تینا مزدکی_برخلاف یخچالهای طبیعی معمولی که پهنههای گستردهای از یخ را در سطح زمین نمایان میکنند، یخچالهای سنگی (Rock Glaciers) بیشتر شبیه تودههایی از سنگهای شکسته هستند که بهآرامی حرکت میکنند. لایه سنگی روی این ساختارها میتواند حجم زیادی از یخ را در خود پنهان کند و همزمان مانند یک عایق، از آن در برابر نور مستقیم خورشید و هوای گرم محافظت کند.
این ساختارها در رشتهکوههای واساچ و اوینتا در یوتا گستردهاند و در فلات کلرادو نیز، در کوههای لاسال در نزدیکی موآب، دیده میشوند. یکی از بزرگترین نمونهها در زیر کوه تییمپانوگوس قرار دارد؛ قلهای شاخص که بر مناطق اطراف سالتلیکسیتی و پروو مشرف است.
یخ پنهان در زیر کوه تییمپانوگوس
دو مطالعه جدید از سوی دانشگاه یوتا، چگونگی شکلگیری یخچال سنگی تییمپانوگوس و میزان آب یخزده موجود در آن را بررسی کردهاند. برآورد پژوهشگران نشان میدهد ۸۳ درصد این ساختار را یخ و ۱۷ درصد باقیمانده را سنگهای سست تشکیل میدهند.
حجم آب موجود در این یخ مدفون حدود ۱.۵ میلیون مترمکعب، معادل حدود ۵۳ میلیون فوت مکعب، برآورد شده است. این حجم برای پر کردن ۶۰۰ استخر شنای المپیک کافی است و از نظر حجم با بزرگترین هرم مجموعه جیزه در مصر قابل مقایسه است.
برانسون سیویانوویچ، دانشجوی سابق تحصیلات تکمیلی در گروه زمینشناسی و ژئوفیزیک دانشگاه یوتا و نویسنده اصلی یکی از این مطالعات، میگوید: «یخچال سنگی تییمپانوگوس به شکل شگفتانگیزی سرشار از یخ است. ۸۳ درصد آن یخ و ۱۷ درصد آن سنگهای سست است.»
لیف اندرسون، استاد یخچالشناسی، نیز با اشاره به گستردگی این ذخایر پنهان میگوید: «در کوهستانهای یوتا یخ زیادی پنهان شده است. وقتی در ارتفاعات قدم میزنیم و روی سنگها یا قلوهسنگهای سست حرکت میکنیم، تصور نمیکنیم ممکن است ۱۲۰ فوت، یعنی حدود ۳۷ متر، یخ زیر پایمان مدفون شده باشد.»
اندازهگیری یخ با استفاده از گرانش
از آنجا که یخ در زیر لایهای از سنگ و آوار پنهان شده است، پژوهشگران نمیتوانند مقدار آن را با روشهای معمول مشاهده سطحی اندازهگیری کنند. تصاویر ماهوارهای میتوانند محدوده یک یخچال سنگی را مشخص کنند، اما اطلاعات چندانی درباره عمق، شکل یا حجم مواد یخزده درون آن ارائه نمیدهند.
سیویانوویچ در پاییز ۲۰۲۴، شش سفر پژوهشی به یخچال سنگی تییمپانوگوس انجام داد و تجهیزات حساس اندازهگیری را به این ساختار در ارتفاعات بالای دریاچه امرالد منتقل کرد. او با استفاده از یک گرانشسنج پیشرفته، در ۲۳۲ نقطه که در قالب یک شبکه منظم با فاصله ۲۵ متر از یکدیگر قرار داشتند، اندازهگیری انجام داد.
این روش بر یک تفاوت فیزیکی اساسی تکیه دارد: چگالی یخ بسیار کمتر از سنگ است. بنابراین مناطقی که یخ ضخیمتری در زیر خود دارند، نیروی گرانشی اندکی ضعیفتر ایجاد میکنند. دانشمندان میتوانند با بررسی این تغییرات بسیار کوچک، ساختار یخ مدفون را بدون نیاز به حفاری بازسازی کنند.
مایکل تورن، استاد ژئوفیزیک دانشگاه یوتا، توضیح میدهد: «تفاوت بزرگی میان چگالی جرمی سنگهای تشکیلدهنده کوه تییمپانوگوس و چگالی بسیار پایینتر یخ موجود در یخچال سنگی مجاور آن وجود دارد. وقتی شتاب گرانشی را روی یخچال سنگی اندازهگیری میکنیم، در مناطقی که یخ ضخیمتری دارند، کاهش بیشتری در شتاب گرانشی مشاهده میکنیم.»
تصویری سهبعدی از یخهای زیرزمینی
اندازهگیریها نیازمند اصلاحات دقیقی بودند؛ زیرا گرانش با تغییر ارتفاع، عرض جغرافیایی، زمینهای اطراف و حتی موقعیت خورشید و ماه تغییر میکند. پس از در نظر گرفتن این عوامل، پژوهشگران از آمار بیزی استفاده کردند تا محتملترین شکل سهبعدی یخ پنهانشده در زیر سطح را محاسبه کنند. تورن میگوید: «ماهها زمان محاسباتی صرف تصویربرداری با استفاده از روشهای جدیدمان کردیم.»
نتیجه این فرایند تا حدی شبیه سیتیاسکن بدن انسان است. با این تفاوت که در اینجا به جای استفاده از پرتوهای تابشی برای آشکار کردن استخوانها و بافتها، تغییرات بسیار جزئی در میدان گرانشی برای ترسیم یخ مدفون در زیر لایه ضخیمی از سنگ و آوار مورد استفاده قرار گرفته است.
این روش میتواند راهکاری کاربردی برای تخمین میزان یخ موجود در دیگر یخچالهای سنگی نیز فراهم کند؛ بهویژه ساختارهایی که در مناطق دورافتاده یا ناپایدار قرار دارند و حفاری گسترده در آنها دشوار یا خطرناک است. همچنین این روش بخش مهمی از سامانه آبی کوهستان را آشکار میکند که ممکن است در بررسیهای سنتی یخچالهای طبیعی نادیده گرفته شود.
یخچالهای سنگی یوتا چگونه شکل گرفتهاند؟
یخچالهای سنگی معمولاً در زیر درههایی با دیوارههای شیبدار یا سیرکهای یخچالی شکل میگیرند؛ مناطقی که در آنها فرسایش کوهستان بهطور مداوم سنگها را روی برفهای ماندگار میریزد. با انباشته شدن سنگها، برف مدفون میشود و این لایه سنگی به محافظت از یخ شکلگرفته در برابر شرایط محیطی کمک میکند.
اندرسون میگوید: «در واساچ، خود کوهها در حال فرسایش هستند و با پوشاندن برف، آن را دفن میکنند؛ به همین دلیل یخچالهای سنگی شکل میگیرند.»
پژوهشگران برای توضیح این فرایند یک مدل ریاضی طراحی کردهاند. این مدل نشان میدهد چگونه ریزش سنگها با پوشاندن برفهای ماندگار در بخشهای بالایی یخچال سنگی، بهتدریج جرم بیشتری به آن اضافه میکند و ساختاری ایجاد میشود که در زیر سطح سنگی، بخش عمده آن از یخ تشکیل شده است.
مطالعه دوم پژوهشگران همچنین نشان داده است که یخچالهای سنگی یوتا بازمانده مستقیم عصر یخبندان نیستند؛ دورهای که حدود ۲۱ تا ۱۸ هزار سال پیش به اوج خود رسید. در عوض، این ساختارها طی هزاران سال پس از ناپدید شدن یخچالهای طبیعی باستانی منطقه شکل گرفتهاند. بنابراین یخچالهای سنگی یوتا را باید مخازن یخزده نسبتاً جوانتری دانست، نه تکههایی باقیمانده از همان صفحات یخی دوران باستان.
ذخیرهای جهانی از آب یخزده
بررسیهای ماهوارهای تاکنون وجود ۸۳۶ یخچال سنگی شناختهشده در ایالت یوتا را شناسایی کردهاند. پژوهشگران با استفاده از رابطه میان مساحت سطحی و حجم یخ که در یخچال سنگی تییمپانوگوس اندازهگیری شده است، روشی برای تخمین میزان یخ پنهان در سایر ساختارهای مشابه ایجاد کردند.
وقتی این محاسبات برای حدود ۵۰ هزار یخچال سنگی شناختهشده در سراسر جهان اعمال شد، مشخص شد این ساختارها در مجموع ممکن است حدود ۴۸ گیگاتن آب ذخیره کرده باشند. هر گیگاتن معادل یک میلیارد تن متریک است و تقریباً برابر با یک کیلومتر مکعب آب محسوب میشود؛ حجمی که برای پر کردن حدود ۴۰۰ هزار استخر شنای المپیک کافی است.
بر اساس برآورد پژوهشگران، یخچالهای سنگی یوتا ممکن است حدود یک گیگاتن آب در خود ذخیره کرده باشند؛ حجمی معادل حدود ۸۱۵ هزار ایکرفوت آب.
این یافتهها نشان میدهد بخش قابلتوجهی از آب شیرین منجمد در مناطق کوهستانی ممکن است در ساختارهایی پنهان شده باشد که از سطح زمین ظاهری شبیه تودههای معمولی سنگ و قلوهسنگ دارند. در نتیجه، مطالعه این یخچالهای سنگی میتواند تصویر دقیقتری از ذخایر آب کوهستانی و تغییرات آنها در آینده ارائه دهد.
لازم به ذکر است که بودجه این پژوهش از سوی سازمان زمینشناسی آمریکا، بنیاد ملی علوم آمریکا، مرکز ویلز دانشگاه یوتا برای علوم و سیاست اقلیمی، دفتر پژوهشهای کارشناسی دانشگاه یوتا و برنامه پژوهش تابستانی دانشجویان کارشناسی تأمین شده است.
منبع: scitechdaily
۲۲۷۳۲۳
نظر شما