قام الجيولوجيون بنمذجة تشوه القشرة الأرضية استجابة لتقلص الأنهار الجليدية

قام الجيولوجيون بنمذجة تشوه القشرة الأرضية استجابة لتقلص الأنهار الجليدية
قام الجيولوجيون بنمذجة تشوه القشرة الأرضية استجابة لتقلص الأنهار الجليدية
Anonim

قام العلماء بحساب سرعة الحركات الجليدية السكونية لقشرة الأرض ، والتي حدثت نتيجة تدهور الغطاء الجليدي للأرض في القرن الحادي والعشرين ، مع الأخذ في الاعتبار المكون الأفقي للحركات للمناطق البعيدة عن الأنهار الجليدية لأول مرة. أدى ذوبان الغطاء الجليدي في جرينلاند إلى ارتفاع في شمال قارات أوراسيا وأمريكا الشمالية بمعدل 1.0-0.4 مليمتر في السنة. يتراوح متوسط معدلات الحركة الأفقية من 0.3 ملم سنويًا في شمال كندا إلى 0.05 ملم سنويًا في جنوب الولايات المتحدة وأوروبا. نُشر البحث في Geophysical Research Letters.

منذ مطلع القرن ، ارتفع معدل تدهور الغطاء الجليدي للأرض ، مع زيادة فقدان الجليد من الدروع في القطبين والأنهار الجليدية الجبلية بنسبة 57 في المائة. لا يؤدي هذا الانحلال الواسع النطاق للكوكب إلى تسريع ارتفاع مستوى المحيط العالمي فحسب ، بل يتسبب أيضًا في تشوه قشرة الأرض. يدفع الغطاء الجليدي الغلاف الصخري إلى الغلاف الموري اللزج الأساسي ، وعندما يذوب الجليد ، تسعى القشرة الأرضية إلى استعادة حالة التوازن. هناك عملية توازن جليدي ، عندما تعوض الحركات الرأسية والأفقية لقشرة الأرض عن الحمل الجليدي. من الأمثلة الصارخة على التجلد هو ارتفاع فينوسكانديا بعد تدهور الغطاء الجليدي الاسكندنافي في العصر الجليدي. حاليًا ، يرتفع شمال خليج بوثنيا بمعدل سنتيمتر واحد سنويًا.

أتاح تطوير أنظمة الأقمار الصناعية للملاحة العالمية إمكانية قياس الحركات الرأسية للقشرة بالقرب من الصفائح الجليدية الحديثة وعلى مسافة منها. ومع ذلك ، نادرًا ما يتم أخذ المكون الأفقي للحركات الجليدية الساكن في الاعتبار ، على الرغم من حقيقة أنه قد يتجاوز معدل الارتفاع في المناطق الطرفية.

قام باحثون في أستراليا والولايات المتحدة ، بقيادة صوفي كولسون من جامعة هارفارد ، بوضع نموذج لمعدل تشوه قشرة الأرض الناتج عن التغيرات في كتلة الجليد على الكوكب. أخذ الجيولوجيون في الاعتبار الحركات الرأسية والأفقية. استندت حسابات التشوهات إلى نموذج متماثل كرويًا للأرض ، وتم تحديد الهياكل المرنة والكثافة للكوكب بواسطة نموذج الأرض المرجعي الأولي (PREM). كما تم استخدام بيانات قياس الارتفاع عبر الأقمار الصناعية من ICESat ، والتي وفرت بيانات رصد لتوازن الكتلة في القطب الجنوبي والصفائح الجليدية في جرينلاند والأنهار الجليدية الجبلية في الفترة من 2003 إلى 2013.

وفقًا لنتائج الحسابات ، أدى ترقق الغطاء الجليدي في جرينلاند إلى ارتفاع في جنوب الجزيرة التي تحمل الاسم نفسه بمعدل ثلاثة ملليمترات في السنة. على مسافة من الغطاء الجليدي ، تنخفض السرعات الرأسية من 0.4-1.0 (آيسلندا ، أرض بافن) إلى 0.0-0.4 (شمال أوروبا ، كندا القارية) مليمتر في السنة. تستمر الحركات المماسية لقشرة الأرض في اتجاه الشمال. في القارة الأوراسية ، تبلغ القيم القصوى للسرعات الأفقية 0.2 ملم سنويًا في النرويج ، والتي تنخفض إلى 0.05 ملم سنويًا في جنوب أوروبا. عند الانتقال من شمال شرق كندا إلى غرب الولايات المتحدة ، تنخفض سرعة الحركات العرضية من 0.3 إلى 0.05 ملم في السنة.

يؤدي ترقق الأنهار الجليدية في القطب الشمالي إلى حركات أفقية واسعة النطاق في خطوط العرض العالية بسرعات تصل إلى 0.15 ملم في السنة. حجم التشوهات القشرية بسبب التغير في كتلة الغطاء الجليدي في القطب الجنوبي أقل من ذلك الناتج عن ذوبان جرينلاند: تم تعويض فقدان الكتلة الجليدية في غرب القارة القطبية الجنوبية جزئيًا من خلال الزيادة في الجزء الشرقي خلال فترة الدراسة. تصل معدلات الارتفاعات الرأسية إلى قيم قصوى تبلغ مليمترًا واحدًا سنويًا في شبه جزيرة أنتاركتيكا وتنخفض إلى 0.02 ملم سنويًا في جزر فوكلاند.

Image
Image

تشوهات القشرة الأرضية الجليدية لخمسة مواقع.توضح الخطوط الملونة المساهمة الفردية للصفائح الجليدية في جرينلاند (الخضراء) والقطب الجنوبي (الأزرق) والأنهار الجليدية الجبلية (البرتقالية) ومجموعها (أسود)

تكون السرعات الأفقية والرأسية لقشرة الأرض أعلى في أماكن قريبة من مناطق فقدان الكتلة الجليدية. يتضح هذا من خلال حسابات نوريلسك ، حيث يفسر الباحثون ارتفاع معدلات التشوه في الفترة من 2003 إلى 2013 من خلال التدهور السريع للأنهار الجليدية في سفالبارد وجزر القطب الشمالي الروسي. بعد تحليل سرعات الحركات الجليدية في منطقتي لندن وبوسطن ، خلص المؤلفون أيضًا إلى أن هاتين المنطقتين تظهران حساسية لذوبان صفيحة جرينلاند الجليدية ، على الرغم من وجودهما على مسافة كبيرة منه. خلص العلماء إلى أن السرعات المحسوبة للحركات الأفقية والعمودية لقشرة الأرض يمكن أن تكمل القياسات الجيوديسية للأقمار الصناعية.

موصى به: