أظهرت طريقة بسيطة لزيادة سماكة الجليد البحري في القطب الشمالي نتائج واعدة في أول تجربة ميدانية لها، والتي تم إجراؤها في خليج كامبريدج، نونافوت، كندا.

ويدرس الباحثون العديد من تقنيات الهندسة الجيولوجية المثيرة للجدل لإبطاء التغير المناخي ذوبان كارثي للجليد البحري في القطب الشمالي، بما في ذلك حقن الهباء الجوي الستراتوسفيري، والذي يتضمن إطلاق جزيئات الكبريت الصغيرة في السماء لحجب الشمس. لكن في دراسة جديدة، قام العلماء بتقييم مزايا النهج الأكثر أمانًا والأكثر وضوحًا: ضخ مياه البحر إلى الجليد البحري الموجود في الشتاء وتركها تتجمد في طبقة معززة.

تُعرف هذه الطريقة باسم سماكة الجليد البحري، وقد استخدمتها مجتمعات الشمال والقطب الشمالي لعقود من الزمن، وتستخدم حلبات هوكي الجليد تقنية مماثلة للحفاظ على جليدها قويًا، حسبما قال اثنان من مؤلفي الدراسة لـ Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني.

وقال “التطبيقات العملية (الموجودة بالفعل) تشمل بناء الطرق الجليدية وإنشاء منصات للتنقيب عن النفط البحري”. إدوارد بلانشارد-وريجلزوورث، أستاذ مشارك في قسم علوم الغلاف الجوي بجامعة واشنطن، و أندريا تشيكوليني، أستاذ فخري في جامعة كوليدج لندن والرئيس التنفيذي للشركة الناشئة الجليد الحقيقي، التي تدرس طرق سماكة الجليد البحري الاصطناعي وتتلقى تمويلًا من حكومة المملكة المتحدة.

عمل النمذجة تلميحات أن سماكة الجليد البحري يمكن أن تصبح أداة للتكيف مع المناخ لمجتمعات القطب الشمالي من خلال الحد من تآكل السواحل بالقرب من المدن، وتسهيل السفر ودعم هجرة الحيوانات والصيد.

والآن، قام الباحثون بتقييم فعالية هذه الطريقة في الميدان لأول مرة. ونشرت نتائجهم في 22 مايو في المجلة مستقبل الأرضتشير هذه الدراسة إلى أنه يمكن تعزيز سمك وسطوع الجليد البحري بشكل كبير على نطاقات صغيرة، مما يجعل الجليد أكثر انعكاسًا، وبالتالي أكثر مرونة في الذوبان.

في التجربة، أنشأ الفريق ثماني مناطق اختبار وثلاثة مواقع تحكم في خليج كامبريدج خلال شتاء 2024 إلى 2025. وباستخدام مضخات غاطسة تستهلك كل منها طاقة أقل من محمصة الخبز، غمروا مناطق الاختبار إما مرة أو مرتين بما يصل إلى 8 بوصات (20 سم) من مياه البحر، في حين لم تغمر مواقع التحكم مطلقًا. وفي الربيع، تم استخدام موقع تحكم واحد لتجربة تصريف البرك الذائبة، والتي تضمنت حفر ثقوب صغيرة في الجليد لإزالة المياه الذائبة وكشف الجليد الأكثر سطوعًا تحته.

بشكل عام، زادت سماكة مناطق الاختبار بما يصل إلى 12.6 بوصة (32 سم) من مواقع التحكم بحلول نهاية الشتاء، وهو ما يعادل تقريبًا ترقق الجليد الذي حدث في القطب الشمالي على مدار الخمسين عامًا الماضية، وفقًا للدراسة. أظهرت مناطق الاختبار التي غمرتها المياه مرتين سماكة أكبر من تلك التي غمرتها المياه مرة واحدة. وفي فترة الذوبان الممتدة من أواخر مايو إلى سبتمبر، بدا الجليد البحري في مناطق الاختبار أكثر سطوعًا وكانت معدلات ذوبانه أبطأ، وظل أكثر سمكًا من الجليد في مواقع التحكم. كما أدت تجربة تصريف البرك الذائبة إلى ظهور جليد بحري أكثر سطوعًا من مواقع التحكم الأخرى.

عندما يتم ضخ الماء على الجليد البحري، فإنه يشبع الثلج الموجود فوق الجليد. وأوضح بلانشارد ريجلزورث وسيكوليني: “يتجمد خليط الماء والثلج ليشكل طبقة جديدة من الجليد، في حين أن انخفاض عزل الثلج يسمح لدرجات حرارة الغلاف الجوي الباردة بتسريع نمو الجليد الطبيعي من الأسفل”.

عادة ما يكون الجليد البحري السميك أكثر سطوعًا من الجليد البحري الرقيق، مما يزيد من كمية ضوء الشمس الذي ينعكس مرة أخرى إلى الفضاء. وقال الباحثون: “المعنى الأوسع هو أن هذه التأثيرات يمكن أن تعزز انعكاس القطب الشمالي من خلال زيادة سطوع السطح والجليد البحري الأطول أمدا”. “إذا أمكن تحقيق نتائج مماثلة في نهاية المطاف على نطاقات أوسع، فإن زيادة بياض القطب الشمالي يمكن أن تساهم في التبريد الإقليمي، مع فوائد محتملة مثل إبطاء ذوبان الجليد الدائم وتقليل فقدان الجليد من جرينلاند.”

ومع ذلك، لا تزال هناك علامة استفهام كبيرة حول مدى إمكانية زيادة سماكة الجليد البحري وقابليتها للاستمرار اقتصاديًا، نظرًا لأنها تتطلب أشخاصًا وآلات تعمل في هذا المجال. بحسب أ دراسة 2016وسوف تكون هناك حاجة إلى 10 ملايين مضخة تعمل بطاقة الرياح لتغطية 10% فقط من المحيط المتجمد الشمالي، و100 مليون مضخة لتغطية القطب الشمالي بالكامل. وكتب مؤلفو تلك الدراسة: “من المعقول أن نتساءل عما إذا كان مثل هذا المسعى ممكنا من الناحية المالية أو حتى ممكنا من الناحية اللوجستية”.

لقد تقلص حجم الجليد البحري السنوي في القطب الشمالي بنسبة 20% منذ عام 1979، وتتسارع هذه الخسارة مع الاحتباس الحراري. لذلك، إذا أردنا أن تعمل سماكة الجليد البحري في القطب الشمالي على نطاق واسع، “فيجب نشر المضخات على الفور تقريبًا، بينما لا تزال هناك مساحة كافية من الجليد البحري يمكن أن تغمرها الفيضان”، كما كتب الباحثون في مقالة. دراسة 2021.

إن التأثيرات البيئية والاجتماعية المترتبة على زيادة سماكة الجليد البحري في القطب الشمالي ليست مفهومة بشكل جيد، وسوف يؤدي إجراء المزيد من الأبحاث إلى تأخير النشر، وهذا يعني أنه قد يكون الوقت قد فات للكشف عن سماكة الجليد البحري بحلول الوقت الذي يحصل فيه العلماء على البيانات التي يحتاجون إليها لضمان سلامتها وجدواها.

لهذه الأسباب وغيرها، بما في ذلك قضايا الإدارة واحتياجات الصيانة العالية، فإن “سماكة الجليد البحري ببساطة غير قابلة للاستخدام على نطاق وبمعدل يمكن أن يكون ذا معنى لحماية الجليد البحري”، كما يقول الباحثون. كتب في المراجعة نشرت العام الماضي.

واتفق بلانشارد-وريجلزوورث وسيكوليني على أن النشر على أي شيء عدا النطاقات المحلية سيكون أمرًا صعبًا. ومع ذلك، قال الباحثون إن تجاربهم الشتوية الأخيرة، والتي لم تُنشر بعد، أظهرت نتائج مشجعة. في تلك التجارب، زاد سمك الجليد البحري في مناطق الاختبار بمقدار 20 بوصة (50 سم) مقارنة بمواقع المراقبة. ذكرت صحيفة الغارديان.

وقال الباحثون لموقع Live Science: “نتوقع أن تكون لدينا صورة أوضح بمجرد انتهاء موسم الذوبان الحالي”. “بالتوازي، نقوم بتطوير تكنولوجيا روبوتية تحت الماء يمكن أن تدعم عمليات النشر المستقلة. وفي وقت سابق من هذا العام، أجرينا أول اختبارات ميدانية في القطب الشمالي لنموذج أولي لطائرة بدون طيار لإعادة الجليد في فنلندا.”

ويجري حاليًا تحسين الطائرة بدون طيار بالتعاون مع معهد BioRobotics في بيزا بإيطاليا، وفقًا لصحيفة الغارديان.