یخ‌های قطب شمال در حال ناپدید شدن: چه بلایی سر خرس‌های قطبی و اکوسیستم می‌آید؟

کوچک شدنِ یخ‌های چندساله در قطب شمال و اثراتش بر خصوصیات یخ‌دریایی

در ناحیه قطب شمال، یخ‌های قدیمی و چندساله با سرعتِ هرچه بیشتر دارن آب می‌شن؛ این اتفاق، خیلی واضح فراوانی و اندازه برآمدگی‌های یخی رو کم می‌کنه. این برآمدگی‌ها وقتی به وجود میان که قطعاتِ یخ روی هم فشار میارن و توده می‌شن. این خصوصیت، یکی از ویژگی‌های اصلی یخ‌دریایی در قطبِ شماله. هم جلوی کشتی‌رانی رو می‌گیره و هم بخشی مهم از اکوسیستم حساب میشه.

توی یه تحقیق جدید که تو مجله‌ی Nature Climate Change چاپ شده، کارشناسای مؤسسه آلفرد وگنر این روند رو بررسی کردن و داده‌های دیده‌بانیِ سه دهه پروازِ هوایی رو زیر ذره‌بین بردن. داده‌های ماهواره‌ای تو این سه دهه، تغییراتِ چشمگیری رو تو یخ‌های دریای قطبِ شمال نشون میده که نتیجه‌ی تغییراتِ اقلیمیه: مساحتِ یخ‌بسته تو تابستون مرتب داره کم میشه و تکه‌های یخ، نازک‌تر و تندتر حرکت می‌کنن.

تا حالا، معلوم نبود که برآمدگی‌های یخی چجوری دارن تحت تاثیر قرار می‌گیرن، چون فقط چند سالِ اخیر امکانِ نظارتِ قابل‌اعتماد روشون از فضا فراهم شده. برآمدگی‌های یخی به‌خاطر فشارای کناری روی یخ‌دریا به وجود میان. باد یا جریان‌های اقیانوسی می‌تونن قطعه‌های یخ رو روی هم جمع کنن و برآمدگی‌هایی به ضخامت چند متر بسازن. قسمتِ بالای این برآمدگی‌ها که سطح صاف یخ رو با فاصله‌های چند صد متر از بین می‌بره، بادبان نام داره و ارتفاعش بین یه تا دو متره. حتی قسمتِ زیر آب که کیل اسم داره، می‌تونه تا 30 متر عمق داشته باشه و مانع غیرقابل‌عبوری برای کشتی‌رانی ایجاد کنه.

برآمدگی‌های یخی نه تنها رو تعادل انرژی و جرمِ یخ‌دریا اثر دارن، بلکه رو چرخه بیوژئوشیمیایی و اکوسیستم هم تاثیر میذارن: وقتی بادبان‌هاشون باد رو می‌گیرن، تکه‌های یخ می‌تونن تو کلِ قطبِ شمال حرکت کنن. خرس‌های قطبی از برآمدگی‌های یخی به عنوان پناهگاهی برای حفاظت در طول زمستون یا موقعِ بچه‌دار شدن استفاده می‌کنن. علاوه بر این، این ساختارا به موجوداتِ مرتبط با یخ تو سطوح مختلفِ غذایی، حفاظت میدن و اختلاطِ آشفته‌ی آب رو زیاد می‌کنن که باعث میشه موادِ مغذی راحت‌تر پیدا بشن.

یه گروه از محققای مؤسسه آلفرد وگنر و مرکز تحقیقات قطبی و دریایی هلموهولتز (AWI) الان داده‌های لیزری که تو 30 سالِ پروازِ تحقیقاتی روی یخ‌های قطبِ شمال جمع شده رو دوباره بررسی و تحلیل کردن. پروازهای نظارتی که حدودِ 76,000 کیلومتر رو پوشش میدن، برای اولین بار نشون میدن که فراوانی برآمدگی‌های یخی تو شمالِ گرینلند و تو تنگه فرام، سالانه 12.2% و ارتفاعشون 5% کم میشه. داده‌های دریای لینکلن، که منطقه‌ایه که یخ‌های قدیمی توش جمع میشن، یه تصویرِ مشابه رو نشون میده: اینجا، فراوانی سالانه 14.9% و ارتفاع 10.4% کم میشه.

دکتر توماس کرومپن، کارشناسِ یخ‌دریا تو AWI و نویسنده‌ی اصلیِ این تحقیق، میگه: «تا حالا، معلوم نبود که برآمدگی‌های یخی دارن چجوری تغییر می‌کنن. هرچی قطبِ شمال بیشتر از یخایی تشکیل شده که تو تابستون آب میشن و بیشتر از یه سال عمر ندارن. این یخای جوون و نازک می‌تونن راحت تغییر شکل بدن و زودتر برآمدگی‌های جدیدی بسازن. پس شاید آدم انتظار داشته باشه که فراوانی‌شون بیشتر بشه. اما واقعیت اینه که کم شدن برآمدگی‌های یخی به‌خاطر آب شدن شدیدِ تکه‌های یخِ قدیمیه. یخی که چند تا تابستون رو گذرونده، به‌خاطر فشارهایی که تو مدتِ طولانی روش بوده، تعداد زیادی برآمدگی یخی داره.»

کم شدنِ یخ‌های چندساله و اثراتش روی اکوسیستم قطب شمال

کم شدنِ یخ‌های چندساله اون‌قدر زیاده که ما شاهد کم شدنِ کلیِ فراوانی برجستگی‌های فشاری هستیم، حتی با اینکه یخ‌های نازک و جوون راحت تغییر شکل میدن. برای نتیجه‌گیری در مورد تغییرات تو سطحِ قطبِ شمال، محققا همه‌ی داده‌های دیده‌بانی رو با هم جمع کردن تا یه معیار بسازن. بعد با کمکِ داده‌های ماهواره‌ای، این معیار رو به کلِ قطبِ شمال اعمال کردن: «ما معمولا بیشترین کاهش تو برجستگی‌های فشاری رو تو جاهایی می‌بینیم که سنِ یخ خیلی کم شده.» پروفسور کریستین هااس، رئیس فیزیک یخ تو AWI، در این‌باره میگه: «تغییراتِ بزرگی تو دریای بوفورت و همچنین تو قطب شمال مرکزی دیده میشه. هر دو منطقه الان تو تابستون تا حدی یخ ندارن، در حالی که قبلا پر از یخایی بودن که حداقل پنج سالشون بود.»

روش‌های تحقیق و اندازه‌گیری

تو این تحقیق، برجستگی‌های فشاری و ارتفاعشون با دقت اندازه‌گیری و تحلیل شدن. این کار به لطفِ پروازای کم‌ارتفاع (کمتر از ۱۰۰ متر بالای سطح) و سرعتِ بالایِ اسکنِ حسگرای لیزری ممکن شد که اجازه میده مدل‌های زمین‌شناسی ساخته بشن. AWI از اوایلِ دهه‌ی ۱۹۹۰ پروازای علمی رو روی یخ‌دریا شروع کرده و از جزیره اسوالبارد پرواز می‌کرد. اون موقع، این مؤسسه به دو تا هواپیمای Dornier DO228، یعنی Polar 2 و Polar 4، متکی بود که الان با دو تا هواپیمای Basler BT-67، یعنی Polar 5 و Polar 6، عوض شدن. این هواپیماها مخصوص پرواز تو شرایطِ سخت قطبی تجهیز شدن و می‌تونن به انواع حسگرا مجهز بشن. با استفاده از این هواپیماها، محققا دو بار تو سال، یخای شمالِ گرینلند، اسوالبارد و کانادا رو بررسی می‌کنن. همینطور، هلی‌کوپترا که تو یخ‌شکنِ Polarstern هستن هم بخشی از برنامهٔ نظارت هستن.

اثرات تغییرات بر اکوسیستم قطب شمال

برای تخمین اثرات مستقیم تغییراتی که دیده شده رو اکوسیستم قطب شمال، نیاز به ساختن مدلاییه که بتونن فرآیندهای فیزیکی و بیولوژیکی رو تو یخ‌دریا با سن‌های مختلف نشون بدن. با اینکه می‌دونیم که برجستگی‌های فشاری خونه‌ی انواع مختلفی از موجودات هستن، ولی هنوز درکِ عمیقی از نقشِ سنِ برجستگی‌های فشاری نداریم. این جنبه‌ به‌خصوص مهمه چون درصدِ برجستگی‌هایی که تابستونِ اولشون زنده نمی‌مونن، داره زیاد میشه. یه معمای دیگه هم هست: با اینکه اندازه و فراوانیِ بادبان‌های برجستگی کم شده، سرعت جابجایی یخای قطب شمال به‌طور کلی بیشتر شده. دکتر لوئیزا فون آلبیدیل، فیزیک‌دان یخ تو AWI و یکی از همکارای این تحقیق، توضیح میده: «در واقع، یخ باید وقتی بادبان‌ها کوچیک می‌شن، با سرعت کمتری جابه‌جا بشه، چون سطح کمتری برای انتقال تکانه وجود داره. این نشون میده که تغییراتِ دیگه‌ای هم هستن که اثرِ مخالف دارن. جریانای قوی‌ترِ اقیانوس یا زیرِ یخِ صاف‌تر به‌خاطر آب شدنِ شدیدتر می‌تونن عاملای موثری باشن. برای جواب دادن به این سوالا و درک بهتر رابطه‌های پیچیده، ما کلِ مجموعه داده‌ها رو تو یه آرشیو عمومی قرار دادیم (لینک به PANGAEA)، تا محققای دیگه بتونن ازش استفاده کنن و تو مطالعاتشون جا بدن.»

برنامه‌های آینده و تحقیقاتِ بیشتر

یه سفر اکتشافی با کشتی تحقیقاتی Polarstern برای تابستونِ آینده برنامه‌ریزی شده که رو بررسی تفاوتای بیولوژیکی و بیوژئوشیمیایی بین تکه‌های یخ و برآمدگی‌های فشاری با سن‌ها و منشاء‌های مختلف تمرکز خواهد کرد. هم‌زمان، پروازای هوایی وسیعی با هواپیمای تحقیقاتی انجام خواهد شد. به گفته توماس کرومپن: «با جمع کردن اطلاعاتِ دریایی و هوایی، امیدواریم بینشای بهتری در مورد تعاملا‌ی پیچیده بین یخ‌دریا، آب‌وهوا و اکوسیستم به دست بیاریم، چون فقط وقتی درک بهتری از سیستمِ محیطیِ این منطقه داشته باشیم، می‌تونیم استراتژیای مؤثری برای حفظ و استفاده‌ی پایدار از قطب شمال تدوین کنیم.»