یخچال‌های طبیعی، منبعی غنی از اطلاعات کشف‌نشده

زبانه‌‌های یخی (تکه‌های باریک و دراز یخ) مرتفع‌ترین کوه‌های جهان در حال آب شدن هستند، اما ممکن است ثبت و ضبط اطلاعات ذخیره‌شده در آن‌ها پیش از اینکه به‌دلیل پدیده‌ی گرمایش جهانی کاملا آب شوند و برای همیشه از بین بروند، امکان‌پذیر باشد.

فرانسوا بورگی، یخچال‌شناس (فرد متخصص در زمینه‌ی مطالعه‌ی یخچال‌های طبیعی در نواحی قطبی و کوهستان‌ها) از دانشگاه کافوسکاری ونیز در ایتالیا، در اوت ۲۰۱۶ نخستین مأموریت میدانی چندهفته‌ای خود را بر فراز قله‌‌ی واقع در مرز بین فرانسه و ایتالیا آغاز کرد. این مأموریت بخشی از پروژه‌ی حافظه‌ی یخی (Ice Memory) بود و بورگی برای جمع‌آوری هسته‌های یخی از یخچال طبیعی کول دو دوم به آن محل اعزام شد. هسته‌های یخی یا مغزه‌های یخی (تکه‌ای از برف و یخ که از روی هم انباشته‌شدن چندین لایه برف تشکیل شده است) پس از جمع‌آوری به پایین کوه و به آزمایشگاهی در شهر گرونوبل در فرانسه انتقال داده شدند.

نمونه‌ای از هسته‌ی یخی

پژوهشگران امیدوارند روزی تکه‌‌هایی از این هسته‌‌های یخی به قاره‌ی جنوبگان انتقال داده شود؛ زیرا در این محل مخزن‌های قوسی شکل بزرگی از برف ساخته شده که دربردارنده‌ی اطلاعاتی است که تا چند قرن دیگر هم حفظ خواهند شد.

پس از انجام نخستین مأموریت بورگی، اعضای تیم پژوهشی او راهی کوه ایلیمانی در بولیوی شدند. پژوهشگران این بار راهی یخچالی طبیعی در ارتفاع ۶۳۰۰ متری از زمین شدند. این مأموریت وظیفه‌ی دشواری بود؛ زیرا پژوهشگران باید پس از جمع‌آوری هسته‌ها، خودشان آن‌ها را با پای پیاده به پایین کوه انتقال می‌دادند (زیرا هلکوپتری در دسترس نبود). کوه کلیمانجارو در تانزانیا مقصد بعدی این گروه است و قرار است اعضای آن اواخر سال میلادی جاری رهسپار این کوه شوند. درضمن اعضای این گروه فرانسوی ایتالیایی قصد دارند با پیوستن به گروه‌های جدید پژوهشی بین‌المللی دیگر، از سایر یخچال‌های طبیعی در معرض خطر نیز نمونه جمع‌آوری کنند.

نتایچ پژوهش‌ها نشان می‌دهد که در‌حال‌حاضر وسعت یخچال‌های طبیعی جهان به میزان گسترده‌ای درحال کاهش است و احتمالا این اتفاق با پدیده‌ی تغییر اقلیم ناشی از فعالیت‌های بشر ارتباط دارد. طبق تخمین هیئت بین‌دولتی تغییر اقلیم سازمان ملل، چنانچه پدیده‌ی گرمایش جهانی با همین سرعت ادامه پیدا کند، تمام پوشش یخی سیاره‌ی زمین تا پایان این قرن از بین می‌رود و تنها صفحات یخی گرینلند و جنوبگان باقی می‌ماند.

کارلو باربانته، دیرینه اقلیم‌شناس (مطالعه‌ی تغییرات اقلیمی در تمام دوره‌های تاریخی سیاره‌ی زمین) در دانشگاه کافوسکاری ونیز و یکی از بنیان‌گذاران پژوره‌ی حافظه‌ی یخی نیز معتقد است که یخچال‌های طبیعی جهان در حال آب شدن هستند. ذوب یخچال‌ های طبیعی برای ۱٫۵ میلیارد نفر از جمعیت جهان که برای تأمین آب شرب خود و آب مورد نیاز برای کشاورزی به آن‌ها وابسته هستند، فاجعه‌ی بزرگی محسوب می‌شود. درضمن این یخچال‌ها منبعی وسیع و غنی از اطلاعات نیز به‌شمار می‌روند.

باربانته در مورد آب شدن یخچال‌های طبیعی این چنین می‌گوید:

ما در حال تمرکز برای مقابله با مشکلاتی همچون کمبود آب در مناطق آسیب‌پذیر مثل شبه‌قاره‌ی هند هستیم که تقریبا بلافاصله پس از آب شدن یخچال‌ها، رخ خواهد داد. ما و دانشمندانی که یخچال‌ها را به‌عنوان مخزنی از اطلاعات مطالعه می‌کنند، دریافته‌ایم که در حال از دست دادن منبعی از اطلاعات حیاتی هستیم و برای مقابله با این مشکل باید چاره‌ای بیاندیشیم.

باربانته و اعضای تیم پژوهشی او به همراه عده‌ای از اقلیم‌شناسان و یخچال‌شناسان فرانسوی تصمیم گرفتند برای حفظ اطلاعات، نمونه یخ‌های متنوعی را از سراسر جهان جمع‌آوری کنند. می‌توان گفت هر یک از هسته‌های یخی مجموعه‌ای ارزشمند از اطلاعات تاریخی از هزاران سال پیش هستند که به شکل حباب‌های گاز، ذرات گرد‌و‌غبار، گرده و حتی موجودات در یخ‌ها محبوس شده‌اند و می‌توانند دربردارنده از اطلاعات بسیار مهم مربوط‌به اتفاقاتی باشند که پیش از آغاز ثبت اطلاعات توسط بشر اتفاق افتادند.

در‌حال‌حاضر هسته‌های یخی با حفر یک متر از سطح یخچال‌ها استخراج می‌شوند و پس از آن ابتدا به‌صورت ظاهری تحلیل و بررسی می‌شوند و سپس آن‌ها را برای انتقال به مکان دیگر، در ظرف‌هایی با عرض ۱۰ سانتی‌متر قرار می‌دهند. پژوهشگران سطح یخچال‌ها را هزاران بار و هر بار به‌صورت عمیق‌تر حفر می‌کنند تا به لایه‌های قدیمی‌تر از یخ‌ها دست پیدا کنند. گاهی اوقات حفر تا عمق ۹۰۰ متری هم ادامه پیدا می‌کند و هرچه عمق بیشتر شود، فشردگی هر متر از لایه‌های زیرین به‌دلیل فشار لایه‌های فوقانی بیشتر می‌شود. این فشردگی به‌معنی این است که لایه‌های زیرین دربردارنده‌ی مواد شیمیایی و ذرات انباشته‌شده‌ از دوره‌های طولانی‌تری هستند.

پژوهشگران پس از انتقال یخ‌ها به آزمایشگاه‌ها، آن‌ها را تمیز و در محیط‌های کنترل شده به آرامی آب می‌کنند. در مرحله‌ی بعد یخچال‌شناسان می‌توانند آب حاصل از ذوب یخ‌ها را برای تشخیص مواد و گازهای موجود در آن مانند دی‌اکسید کربن بررسی کنند.

بورگی معتقد است تکه‌های یخ مانند دماسنج‌های بسیار قدیمی عمل می‌کنند و می‌توانند دمای هر مکانی را که میزان خاصی از برف (در هر زمانی) در آن باریده باشد، مشخص کنند.

پژوهشگران با استفاده از این اطلاعات می‌توانند ساختار تکامل اقلیم هزار ساله‌ی سیاره‌ی زمین را بازسازی کنند؛ درضمن آن‌ها می‌توانند با استفاده از اطلاعات مذکور اطلاعات دیگری را نیز ایجاد کنند که می‌تواند به پژوهشگران برای تهیه‌ی مدل‌ تغییر اقلیم کمک کند. به‌عنوان مثال درحال‌حاضر کارشناسان آزمایشگاه برجر با دستگاه‌های خاصی به‌دنبال یافتن نشانه‌هایی از آهن در یک هسته‌ی یخی ۶۰۰۰ ساله‌ی استخراج‌شده از گرینلند هستند. مقادیر بسیار کم آهن در یخ‌ها نشان‌دهنده‌ی فعالیت آتشفشان‌هایی است که در گذشته‌های بسیار دور با فوران خود ذرات فلزی زیادی را در اتمسفر رها ‌کرده‌اند.

بورگی در مورد نگه‌داری از هسته‌های یخی این چنین می‌گوید:

عده‌ای معتقدند که این سرمایه‌‌های ارزشمند در یخچال‌های تجاری آزمایشگاه‌های ونیز و فرانسه در‌ امنیت کامل هستند؛ اما نباید درباره‌ی این موضوع تفکر کوتاه مدتی داشته باشیم و مطمئن نیستیم که در ۲۰۰ سال آینده فردی می‌تواند هزینه‌ی استفاده از برق را پرداخت کند یا خیر. تاریخ نشان می‌دهد که اولویت‌های پژوهشی در‌حال تغییر و متضاد با یکدیگر و همچنین بلایای طبیعی، چگونه پیش‌‌بینی آینده‌ی تلاش‌های علمی بلندمدت را دشوار کرده‌اند. همین موضوع باعث می‌شود دانشمندان به‌دنبال راه‌حلی پایدارتر باشند.

به نظر باربانته قاره‌ی جنوبگان امن‌ترین مکان برای ذخیره‌ی نمونه‌ها است؛ زیرا با متوسط دمایی درحدود منفی ۵۰ درجه‌ی سانتیگراد (دما در این منطقه کمی در نوسان است) یخچالی طبیعی محسوب می‌شود و ازسویی دیگر متعلق به خاک هیچ کشوری نیست و تنها منطقه‌ای برای انجام فعالیت‌های علمی و پژوهشی به شمار می‌رود.

یک تیم پژوهشی در قاره‌ی جنوبگان

در سال ۱۹۵۱ پیمانی تحت‌عنوان پیمان جنوبگان امضا و در سال ۱۹۶۱ نیز اجرا شد که براساس آن ۵۳ کشور توافق کردند قاره‌ی جنوبگان تنها برای اهداف مسالمت‌آمیز و پژوهش‌های علمی استفاده شود و کشورهای طرف توافق در تبادل و ارائه‌ی رایگان نتایج بدست‌آمده از پژوهش‌های انجام‌شده در این منطقه آزاد باشند.

بِس کافمن، زمین‌شناس در دانشگاه مِین ایالات متحده‌ی آمریکا، معتقد است قاره‌ی جنوبگان مکان امنی برای ذخیره‌ی هسته‌های یخی باقی خواهد ماند؛ البته پیمان جنوبگان تا ۳۰ سال اعتبار دارد و پس از آن کشورهای عضو دوباره با یکدیگر مذاکره خواهند کرد.

یکی از محل‌های نگه‌داری و ذخیره‌سازی هسته‌های یخی

البته کافمن درمود این موضوع هشدار داده و اذعان کرده که ممکن است یکی از کشورهای عضو از امضای این توافق‌نامه سرباز زند و بخواهد از منابع استفاده‌نشده‌ی این منطقه مانند زغال‌سنگ و دیگر مواد معدنی به نفع خود بهره‌برداری کند.

ایجاد پناهگاهی برای مقابله با آب شدن یخ‌ها نیز می‌تواند مزایایی را به همراه داشته باشد که در‌حال‌حاضر نمی‌توانیم در مورد آن‌ها صحبت کنیم. پیشرفت ابزارها و دسترسی به فناوری‌های مختلف موجب می‌شود پژوهشگران دسترسی بهتری به اطلاعات مرتبط با گذشته‌ی سیاره‌ی زمین دست پیدا کنند و شاید حتی بتوانند ویروس‌ها و باکتری‌های حفظ‌شده در یخ‌ها را نیز مورد مطالعه قرار دهند.

کافمن معتقد است فناوری‌های مرتبط با این زمینه پیشرفت چشمگیری داشته‌اند و اقداماتی که در ۳۰ یا ۴۰ سال گذشته رویایی بیش نبودند، امروزه به‌راحتی امکان‌پذیر هستند. به نظر او روزی فناوری‌ها به قدری پیشرفته خواهند شد که پژوهشگران می‌توانند هسته‌های یخی را بدون دست زدن به آن‌ها مورد بررسی قرار دهند.

اِما اسمیت، زمین‌شناس و متخصص ژئوفیزیک از مؤسسه‌ی آلفِرِد وِگنِر در شهر برمرهافن آلمان، اذعان کرده است که برای استفاده از فناوری‌های آینده، ساخت مخزن مجهز که در‌حال‌حاضر امکان آن وجود دارد، امری ضروری محسوب می‌شود. وی افزود:

یخچال‌های طبیعی جهان با سرعت زیادی درحال آب شدن هستند و اگر اطلاعات حفظ‌شده در آن‌ها را ثبت و ضبط نکنیم، شانس مطلع شدن از اتفاقاتی را که ممکن است در آینده رخ دهند، از دست می‌دهیم.

پژوهشگران معمولا برای کسب اطلاعات مرتبط با قدیمی‌ترین اطلاعات، روی یخ‌های قطبی تمرکز می‌کنند؛ اما طبق گفته‌ی اسمیت چنانچه هسته‌های یخی منطقه‌ای در یخچال‌های طبیعی بررسی شوند، می‌توان تغییرات را در مقیاس‌های بسیار کوچک‌تر مشاهده کرد؛ به عبارت دیگر با بررسی این هسته‌های یخی امکان دستیابی به اطلاعات جزئی‌تر در مورد تغییر اقلیم وجود دارد که ممکن است وقتی تنها یخ‌های قطبی تجزیه و تحلیل می‌شوند، مورد توجه قرار نگیرند.

اعضای تیم پژوهشی پروژه‌ی حافظه‌ی یخی امیدوارند بتواند تا سال ۲۰۲۰ میزان گسترده‌ای از نمونه‌ها را برای ذخیره‌سازی در قاره‌ی جنوبگان آماده کنند. در مخزن ساخته‌شده در نزدیکی پایگاه پژوهشی ایتالیایی فرانسوی کنکوردیا، پژوهشگران قصد دارند روشی را به کار بگیرند که به‌صورت موفقیت‌آمیز در گرینلند مورد آزمایش قرار گرفته است. در این روش آن‌ها گودالی دراز و باریک حفر کردند و سپس بالونی با قابلیت باد شدن را به‌عنوان قالب واردش کردند.

پژوهشگران در مرحله‌ی بعدی چاله را با برفی که قبلا برای حفر آن از سطح زمین برداشته بودند، پر و آن را را چند روز به حال خود رها کردند تا برف سفت شود. این کار باعث می‌شود بالون به‌راحتی خارج شود. با استفاده از این روش یک ساختار طبیعی با هزینه‌ی کم و بدون آسیب زدن به محیط‌زیست ایجاد شد.

باربانته احتمال پایین رفتن این ساختار به‌دلیل وزن برفی را که به مرور روی آن می بارد، تأیید کرده است؛ اما طبق گفته‌ی او هسته‌‌های یخی می‌توانند به‌صورت نسبتا راحتی به ساختار جدیدی که با استفاده از روش مذکور ایجاد شده‌اند، انتقال داده شوند.

این پروژه قبلا تحت حمایت یونسکو قرار گرفته و طبق گفته‌ی آقای باربانته، تعداد گروه‌های پژوهشی مختلفی که از کشورهای مختلف ازجمله چین، روسیه و آمریکا به آن پیوسته‌اند، درحال افزایش است و تمام این گروه‌ها قبلا به‌صورت مستقل در طول اکتشافات خود مواد معدنی بیشتری جمع‌آوری کرده‌اند؛ بنابراین این پروژه تا سال‌های آتی نیز ادامه دارد.

باتوجه به پروژه‌های در‌حال اجرای کنونی، می‌توان گفت که امید زیادی برای باقی ماندن یخچال‌های طبیعی برای نسل‌ بعدی بشر وجود ندارد و مهم نیست که اکنون چه فعالیت‌های برای کاهش گازهای گلخانه‌ای در سراسر جهان انجام می‌شود. تا قرن بعدی یک سوم یخچال‌های طبیعی از بین خواهند رفت و احتمالا تنها چند صد متر از هسته‌های یخی که میراث ارزشمندی هستند، باقی خواهد ماند. البته تلاش کاشفانی که در دل کوه‌های سرد و یخ‌زده در‌حال جمع‌آوری هسته‌های یخی هستند، امید دسترسی آیندگان به اطلاعات و اسرار به‌دست‌آمده توسط آن‌ها را زنده می‌کند.