تم العثور على الجليد في جميع أنحاء العالم في مجموعة متنوعة من الأشكال. أكثر من مجرد المياه المتجمدة ، فإن الأشكال المختلفة للجليد تحكي قصة بيئتها لأنها تتغير مع الفصول وتظهر اتجاهات المناخ المتغير على الأرض.
قالت ميليسا هيج ، صديقة البيئة ، إن العلماء يدرسون عينات أساسية تم سحبها من أعماق التكوينات الجليدية الكبيرة ، مثل الأغطية الجليدية والأنهار الجليدية ، للكشف عن كيفية تغير المناخ المحلي على مدى مئات السنين وللمساعدة في التنبؤ بكيفية تغير المناخ في المستقبل. عالم وأستاذ مساعد في كلية أكسفورد بجامعة إيموري في جورجيا.
هنا نحدد المصطلحات الشائعة التي تصف الأنواع المختلفة لتشكيلات الجليد الموجودة حول العالم.
الأنهار الجليدية
الكتل الجليدية عبارة عن كتل جليدية كبيرة من المياه العذبة على اليابسة تتكون من تساقط الثلوج التي تصبح ثقيلة في النهاية لدرجة أنه يتم ضغطها في الجليد ، وفقًا للمركز الوطني للثلج والجليد (NSIDC). يتراوح حجم الأنهار الجليدية من طول ملعب كرة قدم (120 ياردة أو 110 متر) إلى بضع مئات من الأميال ، ويمكن العثور عليه في كل قارة.
من الناحية الفنية ، فإن الأنهار الجليدية هي أشكال أصغر من الأغطية الجليدية والأغطية الجليدية ، وكلها كتل كبيرة من الجليد تتسلل ببطء عبر المناظر الطبيعية ، بغض النظر عن ما تحتها. يمكن لعمالقة الجليد البطيئة الحركة هذه اجتياز السلاسل الجبلية بأكملها وحتى البراكين النشطة ، وفقًا لبنيامين إدواردز ، عالم البراكين في كلية ديكنسون في بنسلفانيا ، الذي يدرس التفاعلات بين الأنهار الجليدية والبراكين.
تتوقف الأنهار الجليدية عن النمو حيث تلتقي بالمحيط وتذوب المياه المالحة الأكثر دفئًا حافة كتلة المياه العذبة المجمدة. أدى ارتفاع درجات حرارة المحيط إلى زيادة معدل ذوبان الأنهار الجليدية والتشكيلات الجليدية الأخرى مثل الجبال الجليدية ورفوف الجليد في المحيط أو بجواره ، وفقًا لجوستين بورتون ، الفيزيائي في كلية إيموري في جورجيا ، الذي يدرس فيزياء فقدان الأنهار الجليدية. تعتبر الأنهار الجليدية واحدة من أفضل المؤشرات البيئية لتغير المناخ ، بسبب التغيرات المرئية التي تمر بها على مدى فترات زمنية قصيرة تصل إلى بضعة أيام.
الجبال الجليدية
الجبال الجليدية هي كتل كبيرة وعائمة من جليد المياه العذبة التي انفصلت عن الأنهار الجليدية والأغطية الجليدية أو الأرفف الجليدية وسقطت في المحيط ، وفقًا للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA). من أجل أن يطلق عليه جبل الجليد ، يجب أن ترتفع كتلة الجليد أكثر من 16 قدمًا (4.9 م) فوق مستوى سطح البحر ، وأن يكون سمكها بين 98 قدمًا و 164 قدمًا (30 إلى 50 مترًا) وتغطي مساحة لا تقل عن 5،382 قدمًا مربعة ( 500 م 2).
وفقا ل NSIDC ، تُعطى قطع الجليد الصغيرة جدًا بحيث لا يمكن تصنيفها على أنها جبل جليدي. على سبيل المثال ، عادة ما تكون "بتات bergy" عبارة عن قطع من الجليد تكسر جبل جليدي وعرضها أقل من 15 قدمًا (5 أمتار). "الهادرون" هم قطع من الجليد أصغر قليلاً ، بحجم شاحنة صغيرة ؛ وقطع "الجليد الناضج" هي الأجزاء التي يبلغ عرضها أقل من 6.5 قدم (2 م).
يمكن أيضًا أن تكون الجبال الجليدية مجدولة الشكل ، مما يشير إلى أن جبل الجليد يقع على حافة الرف الجليدي. تُعرف أيضًا باسم الجزر الجليدية في القطب الشمالي ، وتتكون هذه الأشكال الجليدية الكبيرة المستطيلة عادةً من قمم مستوية ذات جوانب متعامدة تقريبًا.
الغطاء الجليدي
الصفائح الجليدية هي أكبر تكوينات الجليد في العالم. ووفقًا لـ NSIDC ، تغطي هذه السهول الهائلة من الجليد أكثر من 20000 ميل مربع (50000 كيلومتر مربع). لا يوجد سوى ثلاث طبقات جليدية على الأرض ، تغطي غرينلاند وغرب أنتاركتيكا وشرق أنتاركتيكا. خلال العصر الجليدي الأخير ، غطت الصفائح الجليدية أيضًا مناطق كبيرة من أمريكا الشمالية وأمريكا الجنوبية وشمال أوروبا.
مجتمعة ، أكثر من 99 في المائة من المياه العذبة على الأرض محفوظة حاليًا في الصفائح الجليدية في غرينلاند وأنتاركتيكا ، وفقًا لـ NSIDC. يقدر العلماء أنه إذا ذابت الطبقة الجليدية في غرينلاند فقط ، فإن مستوى سطح البحر سيرتفع حوالي 20 قدمًا (6 أمتار) ، وإذا ذاب كل من الصفائح الجليدية في القطب الجنوبي ، فإن مستوى سطح البحر سيرتفع 200 قدم (60 م). ومع ذلك ، سيستغرق الأمر مئات السنين حتى تذوب هذه الصفائح الجليدية.
على مدى العقود القليلة الماضية ، كانت أجزاء من الغطاء الجليدي فوق القارة القطبية الجنوبية تذوب باطراد. في حين قد يبدو أنه قد ذاب فقط كمية صغيرة نسبيًا من الغطاء الجليدي ، إلا أنه يكفي أن يتسبب في ارتفاع القارة ، مثل أيسلندا في نهاية العصر الجليدي الأخير ، أخبر إدواردز Live Science. مرت أيسلندا بفترة من البراكين المتزايدة خلال تلك الفترة ، ربما بسبب ارتداد القشرة بعد أن لم يعد الجليد يثقلها. وقال إدواردز إن النتيجة نفسها يمكن أن تصبح مصدر قلق لغرب القارة القطبية الجنوبية ، "على الرغم من أننا لا نفهم هذه المنطقة جيدًا بما يكفي لمعرفة ذلك على وجه اليقين."
قبعات الجليد وحقول الجليد
القبعات الجليدية عبارة عن ألواح جليدية أصغر من 20000 ميل مربع (50000 كم مربع). تتشكل هذه الهياكل الجليدية عادة في المناطق القطبية التي تكون في الغالب مسطحة وعلى ارتفاعات عالية ، وفقًا لـ NSIDC. أيسلندا ، على سبيل المثال ، مغطاة في الغالب بأغطية جليدية. كاب Vatnajökull الجليدي على الجانب الشرقي من أيسلندا هو أكبر غطاء جليدي في أوروبا ، ويغطي حوالي 3،127 ميلاً مربعاً (8،100 كيلومتر مربع) ويبلغ متوسط سمكها 1،300 قدم (400 م).
تتشابه حقول الجليد والغطاء الجليدي إلى حد كبير في الحجم والموقع ، وتختلف فقط في كيفية تأثر تدفق الجليد بمحيطه ، وفقًا لخدمة National Park Service (NPS). تحتوي حقول الجليد على جبال وحواف تنبثق من سطح الجليد وتغير طريقة تدفق الجليد ، تمامًا مثل صخرة كبيرة تطل فوق سطح جدول ، مما يتسبب في تدفق المياه حوله. من ناحية أخرى ، فإن القبعات الجليدية تبني نفسها فوق أي تضاريس وتنتشر من مركزها.
ميلانج الجليد
إن ميلانج الجليدي هو في الأساس ذائب عملاق يتكون داخل المضايق الجليدية التي تتكون من الجليد البحري ، الجبال الجليدية والأقارب الأصغر من الجبال الجليدية ، وفقًا لبورتون. يتشكل الميليانج عندما تفشل تيارات المحيطات أو الرياح السطحية في تحريك كتلة الجليد خارج المضيق البحري ، مما يشكل حدودًا جزئية بين النهر الجليدي والمحيط.
وقال بيرتون إن كتل الجليد تعتبر أكبر مادة حبيبية في العالم بسبب الكمية الكبيرة من الرواسب المعلقة والسائل الموجود في الثلج.
نظرًا لأن mélanges الجليدية ليست جليدًا صلبًا ، فقد تتسرب مياه المحيط الأكثر دفئًا نسبيًا عبر الجليد إلى وجه النهر الجليدي. هذه الخاصية تعني أن الجليد المليانجى له تأثير كبير على مدى تكسر الأنهار الجليدية وكم من المياه العذبة تدخل المضيق.
الجرف الجليدي
تم العثور على غالبية الرفوف الجليدية للأرض حول ساحل القارة القطبية الجنوبية ، ولكن يمكن العثور عليها أيضًا في أي مكان يتدفق فيه الجليد البري ، مثل الأنهار الجليدية ، إلى المحيط البارد ، وفقًا لـ NSIDC. الأرفف مصنوعة من صفائح جليدية عائمة متصلة بالكتلة الأرضية. تتشكل عندما يتدفق الجليد ببطء من الأنهار الجليدية وتيارات الجليد على المحيط ، لكن الجليد لا يذوب على الفور بسبب درجات حرارة المحيط الباردة. ثم تتراكم الأرفف من الجليد الإضافي المتدفق من الأنهار الجليدية.
تيارات الجليد
المجاري الجليدية هي أنهار من صفائح جليدية تتدفق بشكل أسرع نسبيًا من الجليد المحيط بها ، وتتحرك عادةً حوالي نصف ميل (800 م) سنويًا ، في المتوسط.
يتم تصنيف جاكوبشافن الجليدي في جرينلاند ، وهو أسرع نهر جليدي في العالم ، أحيانًا على أنه مجرى جليدي. وفقًا لمقال عام 2014 نُشر في مجلة Cryosphere ، يتحرك Jakobshavn بمعدل 10.5 ميل (17 كم) سنويًا.
جليد البحر
جليد البحر هو ماء مالح متجمد ويوجد في المحيطات القطبية النائية. وتغطي حوالي 9.65 مليون ميل مربع (25 مليون كيلومتر مربع) من الأرض سنويًا ، وفقًا لـ NSIDC.
وفقًا لمرصد الأرض التابع لوكالة ناسا ، فإن الجليد البحري حيوي للنظم البيئية والمناخ في المناطق القطبية ويمكن أن يؤثر أيضًا على دوران المحيطات والطقس. تقلل هذه الأجزاء من جليد المياه المالحة من تآكل الأرفف الجليدية والأنهار الجليدية بالقرب من السواحل عن طريق تقليل الأمواج والرياح ، وإنشاء سطح عازل للحد من تبخر الماء وفقدان الحرارة في الغلاف الجوي. خلال أشهر الصيف الأكثر دفئًا ، يطلق ذوبان الجليد البحري العناصر الغذائية مرة أخرى في المحيط ويعرض سطح المحيط لضوء الشمس ، وكلاهما يحفز نمو العوالق النباتية ، التي تشكل أساس شبكة الغذاء البحرية.
مع تغير مناخ الأرض بشكل سريع ، ذوبان الجليد البحري بمعدل أسرع مما يمكنه إعادة تجميده. وقال إدواردز إن هذا واضح بشكل خاص في القطب الشمالي ، حيث ترتفع درجات حرارة المحيط والأرض بشكل أسرع من أي مكان آخر على الأرض.
كرة الثلج الأرض
تشير الأرض المجمدة ، الملقبة بـ Snowball Earth ، إلى فترات زمنية في السجل الجيولوجي عندما تم تجميد غالبية ، إن لم يكن كل ، الكوكب ، وفقًا لمجلة دارتموث الجامعية للدراسات العلمية.
وقال هاج: "ربما كانت أربعة عصور جليدية ، منذ ما بين 750 و 580 مليون سنة ، شديدة لدرجة أن سطح الأرض بأكمله ، من القطب إلى القطب ، بما في ذلك المحيطات ، تجمد بالكامل". "بمجرد أن بدأت المحيطات القطبية في التجمد ، انعكس المزيد من ضوء الشمس على الأسطح الجليدية البيضاء وتم تضخيم التبريد."
يقدر العلماء أن متوسط درجة الحرارة على الأرض انخفض إلى ناقص 58 درجة فهرنهايت (ناقص 50 درجة مئوية) خلال هذه الفترات وأن دورة الماء (الدورة التي يمر فيها الماء بين الغلاف الجوي والأرض والمحيطات) تنغلق.
ولكن هناك بعض الجدل حول ما إذا كانت الأرض متجمدة تمامًا أم أنه لا تزال هناك بقع من المياه المتدفقة أو المياه المفتوحة عند خط الاستواء حيث يمكن لضوء الشمس دخول المياه والسماح لبعض الكائنات الحية بالبقاء.
يعتقد العلماء أنه في مرحلة ما ، زادت مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، على الأرجح بسبب البراكين ، التي زادت درجة الحرارة بما يكفي لإعادة تشغيل دورة المياه. وقال هاج إن زيادة كمية بخار الماء في الهواء ، بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون ، تسببت في فترة من التسخين الجامح ، وزادت درجات الحرارة العالمية إلى 122 درجة فهرنهايت (50 درجة مئوية) على مدى بضع مئات من السنين. أدت التغييرات الطفيفة في مدار الأرض أو الميل المحوري في نهاية المطاف إلى وصول متوسط درجة حرارة الكوكب إلى درجة الحرارة الحالية الداعمة للحياة البالغة 58.6 درجة فهرنهايت (14.9 درجة مئوية).
تشير الأبحاث إلى أن انفجارًا كبيرًا للحياة ، يعرف باسم الانفجار الكمبري ، حدث في نهاية فترة كرة الثلج ، وفقًا لمتحف جامعة كاليفورنيا لعلم المتحجرات. إنها أقدم فترة معروفة في السجل الأحفوري التي تظهر فيها مجموعات رئيسية من الحيوانات (مثل البراكيوبودس و trilobites) لأول مرة على مدى فترة وجيزة جيولوجيًا (حوالي 40 مليون سنة).
