کشف رفتار عجیب رودخانههای قطب شمال
یافتههای یک پژوهش جدید نشان میدهد: رودخانههای مناطق قطبی ممکن است برخلاف تصور پیشین دانشمندان، در دوره ذوب فصلی زمینهای یخزده با سرعت بسیار بیشتری موجب فرسایش رسوبات شوند؛ بهطوری که در آزمایشهای انجامشده، سرعت فرسایش حدود ۱۰ برابر بیشتر از میزان مورد انتظار در زمینهای بدون یخ گزارش شد.
به گزارش سیناپرس به نقل از ساینسالرت، پژوهشگران دانشگاه سایمون فریزر و دانشگاه بریتیش کلمبیا در کانادا با بررسی رفتار رودخانهها در منطقه قطب شمال کانادا، تلاش کردند سازوکار فرسایش رودخانهای در زمینهای یخزده را بهتر درک کنند.
تصور پیشین این بود که زمین یخزده باید روند فرسایش را کند کند. دانشمندان معتقد بودند یخ موجود در خاک مانند یک ماده چسبنده عمل کرده و ذرات رسوب را در جای خود نگه میدارد. با این حال، مشاهدات میدانی نشان داده بود که کانالهای جدید رودخانهای در برخی مناطق قطبی میتوانند با سرعتی غیرمنتظره شکل بگیرند؛ موضوعی که احتمال فرسایش سریعتر در مقایسه با مناطق معتدل را مطرح کرده بود.
آزمایشی که نتیجهای خلاف انتظار داشت
پژوهشگران برای بررسی این تناقض، آزمایشهایی کنترلشده در آزمایشگاه انجام دادند. آنها یک کانال شیشهای باریک به طول ۱۲۰ سانتیمتر و عرض ۲ سانتیمتر ساختند و از دانههای شیشهای برای شبیهسازی شن و سنگریزههای بستر رودخانه استفاده کردند.
با عبور آب از روی بسترهای یخزده و بدون یخ، نتیجهای به دست آمد که پژوهشگران انتظارش را نداشتند. فرسایش رسوبات در شرایط مورد بررسی حدود ۱۰ برابر سریعتر از میزان پیشبینیشده برای زمینهای بدون یخ بود.
جوناس اشِنفلدر، پژوهشگر علوم محیطزیست در دانشگاه سایمون فریزر، درباره این نتیجه گفت انتظار داشتند دقیقاً نتیجه معکوس مشاهده شود و به همین دلیل آزمایشها را چندین بار تکرار کردند تا از صحت یافتهها اطمینان حاصل کنند.
شاون شارتراند، دیگر پژوهشگر این پروژه، نیز گفت نتایج در ابتدا آنقدر غیرمنتظره بود که حتی برخی همکاران پژوهشگران آن را باور نمیکردند؛ اما تکرار آزمایشها نتیجه مشابهی را نشان داد.
ذوب فصلی چگونه فرسایش را تشدید میکند؟
پژوهشگران برای توضیح این پدیده، مدلهای ریاضی را بر اساس حرکت آب و ذرات رسوب در آزمایشهای خود توسعه دادند و سپس برای بررسی میدانی مدلها به جزیره تالوروتیت، واقع در جزیره دوون در منطقه قطب شمال کانادا، سفر کردند.
بر اساس این مدل، زمانی که زمین کاملاً یخزده است، فرسایش محدود میشود؛ زیرا ذرات خاک و رسوبات امکان جابهجایی ندارند.اما با آغاز ذوب فصلی، لایهای کمعمق از رسوبات ذوب میشود، در حالی که لایههای یخزده زیر آن همچنان منجمد باقی میمانند. در چنین شرایطی، آب نمیتواند از طریق لایه منجمد زیرین به عمق زمین نفوذ کند و در نتیجه مسیر خود را در جهات مختلف پیدا میکند.
این جریانهای آب میتوانند مقدار بیشتری از شن، خاک و ذرات رسوبی را با خود جابهجا کنند و در نهایت سرعت فرسایش را افزایش دهند.
تغییرات اقلیمی و «بیدار شدن» قطب شمال
پژوهشگران معتقدند شناخت این سازوکار برای پیشبینی تغییرات آینده منطقه قطب شمال اهمیت زیادی دارد؛ منطقهای که با ادامه گرمایش زمین، بخشهایی از یخ و خاک منجمد خود را از دست میدهد.
به گفته پژوهشگران، قطب شمال در حال «بیدار شدن» است و افزایش دما میتواند زمینه شکلگیری و گسترش سامانههای رودخانهای بیشتری را در این منطقه فراهم کند.با توجه به اهمیت فزاینده قطب شمال از نظر محیطزیست، زیرساختها و مسائل ژئوپلیتیکی، شناخت دقیقتر نحوه تغییر چشمانداز این منطقه اهمیت بیشتری پیدا کرده است.
پژوهشگران در گام بعدی قصد دارند دادههای میدانی دقیقتری را در فصلهای مختلف سال و تحت شرایط دمایی متفاوت جمعآوری کنند تا روند فرسایش سریع رسوبات در مناطق قطبی را با جزئیات بیشتری بررسی کنند.
نتایج این پژوهش در نشریه Communications Earth & Environment منتشر شده است.
مترجم:فاطمه کردی
