لغزش‌های یخ‌سنگ در کانادا؛ پیامد تازه گرمایش جهانی

یخ‌سنگ، لایه‌ای که زمین را می‌چسباند

در شمال دور زمین، لایه‌ای از خاک و رسوب و سنگ وجود دارد که دمای آن دست‌کم دو سال پیوسته زیر صفر می‌ماند. به این لایه پرمافراست (permafrost) یا یخ‌سنگ می‌گویند. یخ‌سنگ را نباید با یخچال طبیعی اشتباه گرفت؛ یخچال توده‌ای از یخ تقریباً خالص است که روی سطح زمین جریان می‌یابد، اما یخ‌سنگ مخلوطی از دانه‌های معدنی و یخ است که در میان منافذ و شکاف‌های خاک رشد کرده و همه‌چیز را مثل سیمان به هم می‌چسباند.

همین نقش چسبندگی، اهمیت آن را روشن می‌کند. دامنه‌ها، بستر رودخانه‌ها و پی ساختمان‌ها در این مناطق روی یخ‌سنگ بنا شده‌اند. تا زمانی که یخ میان دانه‌ها پایدار بماند، دامنه مانند یک دیوار سنگی رفتار می‌کند. اما اگر یخ ذوب شود، آب میان دانه‌ها می‌نشیند و اصطکاک و چسبندگی از میان می‌رود.

کشف یک گونه تازه از لغزش زمین

پژوهشی که در نشریه Geophysical Research Letters منتشر شده است، از پدیده‌ای تازه در این پهنه‌ها خبر می‌دهد: لغزش جدایشی یخ‌سنگ (permafrost detachment slide). جوزف یانگ، سرپرست این پژوهش که کار را در چارچوب رساله دکتری خود در دانشگاه آلبرتا انجام داده، همراه همکارانش در جریان مشاهدات میدانی در قلمروهای شمال‌غربی کانادا با زخم‌های عظیم لغزش در دره‌هایی روبه‌رو شدند که قرن‌ها یخ‌سنگ پایدار داشته‌اند.

نکته شگفت‌آور این بود که این لغزش‌ها با الگوی شناخته‌شده ذوب یخ‌سنگ تفاوت بنیادی داشتند. در حالت معمول، یخ‌سنگ از بالا به پایین ذوب می‌شود و به شکل دوغابی گلی در سراشیبی می‌لغزد. اما در این رویدادها، پژوهشگران در میان آوار با بلوک‌های عظیم مواد یخ‌زده روبه‌رو شدند؛ برخی از این بلوک‌ها تا ۱۰ متر ارتفاع داشتند، یعنی به بلندی یک ساختمان دوطبقه.

چگونه یک دامنه پایدار ناگهان فرو می‌ریزد

برای فهم سازوکار این رویدادها، باید سه عامل را در کنار هم دید: آتش‌سوزی، گرمایش تدریجی و ساختار ترک‌ها. اندازه‌گیری‌های دمایی نشان می‌دهد که یخ‌سنگ این منطقه از سال ۱۹۸۰ که پایش آغاز شده، هر دهه حدود ۰٫۳ درجه سلسیوس گرم‌تر شده است. در سال ۱۹۹۵ نیز آتش‌سوزی شدیدی در نزدیکی همین دره‌ها رخ داد.

آتش‌سوزی لایه عایق سطحی را از میان می‌برد؛ همان پوشش گیاهی و خزه‌ای که مانند پتویی ضخیم زمین را از گرمای تابستان حفظ می‌کند. با برداشته شدن این پتو، گرمای سطحی می‌تواند به عمق نفوذ کند. پژوهشگران با عبور دادن جریان برق از درون زمین و اندازه‌گیری رسانایی الکتریکی، ضخامت یخ‌سنگ و ژرفای آن را در دامنه‌ها تعیین کردند.

یافته کلیدی این بود که در این دامنه‌ها ذوب از پایین آغاز می‌شود، نه از بالا. ترک‌هایی که بر اثر خشک‌شدن و انقباض خاک پس از آتش‌سوزی در بخش بالایی شیب پدید آمده‌اند، مانند کانال‌هایی عمل می‌کنند که آب و گرمای تابستانی را به عمق می‌فرستند. این گرما به‌آرامی درون یخ‌سنگ پیش می‌رود و پس از حدود بیست سال می‌تواند به ژرفای ۲۰ متر برسد و کف لایه را ذوب کند.

وقتی کف لایه سست شود، توده بالایی دیگر تکیه‌گاهی ندارد. آن‌گاه بخشی از دامنه یکپارچه جدا می‌شود و در حالی که هنوز منجمد است، به پایین می‌لغزد. این همان تصویری است که یانگ آن را «کلید خوردن یک کلید» توصیف می‌کند: دامنه‌ای که هزاران سال پایدار بوده، در فاصله‌ای کوتاه به بی‌ثباتی کامل می‌رسد.

ابعاد رویدادها

دو لغزش بزرگ بررسی‌شده در دو دره جداگانه رخ داده‌اند. یکی در دره رودخانه جانسون در سال ۲۰۱۷ بیش از ۱۸ میلیون مترمکعب خاک و سنگ را جابه‌جا کرد و زخمی نزدیک به ۳٫۲ کیلومتر در دامنه برجای گذاشت. دیگری در دره رودخانه ردستون در سال ۲۰۱۸ حدود ۴٫۵ میلیون مترمکعب آوار را به حرکت درآورد و جای زخمی به طول ۱٫۲ کیلومتر باقی گذارد.

برای درک مقیاس، کافی است حجم بزرگ‌تر را با یک مکعب فرضی بسنجیم: ۱۸ میلیون مترمکعب تقریباً برابر حجم یک مکعب با ضلع ۲۶۰ متر است؛ چیزی در حدود چند صد ساختمان بلندمرتبه. این ارقام نشان می‌دهد که ما با یک جابه‌جایی سطحی کوچک روبه‌رو نیستیم، بلکه بخشی از خود دامنه از جا کنده شده است.

پیامدهای زیست‌محیطی

قلمروهای شمال‌غربی کانادا پهنه‌ای دورافتاده است و این لغزش‌ها تا امروز به هیچ زیرساختی آسیب نزده‌اند. اما پیامدهای آن‌ها بر چشم‌انداز و آب‌ها چشمگیر است. دو لغزش بررسی‌شده مسیر رودها را سد کرده و دریاچه‌های تازه‌ای پدید آورده‌اند. همچنین حجم عظیمی از رسوب به‌یک‌باره وارد آب‌های پایین‌دست شده است؛ رخدادی که می‌تواند کیفیت آب، زیستگاه ماهیان و الگوی جریان رودخانه را برای سال‌ها تغییر دهد.

افزون بر این، پژوهشگران بیش از ۱۵۰ نمونه از این لغزش‌ها را در منطقه شناسایی کرده‌اند. بیشتر آن‌ها کوچک‌تر از دو نمونه شاخص هستند، اما هر یک به‌طور میانگین بیش از یک میلیون مترمکعب زمین را جابه‌جا می‌کند. تجمع این رویدادها یعنی فرسایش دامنه‌ها در این پهنه با آهنگی بی‌سابقه در حال شتاب گرفتن است.

نگاهی به آینده

آنچه این پژوهش را مهم می‌کند، محدود نبودن آن به یک منطقه خاص است. در بخش‌های گسترده‌ای از کانادا و آلاسکا، ضخامت یخ‌سنگ میان ۲۰ تا ۴۰ متر است؛ یعنی دقیقاً در همان بازه‌ای که نفوذ گرما در طول چند دهه می‌تواند به کف لایه برسد. اگر آتش‌سوزی‌های شمالی، که خود با گرمایش تشدید می‌شوند، عایق سطحی این پهنه‌ها را بردارند، شرایط برای تکرار همین الگو فراهم می‌شود.

به گفته یانگ، این پدیده «نگاهی احتمالی به آینده» است؛ تصویری از آنچه ممکن است با تغییر رژیم آتش‌سوزی در شمال زمین روی دهد. نکته بنیادی اینجاست که یخ‌سنگ نه فقط ذخیره‌ای از یخ و کربن است، بلکه سازه نگهدارنده زمین است. وقتی این سازه از پایین تخریب شود، پاسخ سیستم نقطه‌به‌نقطه و تدریجی نیست؛ بلکه آستانه‌ای و ناگهانی است. شناخت این آستانه‌ها، نخستین گام برای پیش‌بینی و مدیریت پیامدهای آن در دهه‌های پیش‌رو است.