلغ عمر أقدم قلب جليدي تم حصاده هناك 800 ألف عام، بينما يبلغ عمر أقدم جليد في جرينلاند حوالي 100 ألف عام".
6. الجليد نافذة على الماضي
ما يجعل الأنهار الجليدية والقمم الجليدية تنمو هو الثلج. لكن القطب الجنوبي جاف للغاية، مع القليل من الثلوج. يقول ليان: "لذلك لم تتم إضافة الكثير إلى الجزء العلوي من الغطاء الجليدي، بينما تحصل جرينلاند على المزيد من الثلوج". يستخدم علماء المناخ الصفائح الجليدية العميقة في القارة القطبية الجنوبية وجرينلاند لفهم مناخ الماضي. ومن خلال الحفر العميق يمكنهم الوصول إلى الجليد الذي تساقط على شكل ثلج منذ مئات وآلاف وملايين السنين. ومن خلال تحليل هذا الجليد، يمكن للعلماء معرفة كيف كان المناخ وكيف تغير.
7. الأرض كرة الثلج
على مدار تاريخ الأرض، كانت هناك اختلافات كبيرة في المناخ - وفي كمية الجليد. يقول ليان: "قبل بضع مئات الملايين من السنين، كان هناك ما يسمى بـ "الأرض كرة الثلج" عندما كان الكوكب بأكمله مغطى بالجليد، لذلك كان الجو باردًا في ذلك الوقت". كان للكوكب أيضًا بعض الأوقات الخالية من الجليد. ويوضح قائلاً: "في تلك الأوقات، كان الجو حاراً جداً لدرجة أن القمم الجليدية ذابت، لأن القارة القطبية الجنوبية لم تكن دائماً حيث هي اليوم". كانت القارة القطبية الجنوبية تقع في الشمال. يقول ليان: "في تلك الأوقات كان الجو دافئًا جدًا لدرجة أن مياه البحر لا يمكن أن تتجمد عند القطبين".
8. الجليد: المحرك الذي يحرك تيارات المحيط
يوضح العالمان أن الجليد له تأثير كبير على مناخنا. يقول ليان: "يشكل ذوبان الجليد الماء الثقيل الذي يشكل جزءًا من المحرك الذي يدفع أكبر تيارات المحيطات في العالم". مياه البحر، وهي أكثر ملوحة وبرودة، هي أيضا أثقل. عندما يتم ضغط المياه الباردة والمالحة من الجليد البحري في القطب الشمالي، فإنها تهبط إلى الأرض. بالإضافة إلى ذلك، تبرد المياه المالحة القادمة من تيار الخليج عندما تصل إلى القطب الشمالي. ونتيجة لذلك، يهبط كل من الماء من تيار الخليج والجليد المنصهر إلى قاع المحيط ويعود إلى المحيط الأطلسي. وهذا ما يسمى بالتدوير الحراري الملحي (الحزام الناقل للمحيطات).
9. يعكس الجليد 90 بالمائة من ضوء الشمس.
يلعب الجليد دورًا مهمًا آخر في المناخ لأنه يمكن أن يعكس ضوء الشمس. يقول ليان: "عندما أرتدي قميصًا أسود، فإنه يمتص كل ضوء الشمس ويصبح حارًا وغير مريح بشكل لا يصدق في يوم صيفي دافئ". من ناحية أخرى، يعكس القميص الأبيض أو الثلج الأبيض معظم الحرارة. يعكس الجليد 90% من ضوء الشمس، بينما يعكس البحر 10% منه فقط. يقول ساندو: "هذا يعني أن المحيطات ستسخن أكثر بكثير في الصيف عندما يختفي الجليد". وفي الشتاء، يعمل الجليد كطبقة عازلة، بحيث لا تفقد المحيطات الكثير من الحرارة. في القطب الشمالي، يمكن أن يكون فقدان الحرارة دون وجود جليد عند درجات حرارة تقل عن 30 درجة وفي الطقس العاصف هائلاً.
10. تؤثر الطبقة الجليدية في جرينلاند على جاذبية الأرض
يُذكر غالبًا في المناقشات حول ظاهرة الاحتباس الحراري أن مستويات سطح البحر سترتفع سبعة أمتار مع ذوبان الجليد في جرينلاند. ومع ذلك، فإن هذا الارتفاع في مستوى سطح البحر لن يتم توزيعه بالتساوي في جميع أنحاء العالم. ومن عجيب المفارقات أن ذوبان الغطاء الجليدي في جرينلاند سيؤدي إلى مزيد من الارتفاع في مستوى سطح البحر في نصف الكرة الجنوبي. يقول ساندو: "يرجع ذلك إلى أن الجليد ينجذب إلى الماء، تمامًا مثلما يجذب القمر الماء". تمارس جميع الكتل الجاذبية، لكن الغطاء الجليدي في جرينلاند يغطي جزءًا كبيرًا من الأرض مما يجعل مساهمته ملحوظة. يجذب مياه البحر نحو شمال المحيط الأطلسي وغرينلاند. عندما يختفي الجليد في جرينلاند، يختفي هذا الجذب. "لذا، عندما يختفي الجليد في جرينلاند، فإن المياه في نصف الكرة الشمالي لا تنجذب بكثافة إلى جرينلاند كما هي اليوم." من حيث المبدأ، يتم استخلاص الماء الذائب من قوة الجاذبية الكبيرة الأخرى التي يمارسها الجليد في القطب الجنوبي، بشرط ألا يذوب، كما يقول ساندو. يقول ليان: "في القارة القطبية الجنوبية سيستغرق الأمر وقتًا أطول حتى يذوب الجليد هناك".