سرعت کاهش یخ همه یخچال‌های طبیعی زمین درحال افزایش است

یخچال‌های طبیعی جرم خود را عمدتا ازطریق ذوب‌شدن یخ از دست می‌دهند؛ اما به‌دلیل فرایندهای دیگری مانند تصعید و یخ‌زایی نیز کوچک می‌شوند. تصعید فرایندی است که در آن آب به‌طورمستقیم از یخ تبخیر می‌شود و یخ‌زایی فرایندی است که در آن تکه‌های بزرگی از یخ از لبه یخچال شکسته می‌شود. دانشمندان با دنبال‌کردن سرعت کوچک‌شدن یخچال‌ها، می‌توانند سرعت احتمالی افزایش در سطح آب دریا را بهتر پیش‌بینی کنند؛ خصوصا در مواقعی که تغییرات اقلیمی متوسط دمای جهانی را افزایش می‌دهد.

برآورد میزان کاهش یخ یخچال‌های طبیعی ممکن است دشوار باشد. برآوردهای گذشته متکی‌بر مطالعات میدانی روی فقط چند‌صد یخچال از بیش از دویست‌هزار یخچال روی زمین و نیز داده‌های ماهواره‌ای پراکنده با وضوح محدود بوده است. برخی از این داده‌های ماهواره‌ای تغییر در ارتفاع سطح را ثبت کرده‌اند؛ ولی فقط از چند مکان در نقاط زمانی پراکنده نمونه‌برداری کرده‌اند. ماهواره‌های دیگر تغییرات جزئی را در میدان گرانشی زمین تشخیص داده‌اند؛ اما نتوانسته‌اند مشخص کنند چقدر از کاهش جرم یخچال‌ها ناشی از این تغییرات است و چه بخشی از آن مثلا مربوط به تغییرات جرم صفحات یخی یا زمین جامد است.

پژوهشگران مطالعه جدید که در مجله Nature منتشر شده است، برای رسیدن به برآوردی دقیق‌تر از تصاویر ماهواره‌ای و هوایی بی‌شماری برای بررسی ۲۱۷۱۷۵ یخچال طبیعی استفاده کردند که تقریبا شامل تمامی یخچال‌های روی زمین می‌شود. آرشیو بیست‌ساله‌ای از تصاویر رادیومتر پیشرفته فضابرد بازتابی و گسیل گرمایی یا اَستر داده‌های زیادی دراختیار پژوهشگران قرار داد و به آنان اجازه داد برآوردهای دقیق‌تری از کاهش جرم یخچال‌ها در طول زمان به‌دست آورند. اَستر حسگری با وضوح چشمگیر است که روی ماهواره ترا قرار دارد.

به‌گزارش لایوساینس، پژوهشگران دریافتند که یخچال‌های طبیعی در فاصله سال‌های ۲۰۰۰ تا ۲۰۱۹، درمجموع هر سال به‌طورمتوسط ۲۹۳/۷ میلیارد تُن از جرمشان را از دست داده‌اند. این مقدار حدود ۲۱ درصد از افزایش مشاهده‌شده در سطح آب دریا را در آن بازه زمانی توضیح می‌دهد. علاوه‌بر‌این برای هر دهه از سال ۲۰۰۰، نرخ کلی کاهش جرم یخچال‌ها در حال شتاب‌گرفتن بوده و هر سال حدود ۵۲/۸ میلیارد تُن افزایش پیدا کرده که ممکن است توضیحی برای شتاب مشاهده‌شده در افزایش سطح آب دریا باشد.

رومین هوگانت، نویسنده نخست مقاله، گفت این برآوردها به‌طور درخورتوجهی بی‌اعتمادی به میزان کاهش جرم یخچال‌ها در دهه‌های اخیر را کم می‌کند. به‌عنوان مثال، آخرین گزارش هیئت بین‌دولتی تغییر اقلیم (IPCC) و مطالعه جهانی که سال ۲۰۱۹ در مجله Nature منتشر شد، مقدار کاهش جرم یخچال‌ها را در همین حدود محاسبه کرده‌اند که مطالعه جدید برآورد می‌کند؛ ولی حاشیه خطای آن‌ها از هر سمت به چندصد گیگاتن می‌رسید. این در حالی‌ است که در مطالعه جدید این دامنه مثبت و منفی ۱۷/۶ میلیارد تُن است.

هوگانت و گروهش با استفاده از داده‌های اَستر توانستند این بی‌ااعتمادی را تا حد زیادی کاهش دهند. اَستر تصاویری از طیف مرئی و مادون‌قرمز نزدیک را ثبت می‌کند؛ بنابراین، تقریبا همان چیزی است که ما با چشمانمان می‌بینیم. ازآنجاکه این حسگر تقریبا ۷۵۰ کیلومتر بالاتر از سطح و دور زمین در گردش است، از مکان‌های مختلف می‌تواند تصاویری از زوایای مختلف بگیرد: یک بار وقتی مسقیما از روی آن نقطه عبور می‌کند و یک بار هم وقتی به جایی نگاه می‌کند که از آن عبور کرده است. سپس می‌توان از این دو تصویر برای بازسازی توپوگرافی سه‌بُعدی سطح زمین و در این مورد، ساختار سه‌بُعدی یخچال‌ها در سرتاسر زمین استفاده کرد.

هوگانت و گروهش این تغییرات در حجم را محاسبه و سپس آن را در چگالی یخ یخچال ضرب کردند تا مشخص شود چه جرمی از یخچال از دست رفته است. این گروه کار خود را با داده‌های حاصل از ماهواره آیس‌ست (ICESat) و عملیات آیس بریج ناسا نیز مقایسه کردند. داده‌های اضافی تأیید کرد که تصاویر اَستر به‌طورکلی با سایر داده‌های موجود در همان بازه زمانی همخوانی دارد و به پژوهشگران نیز کمک کرد تا نویز آماری موجود در داده‌های اَستر را تصحیح کنند.

هوگانت گفت آن‌ها با استفاده از این روش‌ها تخمین نسبتا مطمئنی به‌دست آوردند؛ ولی هنوز قدری بی‌اعتمادی وجود دارد. وی افزود مشکل همراه‌با یخچال‌های طبیعی این است که فقط یخ را از دست نمی‌دهیم؛ بلکه یخ‌برف را نیز از دست می‌دهیم که نوعی برف متراکم است که معمولا در بالای یخچال‌ها یافت می‌شود. مطالعه حاضر هنگام برآورد جرم از‌دست‌رفته، بین یخ و یخ‌برف تفاوتی قائل نمی‌شود و این مسئله بزرگ‌ترین منبع بی‌اعتمادی مطالعه است.

علاوه‌بر‌این، پژوهشگران خاطرنشان کردند که سرعت از‌دست‌رفتن جرم تمام یخچال‌های زمین برابر نیست. هوگانت اعلام کرد: «آنچه حتی جالب‌تر و کمی تعجب‌آور بود، این بود که می‌دیدیم سرعت کاهش یخ در برخی مناطق کاهش و در برخی افزایش یافته بود.» برای مثال، سرعت کاهش جرم یخچال‌ها در آلاسکا و غرب کانادا در چهارچوب زمانی مطالعه‌شده افزایش چشمگیری یافت؛ درحالی‌که سرعت کاهش جرم یخچال‌های ایسلند و اسکاندیناوی و جنوب‌شرقی گرینلند بین اوایل دهه ۲۰۰۰ و اواخر دهه ۲۰۱۰ کمتر شده بود. نویسندگان با تمرکز روی این مناطق دریافتند که وضعیت اقلیمی منطقه‌ای، خصوصا نوسان‌های طولانی‌مدت در بارندگی و دما به توضیح این تفاوت‌های آشکار کمک می‌کند.

درحالی‌که ایسلند و اسکاندیناوی و گرینلند در دهه دوم قرن بیست‌ویکم به دهه‌ای از شرایط نسبتا سرد و مرطوب وارد شدند، شمال‌غربی آمریکای‌شمالی وارد دوره نسبتا خشکی شد؛ بنابراین، یخچال‌های این منطقه درنهایت درمقایسه‌با میزان برفی که به‌دست آوردند، یخ بیشتری از دست دادند. هوگانت گفت: «این نوسان‌ها در برخی مناطق وجود دارد و گاهی می‌تواند تا حدود یک دهه ادامه داشته باشد؛ به‌همین‌دلیل، به چنین مجموعه کاملی از مشاهده‌های جهانی نیاز است.»

دنبال‌کردن میانگین کاهش جرم یخچال‌ها در مقیاس جهانی می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا افزایش در سطح آب دریا را در سطح جهانی پیش‌بینی کنند؛ اما در مقیاس محلی، کاهش جرم یخچال‌ها می‌تواند پهنه‌های آب نزدیک و دسترسی به منابع آب را به‌شدت تغییر دهد و نیز خطر وقوع فجایعی مانند بهمن و سیل‌های ویران‌گر بهاری را افزایش دهد. بنابراین، مهم است که تصاویر و داده‌های دقیقی از این فرایند داشته باشیم.