وتفقد الأنهار الجليدية كتلتها في الغالب من خلال ذوبان الجليد، ولكنها تتقلص أيضا بسبب عمليات أخرى، حيث يتبخر الماء مباشرة من الجليد، والولادة، حيث تتكسر قطع كبيرة منه على ضفتي نهر جليدي، وفقا لـ National Oceanic وإدارة الغلاف الجوي (NOAA).
ومن خلال تتبع مدى سرعة تقلص الأنهار الجليدية، يمكن للعلماء التنبؤ بشكل أفضل بمدى سرعة ارتفاع مستويات سطح البحر، خاصة وأن تغير المناخ يؤدي إلى ارتفاع متوسط درجات الحرارة العالمية.
ولكن تقدير معدل انكماش الأنهار الجليدية قد يكون صعبا للغاية. واعتمدت التقديرات السابقة على دراسات ميدانية لبضع مئات من الأنهار الجليدية فقط من بين أكثر من 200000 من الأنهار الجليدية على الأرض، بالإضافة إلى بيانات الأقمار الصناعية المتفرقة بدقة محدودة، كما أشار المعدون في دراستهم الجديدة التي نُشرت يوم الأربعاء (28 أبريل) في مجلة Nature.
والتقطت بعض بيانات القمر الصناعي هذه التغيرات في ارتفاع السطح، ولكنها أخذت عينات فقط من أماكن قليلة وفي نقاط زمنية متفرقة.
واكتشفت أقمار صناعية أخرى تحولات طفيفة في مجال جاذبية الأرض، لكنها لم تستطع فصل مقدار الانكماش الجليدي الذي ساهم في هذه التحولات، على عكس التغيرات الكتلية في الصفائح الجليدية أو الأرض الصلبة، على سبيل المثال.
وللتركيز على تقدير أكثر دقة، استخدم الفريق عددا لا يحصى من صور الأقمار الصناعية والجوية لمسح 217175 نهرا جليديا، وهو ما يمثل جميع الأنهار الجليدية على الأرض تقريبا.
وعلى وجه الخصوص، قام أرشيف صور مدته 20 عاما من مقياس إشعاع الانعكاس الحراري والانبعاث الحراري المتقدم (ASTER) التابع لوكالة ناسا، وهو مستشعر عالي الدقة على متن القمر الصناعي Terra، بتزويد الفريق ببنك من البيانات وسمح لهم بعمل تقديرات أكثر تأكيدا عن فقدان الكتلة الجليدية عبر الزمن.
وقال المعد الأول رومان هوجونيت، طالب الدكتوراه في جامعة تولوز في فرنسا ومختبر الهيدروليكا: "لا نوفر التغطية المكانية الكاملة لجميع الأنهار الجليدية فحسب، بل نكرر أيضا أخذ العينات الزمانية"، ما يعني القياسات المأخوذة من عدة نقاط زمنية.
ووجد الفريق أنه بين عامي 2000 و2019، فقدت الأنهار الجليدية مجتمعة ما متوسطه 293.7 مليار طن (267 مليار طن متري) من الكتلة سنويا، أي ما يعادل 17.6 مليار طن (16 مليار طن متري)؛ وأشار الباحثون إلى أن هذا يمثل حوالي 21% من الارتفاع الملحوظ في مستوى سطح البحر في ذلك الإطار الزمني.
وفي كل عقد منذ عام 2000، كان المعدل الإجمالي لفقدان كتلة الأنهار الجليدية يتسارع، حيث زاد بنحو 52.8 مليار طن (48 مليار طن متري) سنويا، وهو ما قد يمثل تسارعا ملحوظا في ارتفاع مستوى سطح البحر.
وقال هوجونيت إن هذه التقديرات تضيق بشكل كبير من عدم اليقين بشأن كمية الكتل الجليدية المفقودة في العقود الأخيرة.
ونظرا لأن المستشعر يدور حول الأرض على ارتفاع حوالي 438 ميلا (750 كيلومترا) فوق سطح الكوكب، فيمكنه التقاط صور للمواقع نفسها من زوايا متعددة: بمجرد مروره مباشرة فوق بقعة.
ويمكن بعد ذلك استخدام اللقطتين لإعادة بناء التضاريس ثلاثية الأبعاد لسطح الأرض، وفي هذه الحالة، البنية ثلاثية الأبعاد للأنهار الجليدية عبر الكوكب. وقام هوجونيت وفريقه بقياس هذه التغيرات في الحجم ثم ضاعفها في كثافة الجليد الجليدي، لتحديد مقدار الكتلة التي فقدتها الأنهار الجليدية.
وقامت المجموعة أيضا بمراجعة عملهم مرة أخرى مقابل البيانات المأخوذة من قمر ناسا للجليد والسحابة والقمر الصناعي (ICESat) وحملات عملية IceBridge، وهي مشروع تابع لوكالة ناسا يقوم فيه أسطول من الطائرات البحثية بمسح الجليد القطبي للأرض.
وأكدت البيانات الإضافية أن صور ASTER تتطابق بشكل عام مع البيانات المتاحة الأخرى في الفترة الزمنية نفسها، كما ساعدت الفريق أيضا على تصحيح "التشويش" الإحصائي في بيانات ASTER.
وباستخدام هذه الأساليب، قام الفريق بحساب تقدير موثوق إلى حد ما، ولكن ما يزال هناك بعضا من عدم اليقين، كما قال هوجونيت.
وبالإضافة إلى ذلك، لاحظ الفريق أنه لم تفقد كل الأنهار الجليدية على الأرض كتلتها بالمعدلات نفسها. وقال هوجونيت "الشيء الأكثر إثارة للاهتمام والمفاجئ بعض الشيء هو رؤية بعض المناطق تتباطأ بينما تتسارع مناطق أخرى.
وعلى سبيل المثال، ازداد فقدان الكتلة من الأنهار الجليدية في ألاسكا وغرب كندا بشكل كبير في الإطار الزمني للدراسة، في حين تباطأت الخسارة من الأنهار الجليدية الآيسلندية والاسكندنافية وجنوب شرق غرينلاند بين أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين وأواخر عام 2010.
وبالتكبير في هذه المناطق، وجد الباحثون أن الظروف المناخية الإقليمية، وخاصة التقلبات طويلة الأجل في هطول الأمطار ودرجة الحرارة، ساعدت في تفسير هذه الاختلافات الصارخة.
لذلك، بينما دخلت آيسلندا والدول الاسكندنافية وغرينلاند عقدا من الظروف الرطبة والباردة نسبيا في العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين، دخل شمال غرب أمريكا الشمالية فترة جفاف نسبيا، ما يعني أن الأنهار الجليدية فقدت في النهاية جليدا أكثر مما اكتسبته من الثلوج.
وقال هوجونيت "لدينا تلك التقلبات الموجودة في بعض المناطق ويمكن أن تستمر لعقد من الزمان في بعض الأحيان".
وأشار إلى أن "هذا هو السبب أيضا في أننا بحاجة إلى مثل هذه المجموعات الكاملة من الملاحظات على مستوى العالم، مثل تلك التي قدمناها".
ويمكن أن يساعد تتبع متوسط فقدان الكتلة الجليدية، على نطاق عالمي، العلماء على التنبؤ بارتفاع مستوى سطح البحر العالمي؛ لكن على المستوى المحلي، يمكن أن يؤدي فقدان الكتلة الجليدية إلى تغيير جذري في المسطحات المائية القريبة وتوافر الموارد المائية، فضلا عن التهديد بإحداث كوارث، مثل الانهيارات الثلجية وفيضانات الربيع المدمرة، حسبما قال هوجونيت.
المصدر: ساينس ألرت