کشف دشت‌های باستانی در جنوبگان: پیش‌بینی جدید درباره آینده سطح دریا

1

در زیر لایه‌های ضخیم یخ در شرق جنوبگان، بقایای دنیایی گرم‌تر و باستانی پنهان شده‌اند. دهه‌هاست که دانشمندان درباره آنچه در زیر این قاره‌ی یخ‌زده نهفته است، گمانه‌زنی می‌کنند. اکنون، پژوهشگران موفق به شناسایی مناظر رودخانه‌ای عظیمی شده‌اند که در اعماق یخ‌های شرق جنوبگان مدفون‌اند؛ کشفی که می‌تواند در پیش‌بینی آینده‌ی یخ‌ها و اقیانوس‌های زمین، انقلابی ایجاد کند.

کشف دشت‌های صاف در زیر یخ‌های شرق جنوبگان

تحلیل راداری در مسیری ۳۵۰۰ کیلومتری

تیمی از پژوهشگران دانشگاه دورهام با بررسی داده‌های راداری در مسیر گسترده‌ای به طول ۳۵۰۰ کیلومتر، از سرزمین پرنسس الیزابت تا سرزمین جورج پنجم، موفق به شناسایی ۳۱ سطح صاف زیر یخ‌پوش شرق جنوبگان (EAIS) شدند.

این سطوح که تا عمق ۲۵۰۰ متری زیر یخ‌ها پنهان شده‌اند، به‌صورت دشت‌های یکنواخت و کم‌ارتفاع مشاهده شدند. نتایج بررسی‌ها نشان داد که این نواحی زمانی بخشی از منظری رودخانه‌ای بوده‌اند که پس از جدا شدن شرق جنوبگان از استرالیا شکل گرفته است.

منابع داده‌ای گسترده

این مطالعه از داده‌های چهار پژوهش هوایی عمده بهره گرفته و تحلیل‌های دقیق آن، وجود سطوحی با شیب ملایم و ارتفاعات همسان را آشکار کرده است. این دشت‌ها اکنون توسط دره‌های عمیق یخچالی از هم جدا شده‌اند.

سطوح کشف‌شده به سمت سواحل شیب دارند و در ارتفاعی بین ۲۰۰ تا ۴۵۰ متر بالاتر از سطح فعلی دریا (پس از اصلاح برای افت فشار یخی) متمرکز هستند.

منشاء رودخانه‌ای سطوح کشف‌شده

بازمانده‌های سیستم‌های رودخانه‌ای باستانی

دانشمندان این سطوح را بقایای دشت‌های رودخانه‌ای باستانی تفسیر کرده‌اند. پس از جدایی قاره‌ها، رودخانه‌ها زمین را فرسایش داده و دشت‌های وسیعی با شیب به سمت دریا شکل دادند. این ساختارها بسیار شبیه به چشم‌اندازهای کنونی در سواحل استرالیا هستند.

طبق برآورد تیم تحقیقاتی، این دشت‌ها احتمالاً بین ۸۰ تا ۳۴ میلیون سال پیش، پس از جدایی قاره‌ها و پیش از آغاز یخبندان‌های گسترده شکل گرفته‌اند.

«اطلاعاتی مانند شکل و زمین‌شناسی این سطوح تازه نقشه‌برداری‌شده، در درک بهتر جریان یخ در لبه‌ی شرق جنوبگان بسیار مهم است»، دکتر گای پکسمَن می‌گوید.
«این اطلاعات به ما کمک خواهد کرد تا راحت‌تر پیش‌بینی کنیم که چگونه ورقه‌ی یخی شرق جنوبگان ممکن است در سطوح مختلف گرمایش اقلیمی بر سطح دریا اثر بگذارد.»

ماندگاری سطوح رودخانه‌ای زیر یخ برای میلیون‌ها سال

مقاومت در برابر فرسایش یخچالی

به‌شکلی شگفت‌انگیز، این سطوح رودخانه‌ای بیش از ۳۰ میلیون سال زیر یخ دوام آورده‌اند، بی‌آنکه توسط یخچال‌ها نابود شوند. یخ‌های پرسرعت در میان این دشت‌ها دره‌هایی عمیق ایجاد کرده‌اند، اما سطوح صاف تا حد زیادی دست‌نخورده باقی مانده‌اند.

احتمالاً این نواحی در پایه یخ‌زده باقی مانده‌اند که همین امر باعث کاهش فرسایش شده است.

حرکت یخ در مناطق متفاوت

امروزه یخچال‌های سریعی مانند تاتن (Totten) و دنمن (Denman) در درون این دره‌های عمیق جریان دارند، در حالی‌که یخ بالای دشت‌های صاف به‌صورت آرام و سرد حرکت می‌کند و بدین‌وسیله ساختارهای قدیمی را حفظ می‌نماید.

شواهد زمین‌شناسی: منشأ رودخانه‌ای، نه یخی

عبور سطوح از مناطق زمین‌شناسی متفاوت

سطوح کشف‌شده از میان مناطق گوناگون زمین‌شناسی شامل گنیس‌های بلوری و سنگ‌های رسوبی عبور می‌کنند. این تنوع نشان می‌دهد که شکل‌گیری آن‌ها ناشی از مرزهای سنگی نبوده، بلکه حاصل فرسایش رودخانه‌ای است.

ارتفاع و شیب یکنواخت این سطوح، فرضیه‌ی منشأ رودخانه‌ای را تقویت می‌کند.

شواهد در نواحی بدون یخ

برخی از این سطوح با مناطقی مانند تپه‌های بونگر و وستفولد (Bunger & Vestfold Hills) هم‌راستا هستند. این مناطق علائم کمی از خراش‌های یخچالی نشان می‌دهند، اما هنوز ساختار رودخانه‌ای اصلی در آن‌ها قابل تشخیص است.

تحقیقات نشان می‌دهد که تغییرات ناشی از یخ‌زایی در این نواحی محدود بوده و بیشتر به دوره الیگوسن یا میوسن اولیه بازمی‌گردد.

تأثیر بر آینده‌ی یخ‌های جنوبگان

سطوح باستانی، کنترل‌کننده‌ی جریان مدرن

این دشت‌های مدفون نه‌تنها یادگارهای باستانی هستند، بلکه همچنان جریان کنونی ورقه‌ی یخی شرق جنوبگان را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهند. یخ بیشتر در دره‌ها حرکت می‌کند و دشت‌ها نقش «مانع» را ایفا می‌کنند.

پژوهشگران می‌گویند این سطوح می‌توانند در آینده، در هنگام گرم شدن زمین، مانع عقب‌نشینی سریع یخ شوند و توده‌های یخی پایدار ایجاد کنند.

پروفسور نیل راس می‌افزاید: «این مطالعه قطعات پازل را کنار هم قرار می‌دهد تا تصویر بزرگ‌تری را نشان دهد؛ اینکه این سطوح چگونه شکل گرفتند، چه نقشی در جریان فعلی یخ دارند، و چگونه ممکن است در آینده‌ای گرم‌تر بر ورقه‌ی یخی شرق جنوبگان اثر بگذارند.»

کاهش نرخ ذوب یخ‌های شرق جنوبگان

سطوح بلند، عامل پایدارسازی

وجود این دشت‌های مرتفع در زیر یخ می‌تواند سرعت عقب‌نشینی خطوط اتکا (grounding lines) را کاهش دهد. در صورت فروپاشی صفحات یخی شناور، ممکن است برخی یخ‌های زمینی همچنان بر روی این دشت‌ها باقی بمانند و از ورود توده‌های عظیم یخ به اقیانوس جلوگیری کنند.

در مناطقی مانند گنبد لاو (Law Dome)، برخی از این سطوح هم‌اکنون نیز میزبان «برجستگی‌های یخی» هستند که به تثبیت یخ درونی کمک می‌کنند.

ضعف مدل‌های فعلی

مدل‌های رایج ورقه‌های یخی در مقیاس بزرگ، اغلب چنین ویژگی‌هایی را نادیده می‌گیرند زیرا وضوح آن‌ها برای درک کامل رفتار این دشت‌ها نسبت به خطوط اتکا کافی نیست.

پژوهشگران خواستار حفاری بیشتر و مدل‌سازی دقیق‌تر شده‌اند تا نقش واقعی این ساختارها مشخص شود.

تأثیر احتمالی بر پیش‌بینی سطح دریا

شرق جنوبگان حدود ۹۰ درصد یخ‌های این قاره را در خود جای داده است. در صورت ذوب کامل آن، سطح دریا تا ۵۲ متر افزایش خواهد یافت. بنابراین، بهبود مدل‌سازی رفتار این ورقه‌ی یخی بسیار حیاتی است.

این مناظر پنهان، محدودیت‌های تازه‌ای را برای مکان‌هایی که احتمال پایداری یخ در آن‌ها وجود دارد، ایجاد می‌کنند.

داده‌های دقیق مطالعه درباره ارتفاع، شیب و ترکیب سنگ بستر، اطلاعات حیاتی برای پیش‌بینی‌های دقیق‌تر از واکنش ورقه‌ی یخی شرق جنوبگان به تغییرات اقلیمی فراهم می‌آورد.

این یافته‌ها بار دیگر نشان می‌دهند که بررسی‌های ژئوفیزیکی تا چه اندازه برای درک آنچه در زیر یخ پنهان شده و نحوه‌ی تأثیر آن بر آینده‌ی ما اهمیت دارند.

این پژوهش در نشریه Nature Geoscience منتشر شده و توسط نهادهایی از بریتانیا، آلمان، چین و استرالیا پشتیبانی شده است.