راز آب‌های زیرزمینی جنوبگان؛ چگونه سیلاب‌های پنهان به ذوب یخ‌ها دامن می‌زنند

تهران – اردیبهشت ۱۴۰۴ | برای نخستین بار، تیمی بین‌المللی از پژوهشگران، از جمله محققان مؤسسه فناوری زوریخ (ETH) و مؤسسه فدرال تحقیقات جنگل، برف و مناظر سوئیس (WSL)، موفق شدند مسیر حرکت آب‌های زیرزمینی در زیر یخ‌پوش جنوبگان غربی را مستقیماً مشاهده و بررسی کنند. یافته‌های این پژوهش که در نشریه معتبر Nature Geoscience منتشر شده، نشان می‌دهد که چگونه رویدادهای سیلابی در زیر یخ می‌توانند به ذوب سریع‌تر یخ‌ها کمک کنند.

نقطه آغاز سفر علمی به اعماق یخ‌های جنوبگان

پاییز ۲۰۲۱، گروهی از پژوهشگران وابسته به پلتفرم علمی جنوبگان نیوزیلند، راهی سفری پژوهشی به سمت قطب جنوب شدند. مقصد آنها، قفسه یخی «راس» بود؛ یک صفحه یخی شناور با وسعتی حدود ۱۰ برابر خاک سوئیس. قله کوه‌های یخی این منطقه، از سال ۱۹۵۷ میزبان ایستگاه تحقیقاتی اسکات نیوزیلند است.

پژوهشگران پس از طی ۱۲۰۰ کیلومتر مسیر درون جنوبگان، به یخ‌جریان «کَمب» رسیدند؛ یک یخچال طبیعی عظیم با طولی بالغ بر ۳۵۰ کیلومتر و پهنای ۱۰۰ کیلومتر که از درون قاره جنوبگان به سوی ساحل و قفسه یخی راس امتداد دارد.

حفر چاه آب گرم برای رسیدن به بستر یخچال

در این منطقه دورافتاده، تیم پشتیبانی یک ایستگاه تحقیقاتی موقت با باند فرود و اقامتگاه‌هایی چادری برای ۲۶ نفر برپا کردند. پژوهشگران از دمای نسبتاً ملایم تابستان جنوبگان (حدود ۱۰- درجه سانتی‌گراد) بهره گرفتند تا در شرایطی مساعد، به‌کمک نازل‌های پرفشار و آب ۸۰ درجه، سوراخی به عمق ۵۰۰ متر در یخ حفر کنند. قطر این چاه به ۳۰ سانتی‌متر می‌رسید و امکان ورود دوربین و تجهیزات اندازه‌گیری به اعماق یخ را فراهم کرد.

به گفته دکتر «هیو هوگان»، سرپرست تیم اعزامی و پژوهشگر ETH زوریخ، در عمق چاه به آب و سنگ‌های رسوبی رسیدند و حتی به گروهی از موجودات شبیه خرچنگ، ۴۰۰ کیلومتر دورتر از نزدیک‌ترین اقیانوس، برخورد کردند؛ پدیده‌ای شگفت‌انگیز و کم‌سابقه.

رودخانه‌ای آرام در دل یخ‌ها

مطالعه این مسیر آبی زیرزمینی نشان داد که با وجود عظمت آن، آب تازه‌ای که از سمت یخ‌جریان کمب به سوی دریا جاری می‌شود، کمتر از یک مترمکعب در ثانیه است؛ یعنی به‌مراتب کمتر از آنچه مدل‌های پیشین پیش‌بینی کرده بودند. بیشتر این آب، در واقع از دریا وارد این سیستم زیرزمینی می‌شود.

همچنین مشخص شد که این مسیر آبی جریان پیوسته‌ای ندارد. به‌گفته دکتر هوگان، در بالادست یخ، دریاچه‌هایی زیرزمینی وجود دارد که در چرخه‌های خاصی پر و خالی می‌شوند و در زمان تخلیه، سیلابی از آب به سمت دریا سرازیر می‌شود.

پژوهشگران با تحلیل نمونه‌های رسوبی، وقوع چنین سیلاب‌هایی را تقریباً هر ده سال یک‌بار تأیید کردند. البته احتمال وقوع سیلاب‌های کوچک‌تر نیز وجود دارد که با ابزارهای فعلی قابل تشخیص نیستند.

دستاوردی مهم برای پیش‌بینی آینده زمین

این یافته‌ها گام مهمی برای درک بهتر ساختار آب‌های زیرزمینی در جنوبگان و اثرات آن بر تغییرات اقلیمی هستند. قفسه‌های یخی مانند راس، همانند سدهایی طبیعی عمل می‌کنند که از ورود سریع‌تر یخ‌های قاره‌ای به دریا جلوگیری می‌کنند و بنابراین در کنترل افزایش سطح دریا نقشی اساسی دارند.

دکتر هوگان تأکید می‌کند: «کانال‌های آبی زیرزمینی، نقش کلیدی در فرآیند ذوب پایه قفسه‌های یخی ایفا می‌کنند. یافته‌های ما پیش‌نیازی مهم برای ساخت مدل‌های دقیق‌تر در زمینه پیش‌بینی ذوب یخ‌ها و بالا آمدن سطح دریا هستند.»

گام بعدی: رصد طولانی‌مدت رفتار یخچال‌ها

تیم تحقیقاتی قصد دارد در تابستان جنوبی سال ۲۰۲۵/۲۰۲۶ بار دیگر به جنوبگان بازگردد تا با نصب ابزارهای دقیق‌تر، رفتار بلندمدت یخ‌پوش جنوبگان غربی را به‌ویژه در دوره‌های گرم آینده زمین ثبت کند.

ارجاع علمی:
Huw J. Horgan et al, A West Antarctic grounding-zone environment shaped by episodic water flow, Nature Geoscience (2025). DOI: ۱۰.۱۰۳۸/s41561-025-01687-3