زیر یخ های قطب جنوب چه می گذرد؟ | 8 حقیقت عجیب از زیر یخ های قطب جنوب

قطب جنوب، قاره ای یخ زده در انتهای زمین، مکانی با رمز و رازهای عمیق و تئوری‌های مختلف علمی است. فراتر از سطح یخی آن، دنیایی از فرآیندهای پویا و شگفتی‌های پنهان نهفته است، از دهه‌ها پیش تا به امروز دانشمندان در تلاش هستند تا رازهای گذشته سیاره ما را کشف کنند و نگاهی اجمالی به آینده آن بیندازند. در این مقاله از نجوافکت، به قلمرو شگفت‌انگیز زیر یخ‌های قطب جنوب، کاوش در دریاچه‌های زیر یخبندان، تشکل‌های زمین‌شناسی و تنوع زیستی شگفت‌انگیزی که در این محیط شدید رشد می‌کند، می‌پردازیم.

در زیر یخ‌های قطب جنوب چه می‌گذرد؟

مرزهای کمی در جهان وجود دارند که می‌توان گفت هنوز کشف نشده اند. یکی از این مناطق که هنوز بخش اعظم آن ناشناخته باقی مانده، هرچیزی است که زیر ورقه‌های یخی قطب جنوب وجود دارد. قلمروی شگفت‌انگیز دره‌ها، آبراه‌ها و دریاچه‌های زیریخچالی در زیر کیلومترها یخ مدفون هستند. امروزه با استفاده از تکنولوژی‌های نوین از جمله تصویربرداری ماهواره ای و GPR، با دقت از جزئیات این ساختارها نقشه‌برداری می‌شود.

1. حقایق زیر یخ های قطب جنوب: دریاچه‌های زیریخچالی (Subglacial Lakes)

بیش از 400 دریاچه شناخته شده در این محیط خشن و پوشیده از یخ وجود دارد و با پیشرفت تکنولوژی، به مرور تعداد بیشتری از آنها کشف می‌شوند. این آب، بین ورقه‌های یخ و سطح بستر سنگی آن یک محیط روان به وجود می‌آورد. در نتیجه، نحوه جریان و واکنش‌ها و جنبش‌های خود یخ را کنترل می‌نماید.

سوالی که در ارتباط با دریاچه‌های زیریخچالی وجود دارد این است که در زیر چنین حجم زیادی از یخ، چگونه ممکن است که آب وجود داشته باشد اما منجمد نشود؟ پاسخ این است: فشار خیلی زیاد! وقتی چنین جرم زیادی از یخ روی آب فشار بیاورد، باعث می‌شود تا آب در دمایی بسیار پایین‌تر از نقطه انجماد معمولی نیز در حالت مایع بماند. علاوه بر این، قطعات بزرگ زیر یخ های قطب جنوب در واقع عایقی ایجاد کرده و از آب و بستر دریاچه در برابر دمای هوای بسیار سرد بالا محافظت می‌کنند.

آب مایع در اثر گرمای داخل زمین و اصطکاک ناشی از جریان یخ بر روی سنگ بستر ایجاد می‌شود. این فرایند می‌تواند سطح زیرین ورقه یخ را ذوب کند. همین آب به حوضه‌های دریاچه‌های زیر یخبندان و در نهایت به اقیانوس می‌ریزد.

2. کشف رودخانه زیریخچالی زیر یخ های قطب جنوب

دانشمندان می‌دانند که یخ‌های قطب جنوب در حال ذوب شدن هستند، اما هنوز به طور کامل تمام عواملی که مسبب این امر هستند را کشف و درک نکرده اند. اما به گزارش Wired، اخیراً عاملی مشاهده شده است که شاید مسبب از بین رفتن و ذوب شدن یخ در بخش‌هایی از قاره قطب جنوب باشد: یعنی یک رودخانه زیریخچالی که 285 مایل طول دارد و زیر صفحات یخی در جریان است.

طی آنالیز هوایی بر فراز قطب جنوب برای جمعاوری دیتای راداری، وجود این رودخانه کشف شد. سپس یافته‌ها با مدل‌های از نحوه حرکت آب در این قاره ترکیب شدند. به گزارش مت سایمون از Wired از تجزیه و تحلیل دیتای به دست آمده، این تیم تشخیص داد که رودخانه پنهانی به طول سه برابر رودخانه تیمز در لندن، زیر ورقه یخی جریان دارد. مساحتی به بزرگی ترکیب فرانسه و آلمان – که از صفحات یخی شرقی و غربی قطب جنوب تشکیل شده است – به آهستگی ذوب می‌شود و به رودخانه آب می‌رساند.

یافته‌های این تیم در مقاله‌ای که در اواخر ماه گذشته در Nature Geosciences منتشر شد، به اشتراک گذاشته شدند. طبق این یافته‌ها، جریان آب در زیر یخ های قطب جنوب، نسبت به آنچه دانشمندان قبلاً می‌دانستند، فعالیت بیشتری دارد. با توجه به این امر، فعالیت‌های انسانی پتانسیل بیشتری برای تغییر دادن میزان آب و فعالیت این رودخانه خواهند داشت.

مارتین سیگرت، دانشمند علوم طبیعی در امپریال کالج لندن در انگلستان و یکی از نویسندگان این مقاله، طبق اظهارات خود اشاره کرد: «در منطقه مورد پژوهش، حجم یخ موجود به اندازه ای است که در صورت ذوب شدن، سطح دریا را در کل جهان تا 4/3 متر افزایش خواهد داد. اینکه چه مقدار از این یخ و با چه سرعتی ذوب شود، به میزان لیز بودن بستر یخ بستگی خواهد داشت. سیستم رودخانه تازه کشف شده می‌تواند تأثیر به سزایی بر شدت این فرایند بگذارد.»

3. دریاچه زیر یخ های قطب جنوب چگونه ایجاد شده است؟

قطب جنوب منطقه‌ای دورافتاده، ناهموار و وسیع است و همین عوامل، تحقیق در آن را بسیار دشوار می‌کنند. یکی از دلایلی که دانشمندان قبلاً رودخانه زیر یخچالی را کشف نکرده بودند، همین است. اما از سوی دیگر حتی انتظار نداشتند چنین رودخانه ای را در زیر یخ های قطب جنوب پیدا کنند: برای مثال در گرینلند، طی گرمای تابستان یخ از بالا ذوب می‌شود و باعث می‌شود که مقادیر زیادی آب از سطح جاری شده و از طریق شکاف‌های عمیق، فیلتر شود. با این حال، در قطب جنوب، تابستان‌ها سردتر از گرینلند هستند و سطح یخ زیاد آب نمی‌شود. به همین دلیل، دانشمندان فرض کردند که آب زیادی در زیر صفحات یخی وجود نخواهد داشت.

در عوض، این تحقیق نشان داد که یخ قطب جنوب از پایین در حال ذوب شدن است. ذوب شدن زیر یخ های قطب جنوب ناشی از اصطکاک در هنگام ساییده شدن به زمین بوده و در اثر جذب گرمای طبیعی ژئوترمال زمین رخ می‌دهد. دانشمندان به این نتیجه رسیدند که میزان ذوب یخ زیاد نیست و بیش از چند میلی متر در سال نخواهد بود. اما از آنجایی که مساحت سطح یخ بسیار بزرگ است، ذوب شدن حتی یک میلی‌متر از قطر صفحه یخی می‌تواند در ایجاد یک رودخانه عظیم تأثیر داشته باشد.

4. رودخانه زیر یخ های قطب جنوب به کجا می‌ریزد؟

تمام آن آب شیرین به دریای ودل (Weddell) می‌ریزد، یعنی جایی که ورقه‌های یخی قطب جنوب از خشکی جدا شده و روی آب شناور می‌شوند. این منطقه انتقال که خط زمین نامیده می‌شود، به شدت در برابر افزایش دما آسیب پذیر است. درک بیشتر در مورد آنچه که این منطقه حساس را تحت تأثیر قرار می‌دهد می‌تواند به محققان کمک کند تا در آینده مدل‌های دقیق تری برای تخمین افزایش سطح آب دریاها مطرح کنند.

در واقع، کشف رودخانه و جریان فراوان آب شیرین آن، عدم تطابق گیج کننده ای که بین ارزیابی‌های ماهواره ای و مدل‌های ذوب یخ مشاهده شده است را توضیح می‌دهد. طبق دیتای حاصل از ماهواره‌ها، مشخص شده بود که ذوب یخ همچنان ادامه دارد. و در این مورد حق با دانشمندان بود.

بنابراین کشف این رودخانه زیر یخ های قطب جنوب، کمک قابل توجهی به درک کلی دانشمندان از هیدرولوژی زیر یخچالی قطب جنوب می‌کند. در نتیجه دانشمندان می‌توانند بهتر پیش بینی کنند که در صورت عدم کنترل گرمایش جهانی، چه تغییراتی ممکن است در صفحات یخی این قاره رخ بدهند.

کریستین داو، یکی از محققان این پژوهش و متخصص یخچال شناسی در دانشگاه واترلو در کانادا اشاره کرد: «این کشف می‌تواند یک حلقه گمشده در مدل‌های ما باشد. اگر تأثیر این سیستم‌های رودخانه ای را نادیده بگیریم، در حقیقت سرعت ذوب شدن یخ‌های سیستم را نادیده گرفته ایم. اگر بدانیم یخ‌های قطبی به چه علت درحال ذوب شدن هستند، می‌توانیم مدل‌ها و پیش‌بینی‌هایی در ارتباط با واکنش و تغییرات یخ‌ها در آینده پیشنهاد بدهیم که تطابق بیشتری با فرایند گرمایش جهانی داشته باشند. به علاوه، تأثیر این موضوع بر افزایش سطح آب در جهان نیز بررسی خواهد شد.»

5. محیط‌های پویا در زیر یخ های قطب جنوب

تا کنون در ارتباط با مناطق مرکزی قطب جنوب صحبت کردیم. در این نواحی، یخ و آب در حالت نسبتاً پایداری قرار دارند. در مقابل، در لبه‌های دینامیکی ورقه یخ در نزدیکی ساحل مناطقی با جریان سریع وجود دارند که به نام جریان‌های یخی شناخته می‌شوند. بسیاری از این مناطق پویا، در حوضه‌های آبریز خود دارای دریاچه‌های زیر یخچالی هستند.

طول این دریاچه‌ها از ده‌ها تا صدها کیلومتر متغیر است و عمدتاً عمر کوتاهی دارند و در طی چند سال به وجود می‌آیند و تخلیه می‌شوند. شواهد این فرآیند تشکیل و تخلیه، با توجه به اطلاعات حاصل از پژوهش ماهواره ای در بالای ورقه یخ بدست آمده اند. با افزایش و کاهش میزان آب دریاجه، در تصاویر مشاهده می‌شود که سطح آب در طول زمان بالا و پایین می‌رود.

تاکنون حداقل 130 مورد از این دریاچه‌های “فعال” زیر یخ های قطب جنوب کشف شده اند و هر سال موارد بیشتری نیز پیدا می‌شود. یکی از نمونه‌ها دریاچه ویلانز در غرب قطب جنوب است. این دریاچه حدود 60 کیلومتر مربع را پوشش می‌دهد. در مقایسه با دریاچه غول پیکر وستوک شاید کوچک باشد، اما به هیچ وجه ناچیز نیست. در ژانویه 2013، یک تیم اکتشاف تحقیقاتی از ایالات متحده با حفاری در دریاچه، نمونه‌های تمیزی را استخراج کردند که بعداً مشخص شد حاوی حیات میکروبی بوده اند.

گونه‌های زنده در این محیط خشن، بدون نور خورشید و در نتیجه بدون فتوسنتز رشد می‌کنند. در عوض، میکروب‌ها به اکسیداسیون متان و آمونیاک وابسته هستند که از رسوبات صدها هزار ساله به دست می‌آیند. چنین کشف مهمی که حاکی از وجود حیات در شرایط دشوار این محیط است، شاید اطلاعاتی حیاتی در مورد توسعه چرخه حیات دریایی در اختیار دانشمندان قرار دهد.

6. اسرار زیر یخ های قطب جنوب: کوه‌های زیر یخچالی گامبورتسف

کوه‌های زیر یخچالی گامبورتسف یکی از ساختارهای زمین‌شناسی خیره‌کننده هستند که زمان زیادی از کشف آنها در زیر ورقه‌های یخی وسیع قطب جنوب نمی‌گذرد. این کوه‌ها در شرق قطب جنوب قرار دارند و تا حد زیادی از دید پنهان مانهد اند. کوه‌های زیریخچالی گامبورتسف در زیر یخ‌هایی که در برخی نقاط بیش از دو مایل ضخامت دارند مدفون می‌شوند. این کوه‌ها، معمایی زمین‌شناسی را نشان می‌دهند که از زمان کشف شدنشان، ذهن دانشمندان و زمین‌شناسان را به خود مشغول کرده اند.

کوه‌های زیر یخچالی گامبورتسف برای اولین بار در دهه 1950 از طریق بررسی‌های ژئوفیزیکی هوابرد شناسایی شدند. با این حال با انجام تلاش‌هایی در سالیان اخیر، از جمله پروژه AGAP (استان گامبورتسف در قطب جنوب)، وسعت کامل و اهمیت زمین‌شناختی کوه‌ها آشکارتر شد. پروژه AGAP شامل بررسی‌های گسترده هوابرد، مطالعات لرزه نگاری و رادارهای نفوذ کننده یخ بود.

این کوه‌های زیر یخچالی، مانند قله‌های معمولی روی زمین نیستند. کوه‌های گامبورتسف یک رشته کوه باستانی و مدفون هستند که قدمت آنها به صدها میلیون سال پیش می‌رسد. کوه‌های زیر یخچالی گامبورتسف مساحتی بیش از 1200 کیلومتر (745 مایل) را در بر می‌گیرد و از نظر اندازه و پیچیدگی با آلپ‌های اروپایی رقابت می‌کند.

انزوای کوه‌های گامبورتسف در زیر ورقه‌های یخی قطب جنوب، آن‌ها را به‌خوبی حفظ کرده است. این انزوا آنها را به یک آزمایشگاه زمین‌شناسی منحصربه‌فرد تبدیل می‌کند که پنجره‌ای به گذشته عمیق زمین و تکامل زمین‌شناسی آن ارائه می‌دهد.

کوه‌های گامبورتسف نقش بسیار مهمی در پایداری ورقه یخی قطب جنوب ایفا می‌کنند و در نتیجه برای حفظ سطح دریاهای جهانی بسیار مهم هستند. درک ساختارهای زمین شناسی زیر یخ های قطب جنوب، برای پیش بینی واکنش آن به آب و هوای متغیر ضروری خواهد بود.

7. آیا در زیر یخ های قطب جنوب حیات در جریان است؟

تئوری‌های متفاوتی درباره امکان وجود حیات در زیر یخ های قطب جنوب وجود دارند. بحث‌های زیادی در مورد این وجود دارد که چه نوع حیاتی می‌تواند زیر این حجم عظیم از ورقه یخی زنده بماند.

مطالعات نشان می‌دهند که با دور شدن از آب‌های آزاد و نور خورشید، شانس وجود هر نوع حیاتی کمتر می‌شود. مطالعات گذشته، برخی از گونه‌های تجزیه کننده و شکارچی متحرک کوچک مانند ماهی، کرم، عروس دریایی یا میگو را در این زیستگاه ها پیدا کرده است.

اما تصور بر این است که ارگانیسم های پالیده خوار – یعنی ارگانیسم‌های که غذای آنها بایستی از درجات بالاتر زنجیره غذایی تأمین شود – اولین گونه‌هایی باشند که با افزایش قطر یخ، تراکم جمعیت آنها به تدریج کمتر و کمتر می‌شود.

8. کشف گونه‌های زنده زیر یخ های قطب جنوب

یک تیم بریتانیایی تحقیقاتی در قطب جنوب (BAS) به طور غیرمنتظره ای وجود حیوانات ساکن (مانند اسفنج) متصل به تخته سنگی در بستر دریا و زیر توده یخی فیلشنر – رانی کشف کرده اند.

در طی یک بررسی اکتشافی، محققان 900 متر یخ در توده یخ واقع در دریای ودل جنوب شرقی قطب جنوب را حفاری کردند و متوجه شدند که این موجودات در دمای منفی 2.2 درجه سانتیگراد در تاریکی کامل زیر یخ زنده می مانند.

دکتر گریفیث از BAS، جغرافی دان زیستی و محقق اصلی چنین می گوید:

«این کشف، شانسی است که ایده ها را به مسیری متفاوت سوق می دهد و به ما نشان می دهد که حیات دریایی قطب جنوب فوق العاده خاصی وجود دارد. این حیات، به طرز شگفت انگیزی با دنیای زیر یخ های قطب جنوب سازگار است. کشفی که ما انجام دادیم، سؤالات خیلی زیادی ایجاد می‌کند که برای بسیاری از آنها پاسخی نداریم؛ مانند اینکه چگونه این ارگانیسم‌ها به آنجا رسیده اند؟ چطور تغذیه می‌کنند؟ چند وقت است آنجا هستند؟ این تخته سنگ ها محل زندگی چند نوع از گونه‌های زنده هستند؟ آیا اینها همان گونه‌هایی هستند که در خارج از توده یخ می بینیم، یا گونه‌های جدیدی محسوب می‌شوند؟ اگر توده یخی فرو بریزد چه بلایی بر سر آنها خواهد آمد؟»

تیمی که در حال حفاری زیر یخ های قطب جنوب برای جمع‌آوری نمونه‌های رسوب بودند، از برخورد با سنگ به جای گل و لای در بستر اقیانوس شوکه شدند. تصاویر ویدئویی از یک تخته سنگ بزرگ که پوشیده از گونه‌های جانوری عجیب بود، ثبت شد. دکتر جیمز اسمیت، زمین شناس تحقیقات BAS گفت: «انتظار داشتیم یک هسته رسوبی را از زیر توده یخی بازیابی کنیم. بنابراین وقتی به تخته سنگ برخورد کردیم غافلگیر شدیم. در تصاویر ویدیویی، مشخص شد که گونه‌های زنده روی آن سنگ وجود دارند.»

سخن آخر

قلمرو زیر یخ های قطب جنوب، گنجینه ای از اکتشافات علمی را در خود دارد که بینش‌هایی را در مورد گذشته، حال و آینده زمین ارائه می‌دهد. همانطور که محققان به کاوش رازهای پنهان در زیر یخ ادامه می‌دهند، ما به درک پیچیدگی‌های مرموزترین قاره سیاره خود نزدیک تر می‌شویم. با هر مکاشفه، قدردانی عمیق تری از به هم پیوستگی سیستم‌های زمین و تعادل ظریفی که حیات را در سیاره آبی ما حفظ می‌کند، به دست خواهیم آورد.

سؤالات متداول

مطالب مرتبط:

برترین خواننده های زن خارجی | خوش صدا ترین خواننده های زن خارجی کدامند؟ بهترین مانگاها | جذاب ترین مانگاهای قرن که باید قبل از مرگ بخوانید بهترین خواننده های راک جهان | با 10 بهترین خواننده های راک خارجی آشنا شوید! بهترین انیمه های 2023 | بهترین انیمه های ۲۰۲۳ که نباید از دست بدهید بهترین بازی های کامپیوتری کدامند؟ | 15 بازی برتر PC در قرن 21 بهترین انیمه های ترسناک | 10 انیمه ترسناکی که شما را از خواب می اندازند! 10 ربات برتر تبدیل متن به ویدیو با هوش مصنوعی بهترین انیمه های روانشناختی | انیمه های روانشناختی که نباید از دست بدهید