الحرارة التي تنهار قمم جبال الألب

على قمم العالم الجبارة، وفي ظروف شديدة البرودة وقليل من الأكسجين، يبحث عالم إسرائيلي في العلاقة بين ذوبان التربة المتجمدة في المناطق الجبلية العالية بسبب الأزمة المناخية وحدوث انهيارات صخرية خطيرة

د. متان بن عاشر، زاوية – وكالة أنباء العلوم والبيئة

في 30 يونيو 2005، الساعة 03:00 صباحًا، أذهل ضجيج هائل سكون الليل في مدينة شاموني للتزلج عند سفح سلسلة جبال مونت بلانك الشهيرة في جبال الألب الفرنسية. انتهت سلسلة من الانهيارات الصخرية الكبيرة على جبل دروس بانهيار أرضي ضخم أطاح بـ "عمود بوناتي" - وهو عمود صخري من الجرانيت يبلغ طوله 1000 متر كان يتحدى متسلقي الجبال لعقود من الزمن. انهارت حوالي 300 ألف متر مربع من الصخور في لحظة. لقد لفت انهيار الصخرة الشهيرة انتباه الكثيرين إلى مشكلة بدأت تظهر بوادرها، والتي أبحث عنها حاليا، وهي تأثير الأزمة المناخية على استقرار سلاسل الجبال العالية.

لفهم العلاقة بين ارتفاع درجات الحرارة العالمية والانهيارات الصخرية، عليك أن تعرف أحد الأسماء الساخنة (أو بالأحرى الباردة) في هذا المجال: التربة الصقيعية (التربة الصقيعية، أو بالعبرية "مجمدة حتى"). يتكون هذا المفهوم من كلمتين دائم (دائم) والصقيع (متجمد)، ويصف التربة المتجمدة طوال العام. في العديد من أنواع التربة دائمة التجمد، لم ترتفع درجة الحرارة إلى ما هو أبعد من خط الصفر المئوي لآلاف أو حتى عشرات الآلاف من السنين. في هذه التربة، لا يمكن أن يتواجد الماء إلا على شكل ثلج صلب وليس على شكل سائل، مما يؤثر على العمليات البيولوجية والكيميائية والميكانيكية المختلفة التي يكون الماء عاملاً محفزًا لها.

تمت دراسة التربة الصقيعية لعقود من الزمن، بما في ذلك المناطق القريبة من القطب الشمالي، مثل سيبيريا وألاسكا وجرينلاند ومجموعة جزر سفالبارد في شمال النرويج. يوجد في هذه المناطق خوف حقيقي من أن يؤدي ارتفاع درجة حرارة التربة دائمة التجمد الغنية بالمواد العضوية إلى ذوبان الجليد - وإطلاق ثاني أكسيد الكربون والميثان من مصدر عضوي، والذي ينشأ نتيجة التحلل بواسطة البكتيريا النباتية والحيوانية. بقايا مدفونة في التربة منذ عشرات الآلاف من السنين. سيؤدي ذلك إلى خلق حلقة ردود فعل إيجابية - أي أن إطلاق ثاني أكسيد الكربون والميثان من التربة سيؤدي إلى تفاقم ارتفاع درجة الحرارة العالمية، والذي بدوره سيؤدي إلى تفاقم ذوبان التربة، ولا سمح الله.

إلى جانب الغازات الدفيئة، يؤدي ذوبان التربة الصقيعية في القطب الشمالي أيضًا إلى إطلاق أشياء أخرى ظلت متجمدة لأجيال في الجليد. بقايا الماموث المشعر والعديد من الثدييات الأخرى التي تعود إلى عصور ما قبل التاريخ والتي انقرضت منذ العصر الجليدي الأخير تظهر سليمة بعد ذوبان الجليد وجعل العناوين الرئيسية. في الآونة الأخيرة، كان هناك أيضًا قلق حقيقي بشأن إطلاقها في بيئة البكتيريا والفيروسات المسببة للأمراض نتيجة ذوبان بقايا الحيوانات.

ظاهرة بالكاد تمت دراستها

وبخلاف منطقة القطب الشمالي، تتواجد التربة الصقيعية أيضًا في الجبال العالية، حيث تتشكل نتيجة درجات الحرارة المنخفضة التي تسود على الارتفاعات العالية. على عكس تربة التربة الصقيعية في القطب الشمالي، فإن التربة الصقيعية في الجبال العالية ليست تربة، بل صخور متجمدة (أو بشكل أكثر دقة، صخرة يكون الماء بداخلها في الواقع جليدًا). في حين أن أبحاث التربة الصقيعية في القطب الشمالي كانت مجالًا نشطًا للغاية لسنوات عديدة، إلا أن ظاهرة التربة الصقيعية وذوبانها في أعلى جبال العالم لم تكن مستكشفة تقريبًا حتى أواخر التسعينيات. كما أن الوصول إلى التربة الصقيعية في الجبال العالية أقل بكثير من التربة الصقيعية في القطب الشمالي، ومن الضروري لدراستها العمل في ظروف صعبة.

تحدث الانهيارات الصخرية، مثل تلك التي أطاحت بعمود بوناتي، عندما يتجاوز الحمل على كتلة من الصخور قوة الاحتكاك مع الطبقات الموجودة تحتها، مما يثبتها في مكانها. ويحدث ذلك في كثير من الأحيان بسبب اضطراب في ثبات المنحدر، على سبيل المثال بسبب الزلازل أو العواصف المطرية الغزيرة. أحد المخاوف الرئيسية عندما يتعلق الأمر بذوبان التربة الصقيعية في الجبال هو أن ذلك يضر باستقرار الصخور، مما قد يؤدي إلى انهيار أرضي للتربة والصخور وكارثة مميتة.

كما يخترق الماء عميقا

جئت بنفسي للبحث في هذا المجال الرائع لأنني أستطيع الجمع بين خلفيتي العلمية في الجيولوجيا والجيومورفولوجيا وبين ما دفعني لدراسة هذا المجال في المقام الأول: الرغبة في العمل على الحفاظ على الطبيعة والبيئة، وحبي الكبير للجبال. كل هذا تنضم إليه هوايتي الرئيسية: تسلق الجبال والمنحدرات.

يتم إجراء بحثي كجزء من رسالة ما بعد الدكتوراه في المركز الوطني للبحث العلمي في فرنسا (CNRS)، ضمن مجموعة بحثية في معهد EDYTEM لدراسة البيئة وديناميكيات الجبال بجامعة سافوا مونت بلانك. (سافوي مونت بلانك) في فرنسا. يعتمد بحثنا، من بين أمور أخرى، على حقيقة أنه في العقود الأخيرة حدثت زيادة في عدد الانهيارات الأرضية التي تحدث في جبال الألب وسلاسل الجبال الأخرى في العالم. وفي كثير من الحالات يكون هناك ارتباط بين حدوث الانهيارات الأرضية وفترات موجات الحر الشديدة. علاوة على ذلك، تظهر قياسات درجات الحرارة أن معدل الاحترار في منطقة جبال الألب مرتفع مقارنة ببقية أنحاء العالم، ويمكن العثور على العديد من الأمثلة المرئية على ذلك في التراجع الهائل للأنهار الجليدية هناك.

يؤدي ذوبان التربة الصقيعية في الجبال العالية إلى تدفق المياه السائلة عبر شقوق الصخور حيث كانت متجمدة سابقًا، وهي الأماكن التي لم يكن هناك سوى الجليد لسنوات عديدة. وفي كثير من الحالات، مباشرة بعد سقوط الصخور، لوحظ تدفق الجليد والمياه على سطح الجبل المكشوف. الفرضية الواضحة هي أن ارتفاع درجات الحرارة في جبال الألب (الذي يتقدم بمعدل 0.3 درجة مئوية لكل قرن - عندما يكون المتوسط ​​العالمي 0.2 درجة) يسبب ذوبان الجليد الدائم - وهذا يسبب عدم استقرار في المنحدرات الشديدة، وهو ما يرتبط بذوبان المياه. لا يُعرف سوى القليل جدًا عن الآلية التي تربط بين ارتفاع درجة الحرارة ووجود الماء السائل وانهيار المنحدرات، ونحاول دراسة هذا الارتباط.

يمكن للمياه أن تضعف الصخور بعدة طرق. أولاً، تعمل بمثابة مادة توسيد، مما يسمح لكتل ​​كبيرة من الصخور بالتحرك. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يسبب الماء السائل ضغطًا هيدروستاتيكيًا مرتفعًا في شقوق الصخور العميقة بسبب وزنه (كل من سبق له الغوص عميقًا شعر بهذا الضغط جيدًا في آذانه) - وهذا على عكس الجليد، الذي يلتصق عادةً بجوانب الصخر ولا يخلق حمولة في القاع. يمكن للمياه أيضًا أن تخلق ضغطًا من خلال عمليات مرتبطة بإعادة تجميدها في الشتاء، مما يؤدي إلى تمددها في شقوق الصخور (هل سبق لك أن انفجرت زجاجة شرب زجاجية في الفريزر؟). ويعتبر الماء السائل أيضًا مذيبًا كيميائيًا فعالاً، وهو قادر على توسيع الشقوق في الصخر عن طريق إذابة وإضعاف طرف الشقوق.

بحث مضني ضد وجهة نظر جبال الألب

كما ذكرنا، ليس من السهل دراسة التربة الصقيعية في الجبال العالية، ونحن نعمل في بيئة شديدة البرودة ومنخفضة الأكسجين. وإذا لم يكن هذا كافيا، فإن التربة الصقيعية في الجبال عادة لا تكون على السطح، بل على عمق عدة أمتار تحت سطح الصخر - في الجزء الذي لا تستطيع أشعة الشمس اختراقه وتدفئته في الصيف. . في معظم الأوقات، يكون السطح أيضًا مغطى بالثلوج على الأقل لجزء من العام - وإذا كان منحدرًا شديد الانحدار بحيث لا يمكن للثلج أن يتراكم عليه، فإننا نواجه صعوبة أخرى: الحاجة إلى تسلق منحدر شديد الانحدار وبارد . ولذلك، فإن مجموعة الأدوات الخاصة بالباحث في التربة الصقيعية الذي يذهب إلى الميدان غالبًا ما تتضمن معدات تسلق الجبال ومثقابًا. ولكن من بين كل الصعوبات، يمكن الاعتماد على شيء واحد: المنظر الذي يحيط بنا أثناء العمل يكون دائمًا رائعًا.

نستخدم طرق مختلفة لقياس أو تقدير درجة الحرارة والرطوبة داخل الصخر، سواء كان ذلك بشكل مباشر، عن طريق أجهزة الاستشعار التي ندخلها في الصخر، أو بشكل غير مباشر: على سبيل المثال عن طريق قياس المقاومة الكهربائية في الصخر، أو من خلال الاستشعار عن بعد بواسطة الأقمار الصناعية والطائرات بدون طيار .

أداة بحث رئيسية أخرى هي استخدام نماذج الكمبيوتر، التي تعتمد على معادلات رياضية تصف العمليات الفيزيائية: مثل ذوبان وتجميد المياه، وتسخين الصخور وتبريدها، وتدفق الماء والحرارة في شقوق الصخور، والمزيد . تعتمد النماذج غالبًا على المتغيرات البيئية المقاسة ميدانيًا (في البرد، في الجبال، مع حقيبة الظهر والمثقاب)، وتسمح لنا بفحص العمليات الطبيعية في البيئة الدافئة والممتعة للمكتب في الجامعة.

إن التحديات العلمية التي تواجه الباحثين في التربة الصقيعية في الجبال كثيرة، ولكن التغيير يحدث بالفعل أمام أعيننا: زيادة الوعي بالموضوع وحجم الأبحاث، إلى جانب التقدم التكنولوجي في هذا المجال، يدفعنا إلى معرفة المزيد والمزيد طوال الوقت. سواء كان ذلك في جبال الألب أو جبال الهيمالايا أو جبال الأنديز أو جبال روكي، فإن الفهم العميق للعلاقة بين ارتفاع درجة حرارة وذوبان الصخور واستقرار المنحدرات الجبلية سيساعد في الاستعداد بشكل صحيح للكوارث الطبيعية، ويمكن أن يسمح بذلك. علينا أن نقلل من المخاطر التي تهدد البنية التحتية، وقبل كل شيء، على حياة الإنسان.

الدكتور ماتان بن آشر هو عالم جيومورفولوجي يبحث في التربة الصقيعية في الجبال العالية في مختبر EDYTEM بجامعة سافوا مونت بلانك، CNRS.