מחקר חדש מנתח את הגורמים המשפיעים על קצב הגלישה של קרחונים, גורם חשוב בעליית פני האוקיינוסים
הקרחונים מתמוטטים ונופלים לים, אבל באיזה קצב? על השאלה הזאת מנסה לענות מחקר חדש של קבוצת חוקרים בראשות נתן מאייר (Maier) מאוניברסיטת גרנובל שבצרפת. המחקר התפרסם בכתב העת המדעי Nature.
רובנו מכירים את התמונות, המרהיבות והמפחידות כאחד, של צוקי הקרח המתמוטטים אל הים הצפוני בשנים האחרונות. חלקנו אף זוכרים את נחשולי המים ששצפו אל הים מקרחוני גרינלנד בשנת 2019, בעקבות הפשרת קרחונים בקצב המהיר ביותר שנמדד זה עשרות שנים. לדברי חוקרים, ממדי ההפשרה ב-2019 הקדימו את תחזיות המדענים בעשרות שנים.
קצב העלייה של מפלס הים הוא נתון שיש לו חשיבות עצומה, גם בשמירה על הטבע וגם כדי להיערך להגנה על מקומות יישוב או לפינוי שלהם. משום כך מדענים שוקדים על פיתוח מודלים שיחזו תופעה זו בדיוק מרבי. הפשרת קרחונים עקב התחממות כדור הארץ היא אחת הסיבות העיקריות לעליית מפלס הימים. באי גרינלנד, שרובו הגדול קפוא, נמצאים כ-8 אחוזים מכלל הקרחונים בעולם. קרחונים הופכים למים לא רק בעקבות הפשרת הקרח אלא בעיקר בעקבות התמוטטותם למקומות נמוכים וחמים יותר, בים או ביבשה. התמוטטות קרחונים היא תוצאה של גלישתם אל חוף הים או אל צוקים יבשתיים. כדי שנוכל לחזות אירועים כאלה, חשוב להבין את הגורמים המשפיעים על מהירות הגלישה של קרחונים. מחקרם החדש של נתן מאייר וקבוצתו מנסה להשיב על שאלה זו.
באי גרינלנד נמצאים כ-8 אחוזים מכלל הקרחונים בעולם. מפת קרחוני גרינלנד | מקור: NASA
קרחונים גולשים על מים
מאייר וקבוצתו אספו נתונים על שבעה אזורים לאורך החוף המערבי של גרינלנד, הפרושים על פני למעלה מ-2,000 ק"מ בקו אווירי מצפון לדרום. החוקרים מדדו את הטופוגרפיה של האזורים האלה, ובפרט את גובה הקרחונים, וכן את מהירות הגלישה של פני הקרחון, במשך 20 שנים.
את מהירות הגלישה של חלקו העליון של הקרחון אפשר למדוד בקלות יחסית. לעומת זאת, קשה למדוד את מהירות הגלישה של בסיס הקרחון, וכן את גודל החיכוך שלו עם מצע הסלע שמתחתיו. מכיוון שנתונים אלה חשובים להבנת התנועה של הקרחון, החוקרים חישבו אותם בעזרת מודל.
מבין הגורמים העשויים להשפיע על החיכוך בין הקרחון למצע הסלע, התמקדו החוקרים במי ההפשרה. כאשר חלק מהקרח שעל פני הקרחון מפשיר, בעיקר בחודשי הקיץ, נוצרים עליו מים נוזליים. מים אלה נקראים מי הפשרה, והם עשויים לחלחל עד לבסיס הקרחונים, שעוביים הממוצע 1,500 מטרים, ולהקטין את החיכוך שלהם עם המסד הסלעי.
כדי להבין מהי מידת השפעתם של מי ההפשרה על מהירות הגלישה של קרחונים, השוו החוקרים בין קרחונים שיש בהם הפשרה קיצית ובין קרחונים באזורים גבוהים יותר שלא מתרחשת בהם הפשרה קיצית.
בחודשי הקיץ חלק מהקרח על גבי הקרחון מפשיר למים נוזליים, מי הפשרה, המחלחלים מטה. קרחון סטור בגרינלנד | מקור: Poul Christoffersen
לא רק כמות המים, אלא גם הניקוז
הממצא הבולט של המחקר היה גילויו של "מפל" חיכוך לאורך הציר צפון-דרום: ככל שקרחון נמצא צפונה יותר, כך החיכוך בינו ובין הקרקע היה גבוה יותר ותנועתו נמצאה במגמת האטה.
החוקרים מציעים השערה מעניינת, שלפיה מה שקובע את גודל החיכוך הוא לא רק כמות המים המחלחלת אל תחתית הקרחון אלא גם יעילות הניקוז המסלק משם את המים. הם אף משערים כי קיימת נקודת סף מסוימת של כמות מי הפשרה, שמעבר לה הניקוז משתפר וגלישת הקרחון מאיטה. אם זה אכן המצב, ייתכן שפועל משוב שלילי כזה: ההתחממות גורמת להפשרת פני הקרחון; מי ההפשרה מחלחלים לבסיס הקרחון; החל מכמות מסוימת של מים, ניקוז המים מתחת לקרחון משתפר, ותנועת הקרחון לאזורים נמוכים וחמים יותר מואטת; לפיכך, אובדן מסת הקרח פוחת.
אך כמות מי ההפשרה אינה הגורם היחיד הקובע את יעילות הניקוז של המים מתחת לקרחון. גורמים נוספים המשפיעים על כך הם צורת הקרחון ומהירות הגלישה שלו. קרחונים בצפון גרינלנד הם סמוכים לקו המים, תלולים יותר וגולשים מהר יותר מאלה בדרום. מאפיינים אלה תורמים לדעת המחברים לניקוז יעיל יותר של מים תת-קרחוניים ולכן גורמים להאטת הגלישה. קרחונים בדרום לעומתם אינם גובלים בים, והם שטוחים יותר ואיטיים יותר. כל אלה גורמים להצטברות מי הפשרה מתחת לקרחון ולפיכך להאצה של גלישתו. התחממות כדור הארץ עשויה להביא לנסיגת קרחונים מקו המים ועל פי ההיגיון הזה, להאיץ את גלישתם.
קרחונים בצפון האי סמוכים לקו המים, תלולים יותר וגולשים מהר יותר מאלה בדרום. מי הפשרה זורמים מן הקרחון לים | מקור: Ashley Cooper, Science Photo Library
מה גרינלנד מלמדת אותנו על אנטארקטיקה
במאמר פרשנות למחקר של מאייר, שכתב החוקר סטיבן ג' ליווינגסטון (Livingstone) ואשר פורסם במדור "חדשות ודעות" של אותו גיליון בכתב העת, מדגיש ליווינגסטון עד כמה מחקרו של מאייר הוא חלוצי. זוהי הפעם הראשונה שמחקר מעלה ראיות של ממש להשפעת מי הפשרה על תנועת קרחונים.
יחד עם זאת, ליווינגסטון מתייחס למחקר של מאייר וקבוצתו כעבודה ראשונית המזמינה מחקרים נוספים, בעיקר ביחס לגורמים המאפשרים ניקוז של מי הפשרה מהאזור שבין הקרחון למסד הסלעי. ליווינגסטון אף תוהה עד כמה מחקר זה, שנערך בגרינלנד, רלוונטי לקרחונים באזורים אחרים בעולם. ליווינגסטון סבור, למשל, כי למי הפשרה אין השפעה על תנועת קרחונים באנטארקטיקה, המחזיקה 90 אחוזים מקרחוני העולם. יחד עם זאת, ייתכן שהתחממות כדור הארץ תגרום גם שם להתפתחות דינמיקה דומה לזו של קרחוני גרינלנד.
אין ספק שעבודתם של מאייר ועמיתיו תתרום לשיפור המודלים של דינמיקת קרחונים ותאפשר תחזיות מדויקות יותר של עליית מפלס המים. נותר רק לקוות כי מקבלי ההחלטות ברחבי העולם ינצלו את המידע החדש והמדויק יותר שיעמוד לרשותם כדי להיערך טוב יותר לקראת עליית פני הים, וחשוב עוד יותר, לפעול בדחיפות האפשרית למיתון התחממות כדור הארץ.
