What's hidden under the Greenland ice sheet? | Kristin Poinar

Translator: Nima Pourreza Reviewer: sadegh zabihi

When was I was 21 years old,

وقتی ۲۱ سالم بود،

I had all this physics homework.

تکالیف فیزیک‌ام را داشتم.

Physics homework requires taking breaks,

تکالیف فیزیک هرچندی نیاز به استراحت کوتاه داشتند،

and Wikipedia was relatively new, so I took a lot of breaks there.

آن زمان ویکیپدیا جدید بود و من زمان زیادی از استراحتم را در آن‌جا می‌گذراندم.

I kept going back to the same articles,

مقاله‌های یکسانی را

reading them again and again,

مدام و مدام می‌خواندم،

on glaciers, Antarctica and Greenland.

در مورد یخچال‌های طبیعی، قطب جنوب و گرینلند.

How cool would it be to visit these places

بازدید از این مکان‌ها چقدر می‌توانست جالب باشد

and what would it take to do so?

و چه چیزی می‌توانست ما را به آنجا برساند؟

Well, here we are

خب، ما اینجا در حال

on a repurposed Air Force cargo plane

پرواز بر روی صفحه یخی گرینلند

operated by NASA

با استفاده از هواپیمای چند منظوره

flying over the Greenland ice sheet.

ناسا هستیم.

There's a lot to see here,

چیزهای زیادی برای دیدن آن‌جاست،

but there's more that is hidden,

اما بیشترشان مخفی

waiting to be uncovered.

و در انتظار برای کشف شدن هستند.

What the Wikipedia articles didn't tell me

چیزی که مقاله‌های ویکیپدیا به من نگفت

is that there's liquid water hidden inside the ice sheet,

این بود که زیر آن صفحه‌های یخی آب مایع پنهان شده است،

because we didn't know that yet.

زیرا آن زمان هنوز این را نمی‌دانستیم.

I did learn on Wikipedia that the Greenland ice sheet is huge,

من از ویکیپدیا آموختم که صفحه یخی گرینلند

the size of Mexico,

به اندازه مکزیک بزرگ است،

and its ice from top to bottom is two miles thick.

و ضخامت آن از بالا تا پایینش حدود ۳ کیلومتر است.

But it's not just static.

اما فقط در مورد آمار و ارقام نبود.

The ice flows like a river downhill towards the ocean.

یخ همچون رودی به سمت اقیانوس در جریان بود.

As it flows around bends,

در مسیر حرکتش خم می‌شود،

it deforms and cracks.

ترک بر می‌دارد و تغییر شکل می‌دهد.

I get to study these amazing ice dynamics,

من باید در مورد این تحرکات شگفت‌انگیز یخی مطالعه می‌کردم

which are located in one of the most remote physical environments

که در یکی از دورافتاده‌ترین محیط‌های فیزیکی

remaining on earth.

باقی‌مانده بر روی زمین قرار داشت.

To work in glaciology right now is like getting in on the ground floor

امروزه کار بر روی یخچال‌های طبیعی

همانند کار با فیسبوک در روزهای اولیه آن در دهه ۲۰۰۰ است.

at Facebook in the 2000s.

(Laughter)

(خنده)

Our capability to fly airplanes and satellites over the ice sheets

قابلیت ما در پرواز هواپیماها و ماهواره‌ها بر روی صفحه‌های یخی

is revolutionizing glaciology.

انقلابی در علم یخچال شناسی بود.

It's just starting to do for science

ماهواره‌ها کاری برای علم می‌کنند

what the smartphone has done for social media.

که گوشی‌های هوشمند برای شبکه‌های اجتماعی کردند.

The satellites are reporting a wealth of observations

ماهواره‌ها گزارش‌های ارزشمندی می‌فرستند

that are revealing new hidden facts about the ice sheets continuously.

که مدام حقایق جدید پنهانی در مورد صفحه‌های یخی را افشا می‌کنند.

For instance, we have observations of the size of the Greenland ice sheet

برای مثال، ما هر ماه گزارش‌هایی از اندازه صفحه

every month going back to 2002.

یخی گرینلند از سال ۲۰۰۲ داریم.

You can look towards the bottom of the screen here

می‌توانید زیر صفحه، ماه و سال

to see the month and the year go forward.

داده‌ها را جلوتر که می‌روند ببینید.

You can see that some areas of the ice sheet melt

می‌توانید ببینید بخشی از مناطق صفحه یخی

or lose ice in the summer.

در تابستان ذوب و یا از دست می‌روند.

Other areas experience snowfall

مناطق دیگری نیز در زمستان

or gain ice back in the winter.

بارش برف و یا برگشت یخ دارند.

This seasonal cycle, though, is eclipsed by an overall rate of mass loss

این دوره‌های فصلی، با این نرخ از میزان از دست رفت

that would have stunned a glaciologist 50 years ago.

پنجاه سال پیش می‌توانست یک یخچال‌شناس را متحیر بکند.

We never thought that an ice sheet could lose mass into the ocean this quickly.

هیچ وقت ما تصور این که یک صفحه یخی بتواند با این سرعت یخ از دست بدهد را نداشتیم.

Since these measurements began in 2002,

از زمانی که اندازه‌گیری‌های ما از سال ۲۰۰۲ آغاز شد،

the ice sheet has lost so much ice

صفحه یخی به اندازه‌ای یخ از دست داد

that if that water were piled up on our smallest continent,

که اگر آب ذوب شده در قاره کوچکی جمع می‌شد

it would drown Australia knee-deep.

می‌توانست استرالیا را تا زانو زیر آب ببرد.

How is this possible?

چطور این ممکن است؟

Well, under the ice lies the bedrock.

خب، زیر یخ‌ها سنگ بسترها قرار دارند.

We used radar to image the hills, valleys, mountains and depressions

ما از رادار برای نقشه برداری از تپه‌ها، دره‌ها، کوه‌ها و فرورفتگی‌هایی

that the ice flows over.

که یخ بر روی آن‌ها جاری می‌شود استفاده کردیم.

Hidden under the ice sheet are channels the size of the Grand Canyon

زیر صفحه یخی کانال‌های به اندازه دره گرند کنیون است

that funnel ice and water off of Greenland and into the ocean.

که یخ و آب را از گرینلند به اقیانوس هدایت می‌کند.

The reason that radar can reveal the bedrock

دلیل اینکه رادار می‌تواند سنگ بستر را تشخیص دهد

is that ice is entirely transparent to radar.

این است که یخ کاملاً بر روی امواج رادار بی‌تاثیر است.

You can do an experiment.

می‌توانید یک آزمایشی بکنید.

Go home and put an ice cube in the microwave.

در خانه تکه یخی را در مایکروفر بگذارید.

It won't melt,

ذوب نخواهد شد.

because microwaves, or radar,

چون امواج با طول موج ریز، یا رادارها

pass straight through the ice without interacting.

بدون هیچ واکنشی از یخ عبور می‌کنند.

If you want to melt your ice cube, you have to get it wet,

اگر می‌خواهید یخ را ذوب کنید باید خیسش کنید،

because water heats up easily in the microwave.

چون آب در مایکروفر به سادگی گرما می‌گیرد.

That's the whole principle the microwave oven is designed around.

این قاعده کلی در مایکروفرهای طراحی شده اطراف‌مان است

Radar can see water.

رادار می‌تواند آب را ببیند.

And radar has revealed a vast pool of liquid water

و رادار یک استخر عظیمی از آب مایع

hidden under my colleague Olivia,

پنهان شده زیر همکارم اُلیویا

seven stories beneath her feet.

به اندازه‌ی هفت طبقه زیر پایش را افشا کرد.

Here, she's used a pump

او اینجا از پمپی برای

to bring some of that water back to the ice sheet's surface.

برگرداندن آب به سطح صفحه یخی استفاده می‌کند.

Just six years ago, we had no idea this glacier aquifer existed.

همین شش سال پیش، هیچ اطلاعی از حضور این آبخوان‌های یخچالی نداشتیم.

The aquifer formed

آبخوان وقتی به وجود می‌آید

when snow melts in the summer sun

که برف زیر نور خورشید آب شده

and trickles downward.

و به سطوح زیرین نفوذ می‌کند.

It puddles up in huge pools.

در استخرهای عظیمی جمع می‌شود.

From there, the snow acts as an igloo,

و برف‌های بالایی همانند خانه اسکیموها عمل کرده

insulating this water from the cold and the wind above.

و مانع نفوذ سرما و باد به این آب‌ها می‌شوند.

So the water can stay hidden in the ice sheet

بدین ترتیب آب می‌تواند زیر صفحه یخی

in liquid form year after year.

برای سال‌ها به صورت مایع پنهان بماند.

The question is, what happens next?

سوال اینجاست که، بعداً چه اتفاقی برای آن‌ها می‌اُفتد؟

Does the water stay there forever?

آیا آن آب برای همیشه آنجا باقی می‌ماند؟

It could.

می‌تواند.

Or does it find a way out to reach the global ocean?

یا راهی برای اقیانوس پیدا می‌کند؟

One possible way for the water to reach the bedrock

یک راه ممکن برای رسیدن آب به سنگ بستر

and from there the ocean

و ایجاد اقیانوس در آنجا،

is a crevasse, or a crack in the ice.

شکافت‌های صفحه یخی است.

When cracks fill with water,

وقتی شکافت‌ها با آب پر می‌شوند،

the weight of the water forces them deeper and deeper.

وزن آب آن‌ها را مجبور به عمیق‌تر شدن می‌کند.

This is how fracking works

این مثل همان شیوه در استحصال

to extract natural gas from deep within the earth.

از چاه‌های گازی زیر زمین است.

Pressurized fluids fracture rocks.

آب تحت فشار صخره‌ها را می‌شکافد.

All it takes is a crack to get started.

همه این فرآیند از یک شکاف کوچک آغاز می‌شود.

Well, we recently discovered

خب، ما اخیراً متوجه شدیم

that there are cracks available in the Greenland ice sheet

که شکاف‌هایی در صفحه یخی گرینلند

نزدیک این آبخوانهای یخچالی وجود دارند.

near this glacier aquifer.

You can fly over most of the Greenland ice sheet

شما می‌توانید بالای اکثر صفحه یخی گرینلند در پرواز باشید

and see nothing,

و هیچ چیزی نبینید.

no cracks, no features on the surface,

هیچ شکاف و پستی و بلندی بر روی سطح آن،

but as this helicopter flies towards the coast,

اما هرچه بالگرد به ساحل نزدیک‌تر می‌شود،

the path that water would take on its quest to flow downhill,

مسیری که آب برای جاری شدن به پائین دست‌ها طی می‌کند

one crack appears,

شکافی را نمایان‌تر می‌کند،

then another and another.

و شکاف‌های بعدی همینطور.

Are these cracks filled with liquid water?

آیا این شکافت‌ها از آب مایع پر شده‌اند؟

And if so, how deep do they take that water?

و اگر چنین است، عمق آب آن‌ها چقدر است؟

Can they take it to the bedrock

آیا تا سنگ بستر

and the ocean?

و اقیانوس می‌رسد؟

To answer these questions,

برای پاسخ به این سوالات،

we need something beyond remote sensing data.

ما به چیزی فراتر از داده‌های رادار نیازمندیم.

We need numeric models.

ما به مدل‌‌های محاسباتی نیازمندیم.

من مدل‌های محاسباتی را نوشته‌ام که روی ابر رایانه‌ها اجرا می‌شوند.

I write numeric models that run on supercomputers.

A numeric model is simply a set of equations

مدل‌های محاسباتی مجموعه‌ای از معادلاتی هستند

that works together to describe something.

که کنار یکدیگر پدیده‌ای را توصیف می‌کنند.

It can be as simple as the next number in a sequence --

می‌تواند به سادگی محاسبه ادامه دنباله‌های عددی

one, three, five, seven --

مثل عدد بعدی در سری ۱ , ۳ , ۵ , ۷ --

or it can be a more complex set of equations

یا می‌تواند مجموعه معادلاتی پیچیده‌تر باشد

that predict the future

که می‌تواند آینده پدیده‌ای

based on known conditions in the present.

را بر پایه شرایط فعلی محاسبه کند.

In our case, what are the equations for how ice cracks?

در مورد پدیده ما، معادلات برای توصیف نحوه کار شکافت‌های یخی چیست؟

Well, engineers already have a very good understanding

مهندسان هم اکنون دانش خوبی از درک

of how aluminum, steel and plastics fracture under stress.

نحوه شکست آلومینویم، فولاد و پلاستیک زیر فشار دارند.

It's an important problem in our society.

شکستن یکی از مهم‌ترین مشکلات جامعه ماست.

And it turns out that the engineering equations

و معلوم شد که معادلات مهندسی

for how materials fracture

برای توجیه شکستن مواد

are not that different from my physics homework.

تفاوتی با تکالیف فیزیکی که داشتم نمی‌کرد.

So I borrowed them, adapted them for ice,

پس آن‌ها را برداشتم و بر روی یخ اعمال کردم

and then I had a numeric model for how a crevasse can fracture

و بعد مدل محاسباتی از نحوه شکافتن این شکافت‌های یخی

when filled with water from the aquifer.

وقتی که با آب آبخوان‌ها پر می‌شدند، داشتم.

This is the power of math.

این قدرت ریاضیات است،

It can help us understand real processes in our world.

می‌تواند در فهمیدن فرآیند‌های واقعی جهان کمک‌مان کند.

I'll show you now the results of my numeric model,

نتایج مدل‌های محاسباتی‌ام را به شما نشان خواهم داد،

but first I should point out

اما در ابتدا باید بفهمم

that the crevasse is about a thousand times narrower than it is deep,

چرا در شکافت‌های یخی عرض‌شان از عمق‌شان هزاران برابر کوچکتر است،

so in the main panel here,

در قسمت بزرگ صفحه،

we've zoomed in to better see the details.

ما بر روی دیدن جزئیات تمرکز کردیم.

You can look to the smaller panel on the right

و در قسمت کوچک‌تر در سمت راست صفحه

to see the true scale for how tall and skinny the crevasse is.

می‌توانید مقیاس واقعی از عمق و نازکی شکافت یخی را ببینید.

As the aquifer water flows into the crevasse,

هرچه آب در آبخوان به سمت شکافت‌های یخی جاری می‌شود،

some of it refreezes in the negative 15 degree Celsius ice.

مقداری از آب در دمای منفی ۱۵ درجه سانتیگراد یخ می‌بندد.

That's about as cold as your kitchen freezer.

به همان سردی فریزر آشپزخانه‌تان.

But this loss can be overcome

اما این یخ زدگی می‌تواند جبران شود

if the flow rate in from the glacier aquifer is high enough.

اگر نرخ جریان یافتن آب آبخوان یخی به اندازه‌ کافی بالا باشد.

In our case, it is,

در مورد شبیه سازی ما، همین طور است،

and the aquifer water drives the crevasse all the way to the base of the ice sheet

و آب آبخوان شکافت یخی را تا بستر صفحه یخی می‌شکافد

a thousand meters below.

هزاران متر پایین‌تر.

From there, it has a clear path to reach the ocean.

از این عمق، مسیر راحتی برای رسیدن به اقیانوس دارد.

So the aquifer water is a part

پس، آب آبخوان‌ها قسمتی

of the three millimeters per year of sea level rise

از پدیده افزایش سه میلیمتر در سال سطح آب اقیانوس‌هاست

that we experience as a global society.

که ما به عنوان یک جامعه جهانی تجربه‌اش می‌کنیم.

But there's more:

اما به همین‌جا ختم نمی‌شود:

the aquifer water might be punching above its weight.

آب آبخوان شاید منجر به اتفاقاتی بزرگ‌تر که انتظارش را نداریم شود.

The ice flows in complex ways.

یخ به طریقی پیچیده جاری می‌شود.

In some places, the ice flows very fast.

در برخی جاها یخ به‌شدت سریع جاری می‌شود.

There tends to be water at the base of the ice sheet here.

در این نقاط انتظار وجود آب زیادی زیر صفحه یخی داریم.

In other places, not so fast.

در جاهای دیگر نه به این اندازه سریع.

Usually, there's not water present at the base there.

معمولاً آبی زیر این صفحه‌ها نیست.

Now that we know the aquifer water is getting to the base of the ice sheet,

حالا می‌دانیم که آب آبخوان‌ها به سمت صفحات زیرین صفحه یخی جاری می‌شود،

the next question is:

سوالی بعدی این است که:

Is it making the ice itself flow faster into the ocean?

آیا این باعث می‌شود یخ‌ها سریعتر به سمت اقیانوس جاری شوند؟

We're trying to uncover these mysteries hidden inside the Greenland ice sheet

ما سعی می‌کنیم پرده از اسرار پنهان صفحه یخی گرینلند برداریم

so that we can better plan for the sea level rise it holds.

بدین طریق می‌توانیم برنامه‌های بهتری برای بحران افزایش سطح آب دریاها داشته باشیم.

The amount of ice that Greenland has lost since 2002

مقدار آبی که صفحه یخی گرینلند از سال ۲۰۰۲ از دست داده

is just a small fraction of what that ice sheet holds.

مقدار کمی از آن‌چیزی است که صفحه یخی در خود دارد.

Ice sheets are immense, powerful machines that operate on long timescales.

صفحه‌های یخی ماشین‌های قدرتمند و عظیمی‌اند که از زمان‌های طولانی مشغول به کارند.

In the next 80 years, global sea levels will rise at least 20 centimeters,

در ۸۰ سال بعدی، سطح آب دریاها حداقل ۲۰ سانتی‌متر افزایش خواهد داشت.

perhaps as much as one meter,

شاید تا یک متر نیز برسد،

and maybe more.

یا حتی بیشتر.

Our understanding of future sea level rise is good,

دانش ما از آینده سطح آب دریاها خوب است،

but our projections have a wide range.

ولی پیش‌بینی‌های ما هنوز ثبات ندارند.

It's our role as glaciologists and scientists

این وظیفه ما به عنوان محقق یخچال‌شناس است

to narrow these uncertainties.

که به این پیش‌بینی‌ها قطعیت بدهیم:

How much sea level rise is coming,

چقدر آب سطح دریاها در حال افزایش است؟

and how fast will it get here?

و سرعت وقوع آن چقدر است؟

We need to know how much and how fast,

ما باید به این سوالات در مورد سرعت و مقدار افزایش سطح آب دریاها پاسخ دهیم

so the world and its communities can plan for the sea level rise that's coming.

تا بدین ترتیب جهان و جوامع آن برای افزایش سطح آب دریاها برنامه داشته باشند.

Thank you.

متشکرم.

(Applause)

(تشویق)