إزالة الجليد

انحسار الجليد هو الانتقال من ظروف التجلد الكامل خلال العصور الجليدية إلى فترات دافئة بين جليدية ، ويتسم بارتفاع درجة حرارة الأرض وارتفاع مستوى سطح البحر نتيجة لتغير حجم الجليد القاري. ^{[ 1 ]} وبالتالي، يشير إلى انحسار نهر جليدي أو صفيحة جليدية أو طبقة سطحية متجمدة، وما ينتج عنه من انكشاف سطح الأرض . يمكن أن يحدث انحسار الغلاف الجليدي بسبب الذوبان على أي نطاق، من النطاق العالمي إلى النطاق المحلي لنهر جليدي معين. ^{[ 2 ]} بعد ذروة العصر الجليدي الأخير (منذ حوالي 21000 عام)، بدأ انحسار الجليد الأخير، والذي استمر حتى بداية الهولوسين . ^{[ 3 ] [ 4 ]} في معظم أنحاء الأرض، تسارع انحسار الجليد خلال المئة عام الماضية نتيجة لتغير المناخ ، والذي يعود جزئيًا إلى التغيرات البشرية المنشأ في غازات الاحتباس الحراري . ^{[ 5 ]}

حدث ذوبان الجليد السابق بين عامي 22 ألف و11.5 ألف سنة مضت. تزامن ذلك مع ارتفاع متوسط ​​درجة حرارة الغلاف الجوي السنوية على سطح الأرض بنحو 5 درجات مئوية، مصحوبًا بارتفاع إقليمي في درجات الحرارة في خطوط العرض العليا تجاوز 10 درجات مئوية. تبع ذلك ارتفاع ملحوظ في درجات حرارة أعماق البحار والبحار الاستوائية، بنحو 1-2 درجة مئوية (أعماق البحار) و2-4 درجات مئوية (البحار الاستوائية). لم يقتصر الأمر على هذا الارتفاع في درجات الحرارة، بل شهدت الميزانية الهيدرولوجية العالمية تغيرات ملحوظة، وتغيرت أنماط هطول الأمطار الإقليمية. نتيجةً لذلك، ذابت الصفائح الجليدية الرئيسية في العالم، بما في ذلك تلك الموجودة في أوراسيا وأمريكا الشمالية وأجزاء من القارة القطبية الجنوبية. ونتيجةً لذلك، ارتفع مستوى سطح البحر بنحو 120 مترًا. لم تحدث هذه العمليات بشكل متواصل، ولم تحدث في الوقت نفسه. ^{[ 4 ]}       

تعكس عملية ذوبان الجليد اختلال التوازن بين امتداد الأنهار الجليدية القائمة والظروف المناخية. ونتيجةً لاختلال التوازن الكتلي السلبي الصافي بمرور الوقت، تتراجع الأنهار الجليدية والصفائح الجليدية. وتعكس الفترات المتكررة من زيادة ونقصان امتداد الغلاف الجليدي العالمي (كما يُستدل عليه من ملاحظات عينات الجليد والصخور، والتضاريس السطحية، والتركيبات الجيولوجية تحت السطحية، والسجل الأحفوري، وغيرها من طرق التأريخ) الطبيعة الدورية لعلم الجليد العالمي والإقليمي، والذي يُقاس بالعصور الجليدية وفترات أقصر تُعرف بالفترات الجليدية والفترات بين الجليدية . ^{[ 6 ] [ 7 ]} منذ نهاية العصر الجليدي الأخير قبل حوالي 12000 عام، تراجعت الصفائح الجليدية على نطاق عالمي، ويشهد كوكب الأرض فترة بين جليدية دافئة نسبيًا تتميز بوجود أنهار جليدية جبلية عالية الارتفاع فقط في معظم خطوط العرض، مع وجود صفائح جليدية وجليد بحري أكبر عند القطبين. ^{[ ٨ ]} مع ذلك، ومنذ بداية الثورة الصناعية ، ساهم النشاط البشري في زيادة سريعة في سرعة ونطاق ذوبان الجليد على مستوى العالم. ^{[ ٩ ] [ ١٠ ]}

يؤثر المناخ على حالة الثلج والجليد على سطح الأرض على جميع المستويات. ففي الفترات الباردة، قد تمتد صفائح جليدية ضخمة نحو خط الاستواء ، بينما في الفترات الأكثر دفئًا من اليوم، قد تكون الأرض خالية تمامًا من الجليد. توجد علاقة إيجابية قوية، مثبتة تجريبيًا، بين درجة حرارة السطح وتركيز غازات الدفيئة، مثل _ثاني أكسيد الكربون ، في الغلاف الجوي . ويؤدي ارتفاع تركيز هذه الغازات بدوره إلى تأثير سلبي بالغ على امتداد الغلاف الجليدي واستقراره على مستوى العالم. ^{[ 13 ] [ 14 ]} وعلى النطاق الزمني لآلاف السنين لدورات العصر الجليدي وما بين الجليدي في العصر البليستوسيني، فإن العامل المحدد لبدء التجلد وذوبانه هو تغيرات في المعايير المدارية تُعرف بدورات ميلانكوفيتش . وعلى وجه التحديد، يسمح انخفاض الإشعاع الشمسي في الصيف في نصف الكرة الشمالي بنمو الصفائح الجليدية، بينما يتسبب ارتفاع الإشعاع الشمسي في الصيف في ذوبان الجليد بشكل أكبر من تراكم الثلوج في الشتاء.

تُعدّ الأنشطة البشرية التي تُساهم في تغيّر المناخ ، ولا سيما الاستخدام المُكثّف للوقود الأحفوري على مدى الـ 150 عامًا الماضية وما نتج عنه من زيادة في تركيزات _ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، السبب الرئيسي وراء التراجع السريع للأنهار الجليدية في جبال الألب والصفائح الجليدية القارية في جميع أنحاء العالم. ^{[ 9 ]} فعلى سبيل المثال، تراجع الغطاء الجليدي في غرب القارة القطبية الجنوبية بشكل ملحوظ، وهو يُساهم الآن في حلقة تغذية راجعة إيجابية تُهدد بمزيد من ذوبان الجليد أو انهياره. وتحتوي المناطق المكشوفة حديثًا في المحيط الجنوبي على مخزونات من _ثاني أكسيد الكربون كانت مُحتجزة لفترة طويلة، والتي تُطلق الآن في الغلاف الجوي وتُواصل التأثير على ديناميكيات الأنهار الجليدية. ^{[ 14 ]}

ينطبق مبدأ التوازن الأرضي مباشرةً على عملية ذوبان الجليد، وخاصةً الارتداد ما بعد الجليدي ، الذي يُعدّ أحد الآليات الرئيسية التي يُرصد ويُدرس من خلالها التوازن الأرضي. ويُشير الارتداد ما بعد الجليدي إلى ازدياد نشاط الرفع التكتوني مباشرةً بعد انحسار الجليد. ^{[ 15 ]} وقد لوحظ ازدياد معدلات وكثافة النشاط البركاني في المناطق التي تشهد ارتدادًا ما بعد الجليدي. وإذا ما كان هذا الازدياد واسع النطاق، فإنه يُوفّر تغذية راجعة إيجابية لعملية ذوبان الجليد نتيجةً لانبعاث ثاني أكسيد الكربون _{والميثان} من البراكين . ^{[ 16 ] [ 17 ]}

تُعزى فترات انحسار الجليد جزئياً إلى العمليات المحيطية. ^{[ 18 ]} فعلى سبيل المثال، تؤدي اضطرابات دوران المياه الباردة العميقة المعتادة وأعماق اختراقها في شمال المحيط الأطلسي إلى ردود فعل تُعزز انحسار الأنهار الجليدية. ^{[ 19 ]}

يؤثر ذوبان الجليد على مستوى سطح البحر لأن المياه التي كانت محتجزة على اليابسة في حالة صلبة تتحول إلى مياه سائلة وتصب في النهاية في المحيط. وقد أسفرت فترة ذوبان الجليد المكثف الأخيرة عن ارتفاع متوسط ​​مستوى سطح البحر العالمي بمقدار 1.7  ملم/سنة طوال القرن العشرين، و3.2  ملم/سنة خلال العقدين الماضيين، وهو ارتفاع سريع للغاية. ^{[ 20 ]}

تشمل الآليات الفيزيائية التي تحدث بها عملية ذوبان الجليد ، والتبخر ، والتسامي ، وانفصال الجليد ، والعمليات الريحية مثل التعرية بفعل الرياح.

خلال العصر البليستوسيني، امتد الغطاء الجليدي لورنتيد على مساحات شاسعة من شمال أمريكا الشمالية، مغطياً أكثر من 5 ملايين ميل مربع. وبلغ عمق هذا الغطاء الجليدي 10000 قدم في بعض المناطق، ووصل جنوباً حتى خط عرض 37° شمالاً. وقد أعدّ دايك وآخرون ^{[ 21 ]} خريطة توضح امتداد الغطاء الجليدي لورنتيد خلال فترة ذوبان الجليد. وتتأثر دورات ذوبان الجليد بعوامل مختلفة، أهمها التغيرات في الإشعاع الشمسي الوارد خلال فصل الصيف في نصف الكرة الشمالي. ولكن، بما أن ارتفاع الإشعاع الشمسي عبر الزمن لم يؤدِ بالضرورة إلى ذوبان الجليد وصولاً إلى أحجام الجليد الحالية التي نشهدها اليوم، فإن هذا يقودنا إلى استنتاج مختلف، وهو وجود عتبة مناخية محتملة، فيما يتعلق بتراجع الصفائح الجليدية واختفائها في نهاية المطاف. نظرًا لأن غطاء لورنتيد الجليدي كان أكبر غطاء جليدي في نصف الكرة الشمالي، فقد أُجريت دراسات عديدة حول اختفائه، ونماذج توازن طاقة التفريغ، ونماذج الدوران العام للغلاف الجوي والمحيطات، ونماذج توازن طاقة السطح. وخلصت هذه الدراسات إلى أن غطاء لورنتيد الجليدي أظهر توازنًا إيجابيًا لكتلة السطح خلال معظم فترة ذوبانه الجليدي، مما يشير إلى أن فقدان الكتلة خلال هذه الفترة كان على الأرجح نتيجةً للتصريف الديناميكي. ولم يتحول توازن كتلة السطح إلى سلبي إلا في بداية العصر الهولوسيني. ويشير هذا التحول إلى توازن سلبي لكتلة السطح إلى أن التآكل السطحي أصبح العامل الرئيسي الذي أدى إلى فقدان كتلة الجليد في غطاء لورنتيد الجليدي. ويُستنتج من ذلك أن غطاء لورنتيد الجليدي لم يبدأ في إظهار سلوكيات وأنماط ذوبان الجليد إلا بعد أن بدأ التأثير الإشعاعي ودرجات حرارة الصيف في الارتفاع في بداية العصر الهولوسيني. ^{[ 22 ]}

عندما مرّ الغطاء الجليدي لورنتيد بمرحلة ذوبان الجليد، شكّل العديد من التضاريس الجديدة وأحدث تأثيرات متنوعة على الأرض. أولًا وقبل كل شيء، مع ذوبان الأنهار الجليدية الضخمة، تتدفق كميات هائلة من المياه الذائبة. وقد خلقت هذه المياه الذائبة العديد من المعالم، بما في ذلك البحيرات الجليدية ، التي قد تكون كبيرة الحجم. لم تقتصر المشكلة على المياه الذائبة التي شكلت البحيرات فحسب، بل هبّت أيضًا عواصف عاتية فوق المياه العذبة الداخلية. وشكّلت هذه العواصف أمواجًا قوية كافية لتآكل الشواطئ الجليدية. وبمجرد انكشاف المنحدرات الجليدية، نتيجة ارتفاع مستوى سطح البحر والتآكل الناجم عن الأمواج، انقسمت الجبال الجليدية وانفصلت. وانتشرت البحيرات الكبيرة، وكذلك البحيرات الصغيرة الضحلة قصيرة العمر نسبيًا. وقد أثّر ظهور واختفاء هذه البحيرات الصغيرة الضحلة بشكل كبير على نمو النباتات وانتشارها وتنوعها الذي نراه اليوم. شكلت البحيرات حواجز أمام هجرة النباتات، ولكن عندما جفت هذه البحيرات، تمكنت النباتات من الهجرة والانتشار بكفاءة عالية. ^{[ 23 ]}

تُظهر الفترة الممتدة بين نهاية العصر الجليدي الأخير وبداية الهولوسين (منذ حوالي 19 ألف إلى 11 ألف سنة) تغيرات في تركيزات غازات الاحتباس الحراري ودوران المحيط الأطلسي المداري (AMOC)، حيث ارتفع مستوى سطح البحر بمقدار 80 مترًا. ^{[ 4 ]} بالإضافة إلى ذلك، تميزت فترة ذوبان الجليد الأخيرة بثلاث نبضات مفاجئة من ثاني أكسيد الكربون، _[ 24 ^{] وتشير سجلات} الانفجارات البركانية إلى أن النشاط البركاني فوق سطح البحر ازداد عالميًا بمقدار ضعفين إلى ستة أضعاف عن المستويات الطبيعية بين 12 ألف و7 آلاف سنة مضت. ^{[ 25 ]}

بين حوالي 19 ألف سنة مضت، نهاية العصر الجليدي الأخير (LGM)، و11 ألف سنة مضت، بداية الهولوسين، شهد النظام المناخي تحولاً جذرياً. حدث جزء كبير من هذا التغير بوتيرة مذهلة، حيث كانت الأرض تواجه نهاية العصر الجليدي الأخير. كان التغير في الإشعاع الشمسي السبب الرئيسي لهذا التغير المناخي العالمي الجذري، إذ ارتبط بتغيرات أخرى عديدة على مستوى العالم، بدءاً من تغير الصفائح الجليدية، مروراً بتقلبات تركيز غازات الاحتباس الحراري، وصولاً إلى العديد من التفاعلات الأخرى التي أسفرت عن استجابات متباينة، على الصعيدين العالمي والإقليمي. لم يقتصر الأمر على تغير الصفائح الجليدية وغازات الاحتباس الحراري، بل شهدنا أيضاً تغيراً مناخياً مفاجئاً ، وارتفاعاً سريعاً وكبيراً في مستوى سطح البحر. لم يبدأ ذوبان الصفائح الجليدية، بالتزامن مع ارتفاع مستوى سطح البحر، إلا بعد 11 ألف سنة مضت. ومع ذلك، وصل العالم إلى فترته الجليدية الحالية، حيث المناخ مستقر نسبياً، وتقترب تركيزات غازات الاحتباس الحراري من مستويات ما قبل الثورة الصناعية. تتوفر هذه البيانات بفضل الدراسات والمعلومات التي تم جمعها من السجلات غير المباشرة، سواء من اليابسة أو المحيطات، والتي توضح الأنماط العالمية العامة للتغيرات المناخية خلال فترة ذوبان الجليد. ^{[ 4 ]}

خلال ذروة العصر الجليدي الأخير، لوحظ انخفاض ملحوظ في تركيز ثاني أكسيد الكربون ( CO₂ ) _في الغلاف الجوي ، ويُعتقد أن ذلك ناتج عن تراكم كميات أكبر من الكربون في أعماق المحيط، عبر عملية التطبق الحراري في المحيط الجنوبي. احتوت مياه المحيط الجنوبي العميقة على أقل نسبة من نظير الكربون-13 (δ¹³C)، مما جعلها بالتالي المنطقة ذات الكثافة الأعلى ومحتوى الملح الأكبر خلال ذروة العصر الجليدي الأخير. ولعلّ إطلاق هذا الكربون المحتجز كان نتيجة مباشرة لانقلاب مياه المحيط الجنوبي العميق، مدفوعًا بزيادة تيارات الصعود بفعل الرياح، وانحسار الجليد البحري، وهما عاملان يرتبطان ارتباطًا مباشرًا بارتفاع درجة حرارة القارة القطبية الجنوبية، ويتزامنان أيضًا مع فترات البرد القارس، المعروفة باسم العصر الجليدي الأقدم والعصر الجليدي الأصغر، في الشمال. ^{[ 4 ]}

خلال العصر الجليدي الأخير في أمريكا الشمالية، غطت الغابات الصنوبرية المقاومة للبرد شرق البلاد، بينما حافظ جنوب شرق وشمال غرب الولايات المتحدة على غابات مفتوحة في مواقع تُعرف اليوم بالغابات الكثيفة، مما يشير إلى أن درجات الحرارة خلال العصر الجليدي الأخير كانت أبرد والظروف المناخية أكثر جفافًا بكثير مما هي عليه اليوم. وتشير الدلائل أيضًا إلى أن جنوب غرب الولايات المتحدة كان أكثر رطوبة خلال العصر الجليدي الأخير مقارنةً باليوم، حيث كانت توجد غابات مفتوحة في مواقع تُعرف اليوم بالصحاري والسهوب. وفي الولايات المتحدة، يُشير التباين العام في الغطاء النباتي إلى انخفاض عام في درجات الحرارة (بحد أدنى 5  درجات مئوية)، وتحول مسارات العواصف الغربية نحو الجنوب، وتدرج حراري حاد جدًا مع خطوط العرض. ^{[ 4 ]}

تتميز العديد من التضاريس الظاهرة اليوم بتأثير قوى التعرية الهائلة التي كانت سائدة أثناء أو بعد انحسار الجليد مباشرةً. ويساعد توزيع هذه التضاريس على فهم ديناميكيات الأنهار الجليدية والفترات الجيولوجية الماضية. كما يمكن لدراسة التضاريس المكشوفة أن تُسهم في فهم الحاضر والمستقبل القريب مع انحسار الأنهار الجليدية في جميع أنحاء العالم في ظل التغيرات المناخية الحالية. ^{[ 26 ]} وبشكل عام، فإن المناظر الطبيعية التي انحسرت عنها الأنهار الجليدية مؤخرًا غير مستقرة بطبيعتها، وتميل إلى التحرك نحو حالة من التوازن. ^{[ 27 ]}

عينة من التضاريس الشائعة الناتجة عن ذوبان الجليد، أو الناتجة عن العمليات الجيومورفولوجية المتتالية بعد التعرض بسبب ذوبان الجليد:

• ركام
• إيسكر
• غلاية
• كامي
• درملين
• ثيرموكارست
• وادي الأنفاق
• بحيرة جليدية
• قناة تحت جليدية

• الزلازل الجليدية
• الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ ( IPCC)
• تقرير خاص عن الاحتباس الحراري بمقدار 1.5 درجة مئوية - منشور صادر عن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ
• الجدول الزمني للتجلد
• التجلد الرباعي
• ذروة العصر الجليدي المتأخر
• العصر الجليدي الأخير
• انعكاس البرد في القطب الجنوبي
• صخرة جليدية شاذة
• الطمي الجليدي - الطمي الجليدي
• انحسار الأنهار الجليدية في العصر الهولوسيني