מדף קרח

מתוך אקו-ויקי, מקום מפגש בנושאי אקולוגיה, חברה וכלכלה.
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

מדף קרח (באנגלית: Ice shelf) הוא משטח עבה של קרח צף שמתהווה בקצהו של קרחון יבשתי או של יריעת קרח שזורמת אל חוף הים ועל פני השטח של האוקיינוס. בכדור הארץ, ניתן למצוא כיום מדפי קרח רק באנטארקטיקה, גרינלנד וקנדה. מדפי הקרח הגדולים ביותר הם מדף הקרח רוס ומדף הקרח רון-פילכנר באנטארקטיקה.

קו הגבול בין מדף הקרח הצף לבין הקרח היבשתי (שנשען על סלע) שמזין אותו נקרא "קו הקרקוע" (Grounding line). אם קו הקרקוע נסוג לאחור, לדוגמה בגלל התחממות עולמית נוספים מים לאוקיינוס ופני הים עולים. העובי של מדפי קרח בני תקופתנו נע למרחק בין כ-100 ל-1,000 מטרים. בניגוד למדפי קרח, קרח-ים נוצר על פני המים, הוא דק בהרבה ונוצר באוקיינוס הארקטי, וכן ניתן למצוא אותו גם באוקיינוס הדרומי סביב יבשת אנטארקטיקה.

מדפי קרח זורמים מכוח הכבידה ומתפשטים באופן אופקי על פני שטח הים. הזרימה האיטית הזאת מזינה קרח באופן רציף מקו הקרקוע לכיוון הים. המנגנון העיקרי של אובדן מסה ממדפי קרח הוא התנתקותם של קרחונים ימיים, שבו ניתקות חתיכות גדולות של קרח מחזית המדף שפונה לים. באופן אופייני, החזית של מדף קרח תידחף לכיוון הים במשך שנים או עשורים בין אירועים גדולים של ניתוק קרחונים. הצטברות של שלג בשטח העליון של המדף והפשרה של קרח בחלק התחתון של המדף הם גם חשובים למאזן המסה של המדף.

הבדלי הצפיפות בין קרח מוצק לבין מים נוזליים מוביל לכך שרק תשיעית מנפחו של הקרח הצף נמצא מעל פני השטח של הים.

מדפי קרח ברחבי העולם

מדפי קרח בקנדה

כל מדפי הקרח הקנדיים צמודים לאי אלסמיר ומצויים מצפון לקו הרוחב 82. מדפי הקרח הקיימים כיום הם מדף הקרח אלפרד ארנסט, מדף הקרח מילנה, מדף הקרח וורד האנט ומדף הקרח סמית'. מדף הקרח מ'קלינטוק התנתק משנת 1963 עד 1966; מדף הקרח איילס התנתק ב-2005; ומדף הקרח מרקהאם התנתק ב-2008.

מדפי קרח באנטארקטיקה

מדפי הקרח באנרטקטיקה

ל-44 אחוזים מקו החוף האנטארקטי יש מדפי קרח המחוברים אליהם. שטחם הכולל הוא 1,541,700 קמ"ר. שני מדפי הקרח הגדולים ביותר הם מדף הקרח רוס (מסומן במפה בצבע אדום) ומדף הקרח רון-פילכנר (437,008 קמ"ר בצבע כחול). בנוסף יש עוד כ-50 מדפי קרח קטנים יותר. [1]

מדף הקרח רוס (Ross Ice Shelf) הוא מדף הקרח הגדול ביותר באנרטקטיקה. [2] שטחו נכון לשנת 2013 הוא 500,809 קילומטרים רבועים, ובעל רוחב של כ-800 קילומטרים - שטחו דומה לשטחה של ספרד (505 אלף קמ"ר).[3] העובי של הקרחון הוא כמה מאות מטרים. יש לו חזית קרח כמעט אנכית שפונה לים והיא באורך של 600 קילומטרים, והיא מתנשת לגובה נע בין 15 ל-60 מטרים מעך פני הים. עם זאת, 90% מהקרח הצף של הקרחון הוא מתחת לפני המים. הקרחון צף בתוך ומכסה חלק גדול של "ים רוס" Ross Sea.

מדף הקרח רון-פילכנר (Filchner–Ronne Ice Shelf) הוא בשטח של כ-430,000 קמ"ר, ובכך הוא מדף הקרח השני בגודלו באנטארקטיקה, אחרי מדף הקרח רוס. שטחו דומה לשטחה של עירק (438 אלף קמ"ר) .[4] עובי הקרח של מדף הקרח פילכנר-רון יכול להגיע ל-600 מטרים; עומק המים מתחתיו הוא כ-1400 מטרים בנקודה העמוקה ביותר.

מדף הקרח לארסן (Larsen Ice Shelf) הוא מדף קרח ארוך בחלק הצפון-מערבי של ים וודל , לאורך החוף המזרחי של אנטרקטיקה , ומכונה על שמו של קפטן Carl Anton Larsen. ביתר פריוט - מדף הקרח מורכב מסדרת של מדפי קרח (שחלקם כבר נעלמו). מצפון לדרום, מדפי הקרח מכונים לארסן A (הקטן ביותר) לארסן B, לארסן C (הגדול ביותר) מדרום קיימים מדפי קרח נוספים – לארסן D (קרחון ארוך), וכן מדפי קרח קטנים בהרבה – לארסן E, F ו-G. נכון לשנת 2017 לארסן C הוא מדף הקרח הרביעי בגודלו באנטארקטיקה. ובעל שטח של 44 אלף קילומטרים, כלומר בערך פי 2 משטחה של מדינת ישראל. [5]

מדפי קרח ברוסיה

Matusevich Ice Shelf היה מדף קרח בגודל 222 קילומטרים רבועים שהיה ממוקם ב-Severnaya Zemlya ואשר הוזן על ידי כמה מקיפות הקרח ב- October Revolution Island, ב-Karpinsky Ice Cap, וב-Rusanov Ice Cap, בשנת 2012 הוא הפסיק להתקיים.

שיבושים במדפי קרח

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב - המסת קרחונים ושלגים עקב שינוי אקלים

בעשורים האחרונים חוקרי קרחונים מדדו ירידה עקבית בהיקף מדפי הקרח בשל המסה, היבקעות והתפוררות מוחלטת של מספר מדפים.

מדף הקרח של האי אלסמיר בקנדה, הצטמצם בכ-90% במהלך המאה ה-20, וכך נותרו מדפי הקרח הנפרדים אלפרד ארנסט, איילס, מילנה, וורד האנט ומרקהאם. מדידה של מדפי קרח קנדיים בשנת 1986 גילתה כי 48 קמ"ר (3.3 קילומטרים מעוקבים) של קרח התנתקו ממדפי הקרח מילנה ואיילס בין השנים 1959 ו-1974. מדף הקרח איילס התנתק לחלוטין ב-13 באוגוסט 2005. מדף הקרח וורד האנט, הקטע הגדול ביותר של בנקיז עבה (יותר מ-10 מטרים) שנותרה לאורך קו החוף הצפוני של אלסמיר, איבד 600 קמ"ר של קרח בהיבקעות מסיבית בשנים 1961-1962. לאחר מכן איבד 27% מעוביו (13 מטרים) בין השנים 1967 ו-1999. בקיץ 2002, מדף הקרח וורד האנט חווה הינתקות משמעותית נוספת.

החלק הצפוני של קרחון הים הענק B-15 שהתפרק ממדף הקרח רוס

במרץ 2000 התפרקה ממדף הקרח רוס חתיכה ענקית המכונה קרחון B-15 . קרחון זה הוא הקרחון הימי הגדול ביותר המתועד בהיסטוריה בגודל 295X37 קילומטר, בעל שטח של 11,000 קילומטרים רבועים – גדול יותר מהאי ג'מייקה או בשטח דומה למחצית משטחה של ישראל. קרחון זה נשבר למספר קרחונים קטנים יותר שהגדול ביניהם מכונה B-15A. קרחון זה נדד צפונה לתוך הים בשנת 2003 והמשיך לנדוד מאז רחוק יותר ויותר מהקוטב תוך שהוא מתמוסס לאיטו למים. נכון לשנת 2018 חלקים מקרחון הים הענק ממשיכים להתמוסס ולשוט צפונה. [6]

בשנת 1973 נחנכה התוכנית הבינלאומית לחקר מדף הקרח פילכנר-רון.‏[1]

הינתקות הר קרח A-38 ממדף הקרח רון-פילכנר בשנת 1998. שטח הקרחון שניתק הוא 7,500 קמ"ר - כשליש משטחה של ישראל

באוקטובר 1998 ניתק הר הקרח A-38 ממדף הקרח פילכנר-רון. גודלו עמד על כ-‏50X150 ק"מ או 7,500 קמ"ר, (בערך שליש משטחה של ישראל). בהמשך נשבר הר הקרח בשלושה חלקים. התנתקות בסדר-גודל דומה שאירעה במאי 2000 יצרה הר קרח שכונה A-43, בגודל 167 על 32 ק"מ, או 5,300 קמ"ר. ב-12 ו-13 בינואר 2010 ניתק שטח גדול של קרח ים מעל מדף הקרח רון-פילכנר והתנפץ להרבה חלקים קטנים. האירוע נקלט בסדרת תמונות של ספקטרורדיומטר ההדמיה ברוזולוציה בינונית שעל לווייני נאס"א Aqua וTerra.‏[2]

תהליכי ההתפרקות של מדף הקרח לארסן היו לא רגילים בסטנדרטים מהעבר. באופן טיפוסי מדפי קרח מאבדים מסה בגלל חיתוכים של הרי קרח ובגלל תהליכי המסה בחלק העליון והתחתון שלהם. לפי מאמר שפורסם בירחון Journal of Climate בשנת 2006, חצי האי של תחנת Faraday התחמם ב-2.94 מעלות בין השנים 1951 ל-2004. קצב חימום מהיר בהרבה משאר יבשת אנטרקטיקה ומהיר יותר מקצב החימום העולמי. התחממות מקומית זו נגרמת בגלל התחממות העולמית מעשה ידי אדם, באמצעות חיזוק הרוחות שמקיפות את אנטרקטיקה. ‏[3]

בשנת 1995 התפרק ונעלם מדף הקרח לארסן A. ‏[4] בשנת 2002 נשבר חלק ממדף הקרח לארסן B. החלק שנשבר היה בשטח של 3,250 קמ"ר של קרח בעובי 220 מטרים, שטח הדומה למדינת רוד איילנד בארצות הברית.‏[5] מחקר שפורסם בשנת 2015 טען כי שאר מדף הקרח לארסן B יקרוס עד שנת 2020, בהתבסס על תצפיות של זרמים מהירים יותר והפיכת הקרחונים במקום לדקים יותר באיזור זה. ‏[6] לארסן B היה יציב למשך לפחות -10,000 השנים האחרונות מאז תקופת הקרח האחרונה. ‏[7] לעומת זאת לארסן A לא היה קיים במשך רוב התקופה הזו, ונוצר מחדש לפני כ-4,000 שנה.

לפי מדידות של לוויני רדאר, בין השנים 1992-2001 מדף הקרח לארסן C הפך דק יותר בשיעור של 0.27 עד 0.11 מטרים בשנה. סיכום דו"ח משנת 2004, היה כי למרות שמדף הקרח נראה יציב יחסית, המשך התחממות יכולה לגרום לשבירות במדף בעשור הקרוב. בנובמבר 2016 מדענים צילמו בקע גדל והולך לאורכו של מדף הקרח לארסן C, באורך של 110 קילומטרים ברוחב 91 מטרים ובעומק של 500 מטרים. עד דצמבר 2016 הבקע גדל ב-21 קילומטרים וחתיכת קרח בגודל 20 קילומטרים החזיקה את שאר הקרח במקום. התחזית היתה שבירה של 9-12% ממדף הקרח. ביוני 2017 התגלה סדק נוסף שהתרחב בקצב של 10 מטרים ביום ולאחר מכן האיץ. ביולי 2017 התנתק קרחון המכונה A-68 , בגודל 5,800 קמ"ר ממדף הקרח לארסן C. העומק שלו הוא יותר מ-200 מטרים ומשקלו מעל טריליון טונות. לקרחון זה אין השפעה מיידית על עליית פני הים. ההשפעה החשובה שלו היא בכך שהוא מפשר לקרחוני יבשה שנמצאי מאחוריו לזרום מהר יותר אל הים. אם קרחון לארסן C ימס כולו, מי הים בכל העולם יעלו בכ-10 ס"מ. [7]

בשנת 2019 התפרק קרחון המכונה D-28 ממדף הקרח של Amery Ice Shelf. שטח הקרחון שהתפרק היה 1,636 קמ"ר - פי שתיים משטחה של העיר ניו יורק. יש כוונה לנטר קרחון זה בגלל הסכנה שהוא מציב לנתיבי שייט. [8]

ייתכן שהתרחשויות אלה קשורות למגמות הדרמטיות של התחממות הקטבים, שהן חלק מההתחממות העולמית. בעניין זה מובילים הרעיונות של שבירת קרח מוגברת וכמו כן המסה מוגברת בעקבות מי אוקיינוס חמים אשר זורמים מתחת לקרח הצף.

המים הקרים שנוצרים מההמסה מתחת למדפי הקרח רוס ורון-פילכנר מהווים חלק מהמים המקיפים את אנטארקטיקה.

השפעת המסת מדפי קרח על מפלס מי הים

תיאור המנגנון של המסת מדף קרח וההשפעה שיש לכך על קצב הזרימה של קרחוני יבשתיים לים

המסת מדפי הקרח תורמת לעליית מפלס מי הים דרך שני תהליכים. המסת מדפי הקרח עצמם תורמת בצורה קטנה מאוד לעליית מפלס מי הים, אולם המסתם עלולה להאיץ את המסת יריעות הקרח הגדולות באנטרקטיקה, ובכך לתרום תרומה משמעותית לעליית מפלס מי הים.

קיימת השפעה מועטה על מפלס מי הים דרך המסת מדפי הקרח עצמם - מכיוון שמי ים צפופים בכ-2.6% ממים מתוקים ובנוסף העובדה שמדפי קרח הם למעשה חסרי מתיקות לחלוטין; התוצאה היא שנפח מי הים הדרוש כדי לתפוס את מקומו של מדף קרח צף, קטן במקצת מנפח המים המתוקים שהקרח הצף מכיל. לפיכך, כאשר מסה של קרח צף מומס, מפלס המים יעלה; עם זאת, השפעה זו מזערית במידה כזו שאם כל קרח הים ומדפי הקרח הצפים יימסו, מפלס המים יעלה בהתאם לכך בכ-4 ס"מ.

אולם, אם וכאשר מדפי קרח אלו יימסו במידה מספקת, הם לא יוכלו עוד להפריע לזרימת הקרחונים מן היבשה, וכך זרימת הקרחונים תואץ. מקור חדש זה של קרח יזרום אל הים ועלול לתרום לעליית מפלס מי הים. תהליך זה נכון גם ביחס לחלק הימי הצף של יריעות קרח וקרחונים שונים - החלק הימי של הקרחון צף על המים ומשקלו מאזן את משקל הקרח היבשתי, בדומה לאיזון של נדנדה או של "גשר שלוחה", כאשר חלק זה נמס הוא כבר לא מאזן את הצד השני וזה יכול לגלוש את הים בקצב מואץ (הסבר נוסף בתמונה המצורפת).

ראו גם

קישורים חיצוניים

  • ^ צעדים ראשונים לחקר תכסית הקרח האנטארקטית 6.2.1. Filchner-Ronne Ice Shelf Programmeתבנית:קישור שבור
  • ^ תמונות נאס"א NASA Imagesתבנית:קישור שבור
  • ^ Marshall, Gareth J.; Orr, Andrew; Van Lipzig, Nicole P. M.; King, John C. (2006). "The Impact of a Changing Southern Hemisphere Annular Mode on Antarctic Peninsula Summer Temperatures" (PDF). Journal of Climate. 19 (20): 5388–5404. doi:10.1175/JCLI3844.1.
  • ^ Fox, Douglas (2012). "Witness to an Antarctic Meltdown". Scientific American. 307 (1): 54–61. Bibcode:2012SciAm.307a..54F. doi:10.1038/scientificamerican0712-54. PMID 22779273.
  • ^ Hulbe, Christina (2002). "Larsen Ice Shelf 2002, warmest summer on record leads to disintegration". Portland State University.
  • ^ "NASA Study Shows Antarctica's Larsen B Ice Shelf Nearing Its Final Act" (Press release). NASA. 14 May 2015.
  • ^ "Ice Shelf disintegration threatens environment, Queen's study" (Press release). Kingston, Ontario: Queens University. 3 August 2005 – via American Association for the Advancement of Science's Eurekalert.