تعتمد الحياة على الأرض في العديد من النواحي على الجليد، فهو يوفر معظم إمدادات المياه العذبة في العالم، يبقي مستويات البحار في العالم من الارتفاع إلى مستويات كارثية، كما يعطينا بيانات حيوية عن ماضي ومستقبل المناخ، وفيما يلي بعض الحقائق المثيرة للاهتمام حول الجليد، سواء على كوكبنا أو خارجه.
إذا أردنا التحدث عن الجليد على الأرض، فإن ما نتحدث عنه بالمجمل هو الغلاف الجليدي (cryosphere) – والذي تشير إليه إدارة دراسة المحيطات والغلاف الجوي الوطنية باسم “الجزء المائي المجمد من نظام الأرض- وتأتي كلمة (cryo) من الكلمة اليونانية التي تعني بارد، والتي تُكتب (kryos)، وهذا الغلاف يشمل جميع أنواع المياه المجمدة، بالإضافة إلى التربة الصقيعية، والتي تتكون من تربة تعرضت لدرجة حرارة تصل إلى ما دون الصفر لفترات طويلة من الوقت، ولكن ليس بالضرورة أن تحتوي على أي ماء.
قد يكون الجليد والماء السائل مصنوعين من ذات الجزيئات، ولكن تلك الجزيئات ترتب نفسها بطرق مختلفة اعتماداً على ما إذا كانت في حالة سائلة أم صلبة، ففي الماء السائل، تكون الجزيئات قادرة على ملء الثغرات والاقتراب من بعضها أكثر مما لو كانت في الحالة المنتشرة التي تتطلبها البنية البلورية للجليد، وهذا يجعل الجليد أقل كثافة، وبالتالي أكثر قدرة على أن يطفو على سطح الماء، أو على الأقل هذا ما يحدث عادة، فالجليد المائي الثقيل (الذي تمتلك ذرات الهيدروجين فيه البروتون والنيوترون، بدلاً من مجرد امتلاكها للبروتون فقط كما هو الحال في الهيدروجين العادي) يغرق، وقد يحدث هذا لأن جزيئات الماء نفسها تصبح أثقل لأن ذرات الهيدروجين تكون أثقل، ولأن الهيدروجين يشكل روابط أقوى.
يمكن للعواصف الثلجية أن تكون مميتة، وإليكم هنا كيفية حدوثها: يدخل الثلج إلى طبقة دافئة من الغلاف الجوي ويذوب ليتحول إلى قطرات مطر، ثم يمر من خلال طبقة باردة من الهواء، وعلى الرغم من أن قطرات المطر لا يكون لديها الوقت لتتجمد مرة ثانية مع مرورها خلال هذه الطبقة الباردة الرقيقة، إلّا أنها عندما تصل أخيراً لسطح بارد، فإنها تتحول فوراً إلى جليد.
والنتيجة هي، تشكل طبقة سميكة من الجليد الذي يحول الأرصفة والطرقات إلى حلبات للتزلج، مما يجعل القيادة والمشي في غاية الخطورة، ومع تزايد سماكة الجليد على خطوط الكهرباء والأشجار، يمكن لوزنه أن يؤدي إلى انقطاع الكابلات والإضرار بفروع الأشجار، مما يؤدي إلى حدوث انقطاع في التيار الكهربائي على نطاق واسع، وتحويل أغصان الأشجار إلى أخطار داهمة من المتساقطات القاتلة، ولكن الآن بدأ العلماء بإنتاج نماذج يمكن أن تساعد في معرفة المكان الذي يمكن أن تضربه مثل هذه العواصف في المستقبل.
يتكون الثلج الجاف من ثاني أكسيد الكربون المتجمد، والذي يمكن أن يغيّر من حالته الصلبة إلى الحالة الغازية في درجة حرارة الغرفة والضغط دون أن يمر بالحالة السائلة، كما أن الثلج الجاف مفيد جداً في حفظ الأشياء باردة لأنه يجمدها في درجة تصل إلى -109.3 درجة فهرنهايت، وبطبيعة الحال، فإنه وسيلة رائعة لإنتاج مشهد مسرحي مخصص للمنازل المسكونة.
يعتبر الغطاء الجليدي في غرينلاند ثاني أكبر كتلة جليدية على الأرض بعد الغطاء الجليدي في القطب الجنوبي، وهو يحتوي على كمية كافية من الماء لرفع مستويات المحيطات بما لا يقل عن 20 قدماً، ولكن معدل ذوبان الغطاء الجليدي في غرينلاند يتسارع، فوفقاً لدراسة نشرت في وقت سابق من هذا العام في مجلة (Nature Climate Change)، فإن الغطاء الجليدي يفقد الآن حوالي 8000 طن في الثانية الواحدة، ولذلك يقوم العلماء بدراسة الغطاء الجليدي في غرينلاند لتوثيق سلوكاته الماضية على أمل الحصول على فهم أفضل للكيفية التي سيستجيب فيها لتغير المناخ.
يتكون الضوء الأبيض من العديد من الألون التي تشكل قوس قزح، ولكل منها طول موجي مختلف، لذلك، فعندما يتراكم الثلج على قمة جبل جليدي، فإن فقاعات الهواء في الثلج تنضغط وتبدأ بامتصاص الضوء بدلاً من أن ينعكس عن طريق الفقاعات وبلورات الثلج الصغيرة، وهنا يحدث السحر، حيث يتم امتصاص الموجات اللونية الطويلة، مثل الأحمر والأصفر، من قبل الجليد، في حين أن الموجات الأقصر من اللون، مثل الأزرق والأخضر، تنعكس، وهذا هو السبب الذي يجعل الجبال الجليدية والأنهار الجليدية غالباً ما تظهر بلون أخضر مزرق.
نحن نميل إلى التفكير بالعصر الجليدي كما لو كان واحداً فقط، ولكن في الواقع، كان هناك العديد من العصور الجليدية الأخرى قبل وصول البشر إلى الساحة، وكانت معظمها شديداً جداً، وفي بعض الحالات أدت هذه العصور إلى تجمد الكوكب بأسره على الأرجح، وهو ما يسميه العلماء “كرة ثلج الأرض”، وتشير بعض النظريات إلى أن بعض العصور الجليدية نتجت عن تطور أشكال الحياة الجديدة – النباتات وكل الكائنات الحية وحيدة الخلية ومتعددة الخلية – التي غيرت من تركيزات الكربون والأوكسجين في الغلاف الجوي بالطريقة ذاتها التي تغيّر منها حالياً ظاهرة الاحتباس الحراري.
إن ذوبان الأنهار الجليدية لا يعتبر مشكلة بالنسبة للأنهار الجليدية وحسب، لأن فقدان كل ذلك الجليد يؤثر على دورة المياه العالمية وقد يكون له تأثير كبير على إمدادات المياه ونوعيتها وتوليد الطاقة وحالات الطقس الغريبة، وتلك المشكلة قد بدأت بالفعل في بعض الأماكن، مثل منطقة جبال الأنديز في أمريكا الجنوبية وجبال الهيمالايا.
يعتبر عنصرا الهيدروجين والأكسجين، المطلوبين لتشكل المياه، متوفرين بكثرة في نظامنا الشمسي، ولكن كل كوكب في النظام الشمسي يمتلك كميات مختلفة من الماء اعتماداً على قربه من الشمس، فالكواكب الأبعد عن الشمس، مثل المشتري وزحل، تمتلك كميات أكثر بكثير من المياه من الكواكب التي تقع في مكان أقرب إلى الشمس، مثل الأرض وعطارد والمريخ، حيث تصعّب درجات الحرارة المرتفعة تكوين جزيئات الماء.
من جهة ثانية، تمتلك الكواكب في النظام الشمسي الخارجي عدة أقمار جليدية، وأكثرها إثارة للاهتمام هو أوروبا، الذي تغطيه طبقة من الجليد تصل سماكتها إلى عدة كيلومترات، كما أن سطحه الجليدي يحتوي على أنماط معقدة من الشقوق والتلال، ومن المرجح أن السبب وراء ذلك هو المد والجزر الحاصل في المحيط الذي يقع تحت سطحه، وقد أدت وفرة مياه أوروبا لجعل العلماء يفكرون فيما إذا كان قادراً على دعم الحياة.
يمتلك إنسيلادوس، وهو أحد أقمار زحل، ميزة غريبة أخرى، حيث تحتوي منطقته القطبية الجنوبية على “براكين جليدية”، وهو نوع غريب من المراجل الحارة التي تنفث الجليد بدلاً من الحمم البركانية، وهذا الأمر يحدث عندما يسخن الجليد الذي يوجد على أعماق كبيرة تحت السطح ويتحول إلى بخار ثم يثور نحو الغلاف الجوي للقمر البارد على شكل جسيمات جليدية.
تشير البيانات القادمة من الأقمار الصناعية بأن المريخ يحتوي على مخازن جليد (سواء الثلج الجاف أو المياه المجمدة) في القمم الجليدية القطبية والجليد والتربة الصقيعية، فضلاً عن حفنة من الأنهار الجليدية، وهذه الاحتياطيات من الجليد قد تحمل الأدلة لإنهاء الجدل الطويل حول ما إذا كان الكوكب الأحمر قادراً على دعم الحياة.
حتى وقت قريب، كان يعتقد بأن درجات الحرارة المنخفضة للغاية والغلاف الجوي الرقيق للكوكب منع المياه من التواجد في حالته السائلة، ولكن في عام 2015، أعلن علماء وكالة ناسا عن وجود أدلة دامغة على أن المياه المالحة لا تزال موجودة على سطح المريخ، أو على الأقل في بعض الأحيان، وعلى الرغم من أن المكان الذي تأتي منه هذه المياه لا يزال لغزاً، إلّا أن إحدى النظريات تشير إلى أن ذوبان الجليد تحت سطح الكوكب هو مصدر هذه المياه.
من جبال الأنديز إلى جبال الألب، وفرت البقايا البشرية المجمدة لنا لمحات رائعة عن الكيفية التي كان يعيش فيها الأشخاص قبل مئات وآلاف السنين، وأحد أكثر المومياوات حفظاً هي لمراهقة من الإنكا تعرف باسم (لا دونسيلا)، أو البكر، التي تم تركها مع طفلين صغيرين كقرابين دينية بالقرب من القمة الباردة لبركان في الأرجنتين منذ أكثر من 500 سنة، كما يوجد عينة أخرى أقدم من ذلك بكثير تعرف باسم (أوتزي)، أو رجل الثلج، الذي اكتشف في جبال الألب بالقرب من حدود النمسا وإيطاليا في عام 1991، وقد قُدّر بأن يكون عمر الجثة حوالي 5300 عاماً.