આ બ્લોગ પોસ્ટમાં પશ્ચિમ એન્ટાર્કટિક ક્ષેત્રમાં ઊંચા સમુદ્રના તાપમાન અને સમુદ્રી પ્રવાહો નાના બરફના છાજલીઓ નીચે ગરમ પાણીને કેવી રીતે કેન્દ્રિત કરે છે, જેનાથી પીગળવાની ગતિ વધે છે અને સમગ્ર એન્ટાર્કટિકમાં બરફના છાજલીઓમાં આ ઘટના શું દર્શાવે છે તેની વિગતવાર તપાસ કરવામાં આવી છે.
એન્ટાર્કટિક ખંડમાં બરફનો મોટો જથ્થો છે, જે જો સંપૂર્ણપણે ઓગળી જાય તો વૈશ્વિક સમુદ્રનું સ્તર આશરે 57 મીટર સુધી વધારી શકે છે. આ બરફમાં, બરફના છાજલીઓ એવી રચનાઓનો ઉલ્લેખ કરે છે જ્યાં જમીનને આવરી લેતી વિશાળ બરફની ચાદર, ઘણા કિલોમીટર જાડી, ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ કિનારા તરફ આગળ વધે છે, જેનો એક ભાગ જમીન પર ફેલાયેલો હોય છે અને સમુદ્ર પર તરતો હોય છે. એન્ટાર્કટિક દરિયાકાંઠાનો લગભગ 75% ભાગ આવા બરફના છાજલીઓથી ઢંકાયેલો છે, જે પ્રદેશના આધારે 100 મીટરથી 1,000 મીટર સુધીની જાડાઈમાં બદલાય છે. સમય જતાં બરફના છાજલીઓનું બદલાતું પ્રમાણ ગ્લોબલ વોર્મિંગ સાથે ગાઢ રીતે જોડાયેલું છે અને તેને આબોહવા પરિવર્તન સંશોધનમાં મુખ્ય તત્વ તરીકે ગણવામાં આવે છે. બરફના છાજલીઓમાંથી બરફના નુકશાનનું કારણ બનેલા પરિબળોમાં, બરફના ટુકડા તરીકે તૂટતા બરફનું પ્રમાણ પ્રમાણમાં સારી રીતે અવલોકન કરવામાં આવ્યું છે. જો કે, ગરમ દરિયાઈ પાણીના પ્રભાવને કારણે બરફના છાજલીની નીચેથી કેટલો બરફ પીગળે છે અને અદૃશ્ય થઈ જાય છે તેનો ડેટા લાંબા સમયથી દુર્લભ છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે બરફના છાજલીની નીચેનો ભાગ પહોંચવું અત્યંત મુશ્કેલ છે. તાજેતરમાં, એન્ટાર્કટિકાની આસપાસ પવનની પેટર્નમાં ફેરફારને કારણે ગરમ ઊંડા પાણી બરફના છાજલીઓ નીચે પ્રવેશી શક્યા છે, જેના કારણે આ પ્રક્રિયાના સચોટ માપનની જરૂરિયાત વધી છે. બરફના છાજલીના પાયા પર પીગળવાની સીધી અસર એન્ટાર્કટિકાની આસપાસ સમુદ્ર સપાટીના વધારા પર પડે છે.
બરફના છાજલીનું કુલ દળ ચાર પરિબળો દ્વારા નક્કી થાય છે. પ્રથમ, બરફના છાજલી બનાવવા માટે જમીનમાંથી વહેતો બરફનો પુરવઠો તેના દળમાં વધારો કરતું મુખ્ય પરિબળ છે. બીજું, બરફના છાજલીની સપાટી પર એકઠા થતા બરફનું પ્રમાણ પણ તેના વિકાસમાં ફાળો આપે છે. તેનાથી વિપરીત, બરફના ટેકરા તૂટીને સમુદ્રમાં વહેતા બરફનું પ્રમાણ બરફના છાજલીના દળને ઘટાડે છે. તેવી જ રીતે, ગરમ દરિયાઈ પાણીના પ્રભાવને કારણે બરફના છાજલીના પાયાથી પીગળતા બરફનું પ્રમાણ પણ બરફના છાજલીમાં ઘટાડોનું કારણ બને છે. બરફના છાજલીના દળમાં કુલ ફેરફારની ગણતરી આ ચાર પરિબળોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના આધારે કરવામાં આવે છે. તાજેતરમાં જ, ઉપગ્રહ ડેટાના સંચય સાથે, આ તત્વોનું ચોક્કસ વિશ્લેષણ કરવાનું શક્ય બન્યું છે.
બરફના શેલ્ફ બનાવવા માટે જમીન પરથી વહેતા બરફના પુરવઠાની ગણતરી બરફના શેલ્ફ જમીનને મળે છે તે સીમા પર બરફના પ્રવાહ વેગ અને જાડાઈને માપીને કરવામાં આવે છે. નિયમિત સમય અંતરાલો પર ઉપગ્રહો દ્વારા લેવામાં આવેલી બે રડાર છબીઓની તુલના કરીને સેન્ટીમીટર-સ્તરની ચોકસાઈ સાથે બરફના પ્રવાહ વેગની ગણતરી કરી શકાય છે. સેટેલાઇટ અલ્ટિમીટરનો ઉપયોગ કરીને પાણીની સપાટી પર તરતા બરફની ઊંચાઈને માપીને, પછી બરફ અને દરિયાઈ પાણી વચ્ચેના ઘનતા તફાવતથી ઉદ્ભવતા ઉછાળાને ધ્યાનમાં લઈને બરફની જાડાઈની ગણતરી કરવામાં આવે છે.
બરફના શેલ્ફ પર જમા થતા બરફના જથ્થાની ગણતરી ડ્રિલિંગ દ્વારા મેળવેલા બરફના કોરોને આબોહવા આગાહી મોડેલો સાથે જોડીને કરવામાં આવે છે, જે પ્રમાણમાં ઉચ્ચ ચોકસાઈ પ્રાપ્ત કરે છે. બરફના પત્થર તરીકે ગુમાવેલા બરફનું પ્રમાણ બરફના પત્થરના ક્ષેત્રફળ અને જાડાઈના આધારે માપી શકાય છે. જો કે, વ્યવહારમાં, ટ્રેકિંગ મુશ્કેલ છે કારણ કે બરફના પત્થર ઝડપથી આગળ વધે છે અને દરિયાઈ પાણીમાં ઝડપથી ઓગળે છે, જેના કારણે ચોક્કસ પ્રમાણીકરણ પડકારજનક બને છે. તેથી, લાંબા ગાળાની વિશ્વસનીયતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે, સંશોધકો બરફના પત્થરના કઠણ થવાથી થતા મોટા પ્રમાણમાં નુકસાનની પરોક્ષ રીતે ગણતરી કરે છે, બરફના પત્થરના ધારથી કેટલાક કિલોમીટર અંદરની તરફ સંદર્ભ રેખા પર બરફનો વેગ અને જાડાઈ માપીને. બરફના પત્થરના એકંદર વિસ્તાર અને જાડાઈમાં ફેરફારનો ઉપયોગ બરફના પત્થરના સમૂહમાં કુલ વધારો અથવા ઘટાડો નક્કી કરવા માટે થાય છે, જે બરફના પત્થરના પાયામાંથી બરફના પીગળવાના અને અદૃશ્ય થવાના જથ્થાનો અંદાજ પણ લગાવી શકે છે.
સંશોધનના તારણો દર્શાવે છે કે એક વર્ષમાં સમગ્ર એન્ટાર્કટિક બરફના શેલ્ફમાં જમીન પરથી પૂરો પાડવામાં આવેલ બરફનો જથ્થો આશરે 2.049 ટ્રિલિયન ટન હતો, જ્યારે બરફના શેલ્ફની સપાટી પર એકઠો થયેલો બરફ લગભગ 444 અબજ ટન હતો. તેનાથી વિપરીત, બરફના શેલ્ફથી અલગ થતાં બરફના ટુકડાઓ લગભગ 1.321 ટ્રિલિયન ટન બરફ ગુમાવ્યો હતો, જ્યારે ગરમ દરિયાઈ પાણીના પ્રભાવથી બરફના શેલ્ફ બેઝ પર પીગળવાને કારણે બરફ ગુમાવ્યો હતો, જે લગભગ 1.454 ટ્રિલિયન ટન હતો. આખરે, સમગ્ર એન્ટાર્કટિક બરફના શેલ્ફ સિસ્ટમમાં વાર્ષિક આશરે 282 અબજ ટનનું સામૂહિક નુકસાન થયું. આ નુકસાનમાં, બરફના શેલ્ફ બેઝ પીગળવાનું સરેરાશ 52% હતું, પરંતુ તેમાં નોંધપાત્ર પ્રાદેશિક ભિન્નતા જોવા મળી, જે ઓછામાં ઓછા 10% થી મહત્તમ 90% સુધીની હતી.
રેખાંશના આધારે એન્ટાર્કટિક પાણીને ચાર ઝોનમાં વિભાજીત કરતા વિશ્લેષણમાં જાણવા મળ્યું છે કે પશ્ચિમ એન્ટાર્કટિક ક્ષેત્રમાં પાઈન આઇલેન્ડ આઇસ શેલ્ફ અને ક્રોઝ આઇસ શેલ્ફ જેવા નાના બરફના છાજલીઓમાં, બરફના છાજલીઓના પાયાનું પીગળવું સરેરાશ 74% હતું. તેનાથી વિપરીત, અન્ય પ્રદેશો સામાન્ય રીતે 40% ની આસપાસ રહે છે. નોંધનીય છે કે, ફિલ્ચનર-રોન આઇસ શેલ્ફ (ઉત્તર અને દક્ષિણપશ્ચિમ એન્ટાર્કટિકમાં ફેલાયેલું) અને રોસ આઇસ શેલ્ફ (દક્ષિણ એન્ટાર્કટિક), જે એકસાથે તમામ એન્ટાર્કટિક આઇસબર્ગના લગભગ એક તૃતીયાંશ ભાગનું ઉત્પાદન કરે છે, તેમાં બરફના છાજલીના તળિયાના પીગળવાનું પ્રમાણ ખૂબ જ ઓછું હતું, ફક્ત 17%.
એન્ટાર્કટિકાના બરફના છાજલી વિસ્તારના 91% ભાગને આવરી લેતી ટોચની 10 સૌથી મોટી બરફની છાજલીઓ, એન્ટાર્કટિક બરફના છાજલીઓના કુલ પીગળવાના જથ્થાના લગભગ અડધા ભાગનો હિસ્સો ધરાવે છે. બાકીનો અડધો ભાગ નાના બરફના છાજલીઓ પર થાય છે જે કુલ વિસ્તારના ફક્ત 9% ભાગને આવરી લે છે. આ ઘટના એટલા માટે ઉદ્ભવે છે કારણ કે નાના બરફના છાજલીઓ પશ્ચિમ એન્ટાર્કટિક સમુદ્રના પ્રમાણમાં ગરમ પાણીમાં કેન્દ્રિત છે. તેથી, ભૂતકાળના અભ્યાસોમાં ઉપયોગમાં લેવાયેલ અભિગમ - ફક્ત વિસ્તાર દ્વારા પ્રમાણસર મોટા બરફના છાજલીઓ પર કેન્દ્રિત ડેટાનું એક્સ્ટ્રાપોલેટિંગ - સંભવતઃ કુલ એન્ટાર્કટિક બરફના છાજલીના તળિયે પીગળવાના જથ્થાને નોંધપાત્ર રીતે વધારે પડતો અંદાજ આપે છે.
પ્રતિ યુનિટ વિસ્તાર બરફના છાજલીઓના તળિયાના પીગળવાના જથ્થાની તપાસ કરતાં, એન્ટાર્કટિક સરેરાશ વાર્ષિક આશરે 0.81 મીટર હતી. જોકે, પ્રાદેશિક ભિન્નતા નોંધપાત્ર હતી, જે 0.07 મીટરથી મહત્તમ 15.96 મીટર સુધીની હતી. પશ્ચિમ એન્ટાર્કટિકામાં નાના બરફના છાજલીઓમાં ખૂબ જ ઊંચો પીગળવાનો દર જોવા મળ્યો, જ્યારે અન્ય પ્રદેશોમાં મોટા બરફના છાજલીઓમાં પ્રમાણમાં ઓછો દર જોવા મળ્યો. આ તફાવતો બરફના છાજલીઓની નીચે ભૂગોળ અને દરિયાઈ પાણીના તાપમાનની રચનાની જટિલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે થાય છે. જમીનની નજીકના બરફના છાજલીઓ નીચે પીગળવાનું ખાસ કરીને તીવ્ર હોય છે, જ્યારે દરિયાઈ પાણીનું થીજવું ખરેખર જમીનથી અંતર સાથે વધે છે. આ તારણો પુષ્ટિ આપે છે કે એન્ટાર્કટિક બરફના છાજલીઓમાં પેટા-બરફ પીગળવાનું સ્થાનિક પરિસ્થિતિઓ અને દરિયાઈ પર્યાવરણના આધારે નોંધપાત્ર રીતે બદલાય છે, અને તે વૈશ્વિક સમુદ્ર સ્તરમાં વધારો અને આબોહવા પ્રણાલી પર નિર્ણાયક અસર કરે છે.
