تبحث هذه التدوينة بالتفصيل في كيفية تسبب درجات حرارة البحر المرتفعة والتيارات المحيطية في منطقة غرب القارة القطبية الجنوبية في تركيز المياه الدافئة تحت الجروف الجليدية الصغيرة، مما يؤدي إلى تسريع ذوبان الجليد، وما تعنيه هذه الظاهرة بالنسبة لتغيرات الجروف الجليدية في جميع أنحاء القارة القطبية الجنوبية.
تحتوي القارة القطبية الجنوبية على كمية هائلة من الجليد، تكفي لرفع مستوى سطح البحر العالمي بحوالي 57 مترًا إذا ذاب بالكامل. من بين هذا الجليد، تشير الجروف الجليدية إلى هياكل تتحرك فيها الطبقة الجليدية الضخمة التي تغطي الأرض، والتي يبلغ سمكها عدة كيلومترات، نحو الساحل تحت تأثير الجاذبية، مع امتداد جزء منها فوق اليابسة وطفو على سطح البحر. يغطي هذا النوع من الجروف الجليدية حوالي 75% من ساحل القارة القطبية الجنوبية، ويتراوح سمكها بين 100 متر و1,000 متر حسب المنطقة. يرتبط تغير كتلة الجروف الجليدية بمرور الوقت ارتباطًا وثيقًا بالاحتباس الحراري، ويُعامل كعنصر أساسي في أبحاث تغير المناخ. من بين العوامل التي تسبب فقدان الجليد من الجروف الجليدية، كمية الجليد المنفصلة على شكل جبال جليدية ملحوظة بشكل جيد نسبيًا. ومع ذلك، فإن البيانات المتعلقة بكمية الجليد التي تذوب وتختفي من الجانب السفلي للجرف الجليدي بسبب تأثير مياه البحر الدافئة كانت نادرة منذ فترة طويلة. وذلك لأن الجانب السفلي للجرف الجليدي يصعب الوصول إليه للغاية. في الآونة الأخيرة، سمحت التغيرات في أنماط الرياح حول القارة القطبية الجنوبية بتسرب المياه العميقة الدافئة أسفل الجرف الجليدي، مما زاد من الحاجة إلى قياسات دقيقة لهذه العملية. يؤثر ذوبان الجليد عند قاعدة الجرف الجليدي بشكل مباشر على ارتفاع مستوى سطح البحر حول القارة القطبية الجنوبية.
تُحدَّد الكتلة الكلية للجرف الجليدي بأربعة عوامل. أولًا، يُعدّ تدفق الجليد من اليابسة لتشكيل الجرف الجليدي عاملًا رئيسيًا في زيادة كتلته. ثانيًا، تُساهم كمية الثلج المتراكمة على سطح الجرف الجليدي في نموه. في المقابل، تُقلِّل كمية الجليد التي تنفصل عن سطح الجرف الجليدي وتجرفه إلى المحيط من كتلته. وبالمثل، تُؤدِّي كمية الجليد التي تذوب من قاعدة الجرف الجليدي بتأثير مياه البحر الدافئة إلى انكماشه. يُحسَب التغير الكلي في كتلة الجرف الجليدي بناءً على تفاعل هذه العوامل الأربعة. لم يُتح تحليل هذه العناصر بدقة إلا مؤخرًا، مع تراكم بيانات الأقمار الصناعية.
يُحسب تدفق الجليد من اليابسة لتشكيل الجرف الجليدي بقياس سرعة تدفق الجليد وسمكه عند نقطة التقاء الجرف باليابسة. ويمكن حساب سرعة تدفق الجليد بدقة تصل إلى سنتيمتر واحد بمقارنة صورتين راداريتين التقطتهما الأقمار الصناعية على فترات زمنية منتظمة. ويُحسب سمك الجليد بقياس ارتفاع الجليد العائم على سطح الماء باستخدام مقاييس الارتفاع عبر الأقمار الصناعية، ثم مراعاة الطفو الناتج عن فرق الكثافة بين الجليد ومياه البحر.
تُحسب كمية الثلوج المتراكمة على الجرف الجليدي بدمج عينات الجليد المأخوذة من الحفر مع نماذج التنبؤ بالمناخ، مما يحقق دقة عالية نسبيًا. يمكن قياس كمية الجليد المفقودة كجبال جليدية بناءً على مساحة الجبل الجليدي وسمكه. ومع ذلك، يصعب عمليًا تتبعها نظرًا لسرعة حركة الجبال الجليدية وذوبانها السريع في مياه البحر، مما يجعل التحديد الكمي الدقيق أمرًا صعبًا. لذلك، ولضمان موثوقية البيانات على المدى الطويل، يحسب الباحثون بشكل غير مباشر فقدان الكتلة الناتج عن انفصال الجبال الجليدية عن طريق قياس سرعة الجليد وسمكه عند خط مرجعي يبعد عدة كيلومترات عن حافة الجرف الجليدي. تُستخدم التغيرات في المساحة الكلية وسمك الجرف الجليدي لتحديد إجمالي الزيادة أو النقصان في كتلة الجرف الجليدي، مما يسمح أيضًا بتقدير كمية الجليد الذائب والمنفصل عن قاعدة الجرف الجليدي.
تشير نتائج الأبحاث إلى أن كمية الجليد التي زودت بها الجرف الجليدي في أنتاركتيكا بأكمله من اليابسة على مدار عام واحد بلغت حوالي 2.049 تريليون طن، بينما بلغ الثلج المتراكم على سطح الجرف الجليدي حوالي 444 مليار طن. في المقابل، بلغ الجليد المفقود نتيجة انفصال الجبال الجليدية عن الجرف الجليدي حوالي 1.321 تريليون طن، بينما بلغ الجليد المفقود بسبب ذوبان قاعدة الجرف الجليدي، المتأثر بمياه البحر الدافئة، حوالي 1.454 تريليون طن. في نهاية المطاف، شهد نظام الجرف الجليدي في أنتاركتيكا بأكمله خسارة سنوية في الكتلة بلغت حوالي 282 مليار طن. من بين هذه الخسائر، مثّل ذوبان قاعدة الجرف الجليدي ما متوسطه 52%، ولكنه أظهر تباينًا إقليميًا كبيرًا، يتراوح بين حد أدنى قدره 10% وحد أقصى قدره 90%.
أظهر تحليلٌ قسّم مياه أنتاركتيكا إلى أربع مناطق بناءً على خطوط الطول أن ذوبان قواعد الجرف الجليدي في الجروف الجليدية الصغيرة، مثل جرف جزيرة باين الجليدي وجرف كروز الجليدي في منطقة غرب أنتاركتيكا، بلغ متوسطه 74%. في المقابل، تراوحت النسبة عمومًا حول 40% في مناطق أخرى. والجدير بالذكر أن جرف فيلتشنر-رون الجليدي (الذي يمتد شمال وجنوب غرب أنتاركتيكا) وجرف روس الجليدي (جنوب أنتاركتيكا)، واللذين يُنتجان معًا حوالي ثلث الجبال الجليدية في أنتاركتيكا، أظهرا نسبةً منخفضةً جدًا من ذوبان قاع الجرف الجليدي، حيث بلغت 17% فقط.
تُمثل أكبر عشرة جرف جليدية، والتي تغطي 91% من مساحة الجرف الجليدي في أنتاركتيكا، حوالي نصف إجمالي حجم ذوبان قاع الجرف الجليدي في أنتاركتيكا فقط. أما النصف المتبقي، فيحدث على جرف جليدية صغيرة لا تغطي سوى 9% من المساحة الإجمالية. تنشأ هذه الظاهرة بسبب تركيز الجرف الجليدي الصغير في مياه بحر غرب أنتاركتيكا الدافئة نسبيًا. لذلك، يُرجَّح أن النهج المُتبع في الدراسات السابقة - وهو مجرد استقراء بيانات مُركَّزة على جرف جليدي كبير مُتناسب مع المساحة - قد بالغ بشكل كبير في تقدير إجمالي حجم ذوبان قاع الجرف الجليدي في أنتاركتيكا.
عند دراسة حجم ذوبان قاع الجرف الجليدي لكل وحدة مساحة، بلغ متوسط ذوبان الجليد في أنتاركتيكا حوالي 0.81 متر سنويًا. ومع ذلك، كانت التباينات الإقليمية كبيرة، حيث تراوحت بين 0.07 متر و15.96 مترًا كحد أقصى. أظهرت الجروف الجليدية الصغيرة في غرب أنتاركتيكا معدلات ذوبان عالية جدًا، بينما أظهرت الجروف الجليدية الكبيرة في مناطق أخرى معدلات ذوبان منخفضة نسبيًا. تنجم هذه الاختلافات عن التفاعل المعقد بين التضاريس تحت الجروف الجليدية وبنية درجة حرارة مياه البحر. يكون الذوبان شديدًا بشكل خاص تحت الجروف الجليدية القريبة من اليابسة، بينما يزداد تجمد مياه البحر مع البعد عن اليابسة. تؤكد هذه النتائج أن ذوبان الجليد تحت الجليد في الجروف الجليدية في أنتاركتيكا يختلف اختلافًا كبيرًا تبعًا للظروف المحلية والبيئة البحرية، وأن له تأثيرًا حاسمًا على ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي ونظام المناخ.
