علماء الصواريخ يبنون مسبارات روبوتية لقياس ذوبان الجليد تحت جرف القارة القطبية الجنوبية

أظهرت صور الأقمار الصناعية أن معدل “الانقسام” الخارجي إلى جبال جليدية أعلى من قدرة الطبيعة على تجديد نمو الرفوف.

يعكف المهندسون المتخصصون في بناء مركبات فضاء تابعة لإدارة الطيران والفضاء الأمريكية (ناسا) لاستكشاف عوالم بعيدة على تصميم أسطول من المسبارات الآلية تحت الماء لقياس مدى سرعة ذوبان الصفائح الجليدية الضخمة حول القارة القطبية الجنوبية بفعل تغير المناخ، وما يعنيه ذلك بالنسبة لمستويات سطح البحر المرتفعة.

تم اختبار نموذج أولي للمركبات الغاطسة، والتي قيد التطوير في مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا بالقرب من لوس أنجلوس، من معسكر مختبر تابع للبحرية الأمريكية في القطب الشمالي، حيث تم نشره تحت بحر بوفورت المتجمد شمال ألاسكا في مارس.

وقال بول جليك، مهندس الروبوتات في مختبر الدفع النفاث والباحث الرئيسي في مشروعIceNode، في ملخص نشر يوم الخميس على موقع وكالة ناسا على الإنترنت: “هذه الروبوتات هي منصة لجلب الأدوات العلمية إلى المواقع التي يصعب الوصول إليها على الأرض”.

قياس ذوبان الجليد تحت جرف القارة القطبية الجنوبية

وتهدف هذه المسبارات إلى توفير بيانات أكثر دقة لقياس معدل ذوبان الجليد الساحلي للقارة بسبب مياه المحيط الدافئة حول القارة القطبية الجنوبية، مما يسمح للعلماء بتحسين النماذج الحاسوبية للتنبؤ بارتفاع مستوى سطح البحر في المستقبل.

يشكل مصير أكبر طبقة جليدية في العالم محور اهتمام نحو 1500 أكاديمي، وباحث اجتمعوا هذا الأسبوع في جنوب تشيلي لحضور المؤتمر الحادي عشر للجنة العلمية لأبحاث القارة القطبية الجنوبية .

توصل تحليل أجراه مختبر الدفع النفاث ونُشر في عام 2022 إلى أن ترقق وتفتت الجرف الجليدي في القارة القطبية الجنوبية أدى إلى انخفاض كتلته بنحو 12 تريليون طن منذ عام 1997، وهو ضعف التقديرات السابقة.

وبحسب وكالة ناسا، إذا ذاب الجليد في القارة بالكامل، فإن فقدانه سيؤدي إلى رفع مستويات سطح البحر العالمية بنحو 200 قدم (60 متراً).

تستغرق الأرفف الجليدية، وهي عبارة عن ألواح عائمة من المياه العذبة المتجمدة تمتد لأميال من الأرض إلى البحر، آلاف السنين لتتشكل وتعمل مثل الدعامات العملاقة التي تمنع الأنهار الجليدية من الانزلاق بسهولة إلى المحيط المحيط بها.
أظهرت صور الأقمار الصناعية أن معدل “الانقسام” الخارجي إلى جبال جليدية أعلى من قدرة الطبيعة على تجديد نمو الرفوف.

وفي الوقت نفسه، تؤدي درجات حرارة المحيطات المرتفعة إلى تآكل الأرفف من الأسفل، وهي ظاهرة يأمل العلماء فحصها بدقة أكبر باستخدام مسبارات IceNode الغاطسة.

سيتم إطلاق المركبات الأسطوانية التي يبلغ طولها حوالي 8 أقدام (2.4 متر) وقطرها 10 بوصات (25 سم) من الآبار الموجودة في الجليد أو من السفن في البحر.

ورغم عدم تزويدها بأي شكل من أشكال الدفع، فإن المجسات الروبوتية سوف تنجرف في التيارات، باستخدام توجيهات برمجية خاصة، للوصول إلى “مناطق التأريض” حيث يلتقي الجرف العذب المتجمد بمياه البحر المالحة واليابسة.

وهذه التجاويف لا يمكن اختراقها حتى بإشارات الأقمار الصناعية.

القارة القطبية الجنوبية

وقال إيان فينتي، وهو عالم مناخ في مختبر الدفع النفاث: “الهدف هو الحصول على البيانات مباشرة حول واجهة ذوبان الجليد والمحيط”.

عند وصولها إلى أهدافها، ستسقط الغواصات صابورتها وتطفو إلى الأعلى لتلتصق بالجانب السفلي من الجرف الجليدي من خلال إطلاق “عجلات هبوط” ثلاثية الأطراف تنطلق من أحد طرفي المركبة.

وبعد ذلك، سوف تقوم IceNodes بتسجيل البيانات بشكل مستمر من تحت الجليد لمدة تصل إلى عام، بما في ذلك التقلبات الموسمية، قبل إطلاق نفسها للانجراف إلى البحار المفتوحة ونقل القراءات عبر الأقمار الصناعية.

في السابق، تم توثيق ترقق الجرف الجليدي بواسطة أجهزة قياس الارتفاع عبر الأقمار الصناعية التي تقيس الارتفاع المتغير للجليد من الأعلى.

خلال الاختبار الميداني الذي جرى في شهر مارس، نزل نموذج أولي من IceNode إلى عمق 330 قدماً (100 متر) في المحيط لجمع بيانات عن الملوحة ودرجة الحرارة والتدفق.

وأُجريت اختبارات سابقة في خليج مونتيري في كاليفورنيا وتحت السطح المتجمد الشتوي لبحيرة سوبيريور، قبالة شبه جزيرة ميشيجان العليا.

وفي نهاية المطاف، يعتقد العلماء أن عشرة مسبارات ستكون مثالية لجمع البيانات من تجويف واحد على جرف جليدي، لكن “ما زال أمامنا المزيد من التطوير والاختبار” قبل وضع جدول زمني للانتشار على نطاق واسع، كما قال جليك.