اكتشاف النيازك في القارة القطبية الجنوبية

تأثير ارتفاع درجات الحرارة على النيازك في القارة القطبية الجنوبية

تُعد السهول الجليدية في القارة القطبية الجنوبية نقطة جذب لصائدي النيازك مثل ماريا فالديس، عالمة الأبحاث في متحف فيلد للتاريخ الطبيعي وجامعة شيكاغو. يتم العثور على حوالي 1000 صخرة فضائية في المنطقة كل عام. من السهل اكتشاف لونها الداكن في الامتداد الأبيض.

تقول فالديس، التي زارت المنطقة ضمن فريق بعثة استكشافية في أواخر عام 2022 وأوائل عام 2023 في إطار عملها في مركز روبرت أ. بريتزكر للنيازك والدراسات القطبية التابع للمتحف: "توفر القارة القطبية الجنوبية، وهي صحراء من الجليد، خلفية مثالية لاستخراج النيازك - اذهب إلى المكان المناسب، وأي صخرة تجدها لا بد أنها سقطت من السماء". عثر الفريق الدولي على خمسة نيازك.

"لقد عثرنا على حجر بني ضخم يجلس بمفرده في وسط حقل جليدي. كان أصغر قليلاً من كرة البولينغ وثقيلاً جداً - 7.6 كجم (حوالي 17 رطلاً)"، قالت عبر البريد الإلكتروني. "لقد رأيت الكثير من النيازك وتعاملت معها خلال مسيرتي المهنية، لكن العثور على واحد بنفسك هو شعور مختلف تمامًا."

يتكون كل نيزك من أجسام خارج كوكب الأرض مثل القمر أو المريخ أو الكويكبات الكبيرة، ويروي كل نيزك حكاية فريدة عن النظام الشمسي وكيفية تشكله. لكن أزمة المناخ تهدد هذا الكنز الدفين من المعلومات العلمية، وفقًا لدراسة جديدة. تختفي النيازك في الجليد، مما يجعلها بعيدة عن متناول العلماء.

"مع استمرار ارتفاع درجة حرارة المناخ، تغرق صخور القطب الجنوبي في الجليد بمعدل متزايد. وبمرور الوقت، سيؤدي ذلك إلى جعل العديد من النيازك غير متاحة للعلماء." قال فالديس، الذي لم يشارك في البحث الأخير. "إننا نفقد كبسولات زمنية ثمينة تحمل أدلة على تاريخ نظامنا الشمسي."

كيفية العثور على النيازك في القطب الجنوبي

مع ارتفاع درجة حرارة الأرض، يمكن أن يختفي حوالي 5000 نيزك من سطح الصفائح الجليدية الذائبة كل عام، وفقًا للدراسة التي نُشرت يوم الاثنين في مجلة Nature Climate Change. حتى الآن، تم اكتشاف أكثر من 48,000 نيزك في القارة القطبية الجنوبية، وهو ما يمثل حوالي 60% من العينات التي تم العثور عليها على مستوى العالم.

لا تسقط النيازك، وهي كتل من الصخور التي تسقط من الفضاء عبر الغلاف الجوي للأرض بشكل عشوائي، في نمط منتشر بالتساوي عبر القارة المتجمدة. وأوضح فالديس أن التركيزات تظهر في مواقع معينة بسبب الجغرافيا وأنماط الطقس.

وتكثر النيازك بشكل خاص في الحقول الجليدية الزرقاء. ففي هذه المناطق، يؤدي مزيج من عمليات تدفق الجليد والظروف الجوية المحلية إلى إزالة طبقات من الثلج والجليد من على السطح، مما يكشف النيازك التي كانت في السابق مغروسة في الجليد. يميل الجليد الذي تذروه الرياح إلى أن يبدو أزرق اللون مقارنة بالثلج السطحي المحيط به.

وقالت: "على مدى فترات زمنية طويلة (عشرات أو مئات الآلاف من السنين) يمكن أن تتطور تركيزات هائلة من النيازك تصل إلى 1 لكل متر مربع في بعض المواقع".

وقد حدد الباحثون مناطق الجليد الأزرق الغني بالنيزك عن طريق الحظ في الغالب. ومع ذلك، ولإضفاء الطابع المنهجي على البحث، استخدمت فيرونيكا تولنار، باحثة الدكتوراه في جامعة ليبر دي بروكسل في بلجيكا، وزملاؤها خوارزمية للتعلم الآلي لإنشاء "خريطة كنز" للمناطق الغنية بالنيزك المحتملة، استناداً إلى عوامل تشمل درجة حرارة السطح وانحدار السطح والغطاء السطحي وحركة تدفق الجليد.

وقد حدد هذا البحث، الذي نُشر في يناير 2022 في مجلة Science Advances، 600 منطقة واقترح وجود 300 ألف نيزك على سطح الغطاء الجليدي. وقالت فالديز في عام 2023 إنها وزملاؤها استخدموا المعلومات للمساعدة في اتخاذ قرارهم بشأن المكان الذي سيبحثون فيه بالضبط خلال رحلتهم الاستكشافية.

"تشير تجربتنا... إلى أن نهج تولنار لا يعمل حتى الآن إلا من الدرجة الأولى. يجب أن تؤخذ في الاعتبار أيضًا المعلمات المحلية مثل التضاريس واتجاهات الرياح التي يمكن أن تعيد توزيع النيازك من حقول الجليد الأزرق إلى مصائد النيازك المحلية".

في الدراسة الجديدة، توقعت المؤلفة الرئيسية المشاركة تولنار وفريقها فقدان النيازك في ظل سيناريوهات مختلفة لتغير المناخ من خلال الجمع بين النمذجة المناخية وعملهم من ورقة عام 2022.

يمكن أن تغرق النيازك في الجليد حتى لو كانت درجات الحرارة أقل من صفر درجة مئوية (32 فهرنهايت). حيث تقوم الشمس بتسخين الصخور الداكنة، التي تمتص الإشعاع الشمسي بسهولة أكبر بسبب لونها، مما يذيب الجليد المحيط بها. وقال تولنار: "مع هذه الحرارة، يمكن أن يذوب الجليد محلياً ويختفي ببطء من السطح".

قال هاري زيكولاري، الذي كان المؤلف الرئيسي المشارك مع تولنار في الدراسة الجديدة، إن درجة حرارة السطح الباردة كانت واحدة من أربعة عوامل مرتبطة بالعنقود النيزكي المحتمل.

وقال زيكولاري، وهو أستاذ مشارك في علم الجليد في جامعة Vrije Universiteit Brussel: "من المهم حقًا أن يكون الجو باردًا، وإذا بدأت درجة حرارة السطح بالتغير، حتى لو كانت درجة الحرارة من 12 درجة مئوية تحت الصفر إلى 9 درجات مئوية تحت الصفر، فإن ذلك يعني تجاوز العتبة السحرية التي تبدأ عندها بفقدان النيازك".

وفي ظل السياسات الحالية، التي قالت الدراسة إنها قد تؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة من 2.6 درجة مئوية إلى 2.7 درجة مئوية (4.7 إلى 4.9 درجة فهرنهايت) فوق مستويات ما قبل الثورة الصناعية، قدّر الباحثون أن 28% إلى 30% من النيازك في القارة القطبية الجنوبية قد تصبح غير قابلة للوصول إليها. وفي ظل سيناريو الانبعاثات العالية، ارتفع التقدير إلى 76%. وقالت الدراسة إن نسبة فقدان النيازك في الارتفاعات التي تزيد عن 2,500 متر (8,202 قدم) فقط ستكون أقل من 50%.

وقال ماتياس فان جينيكن، وهو باحث مشارك في مركز الفيزياء الفلكية وعلوم الكواكب بجامعة كينت في المملكة المتحدة، إن العمل "منطقي للغاية بالنظر إلى كيفية تأثير الاحتباس الحراري على ما يبدو على القارة القطبية الجنوبية".

ومع ذلك، قال فان جينيكن، الذي لم يشارك في الدراسة، إنه كان يتمنى لو أن المؤلفين تحدثوا أكثر عن أوجه عدم اليقين في نموذجهم وأجروا تجارب معملية لمحاكاة كيفية تأثير الاحتباس الحراري على النيازك، الأمر الذي من شأنه أن يدعم نتائج الخوارزمية.

وقال عبر البريد الإلكتروني: "إنه أمر مثير للقلق بالتأكيد، ولكن لا يزال هناك الآلاف من النيازك التي يمكن العثور عليها سنوياً".

ما تعلمناه من النيازك في القطب الجنوبي

"إن مصدر القلق الرئيسي هو الجانب اللوجستي للبحث عن النيازك في أنتاركتيكا، وهو أمر صعب بالفعل اليوم بسبب بُعد القارة القطبية الجنوبية. وإذا ما ثبتت صحة نتائج هذه الدراسة، فإنها ستجبر العلماء على استكشاف مناطق جديدة، ربما أبعد من القواعد العلمية من تلك التي يتم استكشافها عادةً. ومن شأن ذلك أن يجعل هذا الكنز الدفين أكثر صعوبة في الوصول إليه، وبالتالي سيتطلب المزيد من التمويل والدعم اللوجستي".

قال كيفن رايتر، عالم الكواكب في مركز جونسون للفضاء التابع لوكالة ناسا في هيوستن في تعليق نُشر مع البحث، إن النيازك المكتشفة في أقصى جنوب الكوكب علمتنا الكثير. لم يشارك في الدراسة الجديدة.

وأشار رايتر إلى أن العلماء تعرفوا على النيازك التي جُمعت في المنطقة في عامي 1979 و 1981 على أنها من القمر. قبل هذه الاكتشافات، كانت العينات الوحيدة من القمر قبل هذه الاكتشافات من مواقع هبوط أبولو ولونا. وقد أسفرت عينات النيازك عن أخذ عينات أكثر عشوائية وشمولية من سطح القمر بأكمله. وقد تم ربط نيازك أخرى بالمريخ.

"ويشير كل هذا التاريخ البحثي الحديث إلى أنه مع استمرار جمع العينات من المرجح أن يتم العثور على أنواع جديدة من النيازك - بما في ذلك ربما قطع من عطارد أو الزهرة التي ربما تكون قد قُذفت من سطحها بعد الارتطام."

ودعا رايتر، إلى جانب مؤلفي الدراسة، إلى تكثيف جهود الجمع وتحديد أولوياتها. وأضاف: "إذا لم يتم جمع النيازك بالسرعة الكافية، فستكون مورداً ضائعاً لعلوم الكواكب الحالية والمستقبلية".