لماذا تحدث ظاهرة أنهار الثلج في بعض البلدان الباردة؟

تنتشر أنهار الثلج في البيئات التي تتميز بطقس بارد للغاية، وتبدأ في التشكل من بداية هطول الأمطار الجليدية، وحتى يصبح النهر متجمد بشكل كامل، وذلك في فضل الشتاء، فبعد أن تهطل الأمطار يبدأ الثلج في التراكم على الأنهار، ولتعرض كميات الثلج الكبيرة الموجودة على سطح الأنهار يبدأ الجليد في التكون بسبب درجات الحرارة المنخفضة جدًا، وتكون حركة المياه في هذه الأنهار بطيئة للغاية، مما يساعد على سرعة تكون الغطاء الجليدي، وتوجد هذه الأنهار على عدة أشكال، حيث تنحدر من قمم جبلية عالية، وكذلك توجد بالقطبين الشمالي والجنوبي، كالنهر الجنوبي المتجمد، ولا يمكن لحرارة الصيف أن تذيب هذه الكتل الجليدية الكبيرة، ومع حلول الشتاء مرة أخرى يبدأ الثلج في التراكم مرة أخرى مشكلاً طبقات، ويزيد سمك الغطاء الموجود على النهر، ويزيد الضغط على الكتل السفلية فتندمج مع بعضها وتتحرك ببطء بفعل وزنها، وفي هذا الموضوع نتحدث عن الجليد وبعض المعلومات عن كيفية تكونه وما هي أسباب تكون الأنهار الثلجية أو المثلجة؟

تعريف الجليد

الجليد هو حالة صلبة لمواد قد تكون سائلة أو غازية، وهذه الحالة الصلبة غير فلزية في شكل بلورات، والجليد يتكون عند وجود الماء في أجواء باردة جدًا، حيث يتحول الماء إلى جليد، ومع الوقت وتراكم الجليد تتكون أنهار الثلج وجبال متجمدة، وفي أغلب الأحيان يغطي الجليد أسطح البحيرات، وليس بالضرورة أن تتجمد البحيرة كاملة، وتؤكد بعض الحسابات أن حوالي 75 في المائة من الماء العذب الموجود على الكرة الأرضية موجود في شكل جليد، وهذا الجليد موزع على القارتين القطبيتين الشمالية والجنوبية وفي مناطق أخرى منتشرة في العالم.

معلومات عن الجليد

يعد الجليد من أهم العناصر المناخية والجيولوجية في الحياة، ويظن العلماء أن فهم سلوك الجليد هو أحد أهم الأمور التي يجب الاهتمام بها في الوقت الحالي للتنبؤ بمستقبل الكوكب الذي نعيش عليه، وكذلك يقوم العلماء بدراسة بيئات جليدية قاسية للغاية في القطب الجنوبي والشمالي للتعرف على سلوك بعض البيئات الموجود خارج الكوكب في كواكب ككوكب المشتري وغيره من الكواكب التي يتم دراستها باستمرار.

الجليد يوجد في كل مكان، فهو الغطاء الجليدي القطبي، والمكون الرئيسي للجبال الجليدية وكذلك أنهار الثلج ، وبالإضافة لوجوده في الأقمار والكواكب في النظام الشمسي. ويوجد حوالي 10 في المائة من مساحة المحيطات في حالة متجمدة، ونفس النسبة تقريبًا تغطي مساحات من اليابسة في مختلف أنحاء العالم.

ومن بعض أهم المعلومات عن الجليد أيضًا، أنه إلى الآن لم نتمكن من من كشف بعض المعلومات التي لا تزال مجهولة عن كيفية تكون الجليد والوقت الذي يتحول فيه الماء إلى هذه الحالة الصلبة، ورغم الأهمية الكبيرة للحاجة لكشف أسرار هذه العملية لفهم سلوك المناخ على الكوكب، فلا يمكن لأي أحد أن يتوقع مكان تكون الغيوم الجليدية في الغلاف الجوي، إلى الآن لم نعرف هل تتجمد المياه من السطح أولاً أم تتبلور القطرات من الداخل ثم بعد ذلك يتجمد السطح؟

بعد عدد من الدراسات التي أجريت مؤخرًا تؤكد أن غطاء الجليد الموجود في القطب الشمالي يتراجع بمعدل سريع جدًا، حيث تصل النسبة إلى 10 في المائة في كل عقد تقريبًا، كما أن مساحات أنهار الثلج والمساحات التي يغطيها الجليد في جرينلاند والقطب الجنوبي تتراجع كذلك بنسبة عالية.

الفرق بين الثلج والجليد

التكوين هو الشيء الوحيد الفارق بين الثلج والجليد، إذ تتسم بلورات الثلج المتجمدة بهشاشة تجعل من تكون الثلج أمرًا سهلاً للغاية، وكذلك تعتبر كرات الثلج عبارة عن مجموعة كبيرة من بلورات الثلج المتجمدة صغيرة الحجم، تجمعت في مكان واحد واندمجت في شكل الكرة أو أي أن كانت الأشكال الأخرى التي يأخذها الثلج.
بينما الجليد عبارة عن بلورات صلبة ومتماسكة بقوة، ولا يتشكل بسهولة كالثلج وذلك لصلابته العالية، والفرق بين الثلج والجليد عند التشكل يعتمد أيضًا على المناخ والظروف الجوية في المقام الأول، وهناك فرق واضح كذلك بين الثلج والجليد، وهو أن الإنسان يمكنه صنع الجليد ولكن لا يستطيع بل ومن المستحيل أن يتمكن من صنع الثلج، لأن ذلك لا يتم إلا من خلال الأمطار الثلجية الطبيعة التي تهطل من السحب في ظروف مناخية باردة نوعًا ما.

الأنهار الجليدية

أنهار الجليد أو أنهار الثلج هي ظاهرة طبيعية تحدث بسبب تراكم الثلج في درجات حرارة منخفضة جدّا، ومن المعروف أن الجليد يطفو فوق سطح الماء، وكانت الحياة على سطح الأرض ستكون أغرب ما يكون إذا كان الثلج يغرق في أعماق المياه، والجليد في الأنهار مختلف بسبب حركة الماء الدائمة ولا يمكن أن تتكون طبقات جليدية فقط كما يحدث في البحيرات، فما الذي يساعد في تكون أنهار الثلج في المناطق الباردة؟

نمو وتشكل بلورات الثلج

بعد هطول الأمطار الثلجية، وفي المرحلة الأولى من تشكيل أنهار الثلج، تبدأ البلورات في التشكل والنمو، ومع حركة الماء المستمرة، يقطع الماء تكون كريستالات الثلج واندماجها مع بعضها، ولكن بدلاً من ذلك، يتكون مزيج من الماء وبلورات الثلج، وتسمى هذه البلورات باسم فرازيل (Frazil)، ويطلق على هذا الخليط من البلورات والماء اسم ثلج فرازيل، وهو شكل من أشكال الثلج في المراحل الأولى لتكون أنهار الثلج .

انخفاض درجات الحرارة وتكون ألواح الثلج

مع انخفاض درجات الحرارة يبدأ الفرازيل في التجمع ثم بعد وقت قليل يتجمد، وتتشكل ألواح جليدية يطلق عليها أيضًا الفطيرة الجليدية أو مقالي الفرازيل، وتكون هذه الألواح دائرية ولها حواف قد تكون قد تكونت نتيجة الاصطدام بألواح جليدية أخرى بشكل متكرر، وعادة ما يفصل ثلج الفرازيل بين هذه الألواح.

تكون الجليد الصلب على أطراف النهر

يبدأ الجليد الصلب عادة في التكون على حواف أنهار الثلج، حيث أن حركة المياه على الأطراف أقل بكثير من مركز النهر، فيتمكن الجليد من التشكل بكل سهولة، وكذلك فإن درجات الحرارة عند المياه الضحلة الموجودة بالقرب من حواف الأنهار تهبط بسرعة عالية في الليالي شديدة البرودة، كل هذه العوامل تساعد في تكون جليد على طول حواف الأنهار، وهي حالة يشار إليها باسم حدود الثلج أو ثلج الشاطئ، وقد يستمر الجليد الموجود على الأطراف في النمو تدريجيًا نحو مركز النهر حتى يتجمد النهر كليًا.

بداية تجمد أنهار الثلج

في المناطق شديدة البرودة كالقطب الجنوبي، يبدأ ثلج الفرازيل في التجمع في وسط النهر والتجمد بسرعة كبيرة حتى يغطي مركز النهر كله مرة واحدة، وفي بعض الأحيان هذه الكتل الكبيرة من الجليد، وهي شبه صلبة في البداية، قد تحد من تدفق المياه ويبدأ الجليد في الترابط ويتكون في جميع أجزاء النهر.

تكون الطبقة الجليدية على النهر

بعد تجمد النهر سواء كان ذلك عن طريق تجمد الأطراف أولاً أو تجمد الفرازيل في المركز، عندما يتم تغطية النهر بالكامل بطبقة من الجليد، يشار إلى هذه الطبقة بالغطاء الجليدي، ومع استمرار الطقس البارد يصبح الغطاء أكثر سمكًا مع الوقت، وعلى خلاف الجليد المتكون على البحيرات، إذا كان سمك الغطاء الجليدي للنهر متساوي في بعض الأماكن الآمنة والتي يمكن السير عليها، إلا أن الغطاء يحتوي على بقع رقيقة أيضًا.

وتحت الجليد يستمر النهر في التدفق، ويكون الماء تحت الغطاء الجليدي أكثر دفئًا، وعند اندفاع الماء الدافع نحو بقع من الغطاء، فإن المكان الذي يندفع فيه الماء لا يتجمد بنفس السرعة التي تتجمد بها بقع أخرى.