أتاح تحليل التكوينات الجليدية الكبيرة حساب الأحمال على السفن والهياكل البحرية
في العقود الأخيرة، تعمل بلادنا بنشاط على تطوير طريق بحر الشمال وتطوير إنتاج النفط والغاز على رف بحر القطب الشمالي وبحر الشرق الأقصى. تعتبر تشكيلات التلال الكبيرة (الربوات والتلال) من المشاكل التي يواجهها المختصون عند تنفيذ مثل هذه المشاريع. وهي عبارة عن أكوام من الجليد المنجرفة، والتي عند اصطدامها بالهياكل والسفن البحرية، يمكن أن تلحق بها أضرارًا جسيمة. على عكس الجبال الجليدية، التي تنفصل عن الأنهار الجليدية في كتلة واحدة، يتم تشكيل الروابي مباشرة في البحار من شظايا الجليد الفردية، والتي تشكل طبقة متجانسة متينة عند تجميدها. وهي موجودة في جميع المياه المتجمدة وبالكاد يمكن ملاحظتها من على السطح، مما يجعلها خطيرة للغاية. لإنشاء هياكل مقاومة للتأثيرات من الروابي، من المهم معرفة كيفية تنظيم هذه التكوينات الجليدية ومدى قوتها. درس علماء من معهد أبحاث القطب الشمالي والقطب الجنوبي (سانت بطرسبرغ)، وجامعة ولاية سانت بطرسبرغ (سانت بطرسبرغ) ومركز علوم القطب الشمالي (موسكو) الهيكل الخارجي والداخلي للتلال الكبيرة من الروابي والستاموكاس في بحر كارا وبحر سيبيريا الشرقي، وكذلك في بحر لابتيف. ونشرت نتائج الدراسة، المدعومة بمنحة من مؤسسة العلوم الروسية (RSF)، في مجلة هندسة وعلوم المحيطات. ولدراسة البنية الداخلية للتكوينات الصخرية في الميدان، استخدم المؤلفون تقنية الحفر الحراري للمياه التي طورها موظفو معهد أبحاث القطب الشمالي والقطب الجنوبي. وتم تنفيذ الحفر باستخدام مياه البحر التي تم تسخينها في غلاية إلى درجة حرارة 80 درجة مئوية وتم إمدادها تحت الضغط من خلال خراطيم الإمداد إلى محطات الحفر. وفي نفس الوقت، تم تسجيل سرعة الحفر تلقائيًا على الوسائط الرقمية. هذا جعل من الممكن تحديد حدود التجاويف وطبقات الجليد ذات الكثافات المختلفة في الآبار، وكذلك تحديد حدود وسمك السمة الرئيسية لحساب الأحمال الجليدية – الطبقة الموحدة من تكوين التلال. وقام الخبراء أيضًا بتحليل البيانات المتعلقة بانجراف الجليد ودرجات الحرارة في مناطق المياه المدروسة. وبناءً عليها، حدد العلماء الأصل الإقليمي للروابي (مكان وزمان تكوينها) وقاموا بتقييم المعلمات الخارجية والبنية الداخلية للتكوينات الجليدية في خمس مناطق من بحر لابتيف وبحر كارا وبحر سيبيريا الشرقي. تمت دراسة المسارات المعاد بناؤها لانجراف الجليد في الفترة 2013-2017 في بحر كارا (أعلى)، وبحر لابتيف وبحر سيبيريا الشرقي (أسفل) / © Roman Guzenko et al. / مجلة هندسة وعلوم المحيطات، 2026 اكتشف المؤلفون أكبر تكوين جليدي في بحر سيبيريا الشرقي. وكانت ربوة معمرة تزن أكثر من 146 ألف طن، أي ما يعادل خمسة إلى ستة أضعاف متوسط وزن الروابي السنوية الكبيرة التي تمت دراستها في نفس المنطقة. كان سمك الطبقة المدمجة من هذه التلة القديمة (حوالي 5.2 متر) في المتوسط ضعف سمك الطبقة السنوية. تشكل مثل هذه التكوينات الجليدية، إلى جانب الستاموخا، نظرًا لحجمها وسمكها وقوة الطبقة المدمجة، أكبر تهديد محتمل للهياكل البحرية والملاحة الجليدية. وفي بحر سيبيريا الشرقي أيضًا، اكتشف العلماء روابيًا ذات الطبقة الصلبة السميكة – يصل متوسط سمكها إلى أربعة أمتار. يعتمد سمك هذه الطبقة بشكل مباشر على عمر تكوين الجليد ودرجات حرارة الهواء التي ظلت طوال فترة وجودها. بالإضافة إلى ذلك، كانت الكثافة العالية ودرجة تماسك الجليد في التلال من سمات التلال الأكبر حجمًا، والتي يربطها المؤلفون بقوى الجاذبية. مقطع عرضي للكتلة الجليدية، تم إنشاؤه بناءً على بيانات الحفر الحراري / © Roman Guzenko et al. / مجلة هندسة وعلوم المحيطات، 2026 “لقد درسنا بالتفصيل، باستخدام أحدث التقنيات، البنية الداخلية لأكثر من 150 تكوينًا رابيًا في البحار القطبية الشمالية الروسية وحددنا الأنماط الرئيسية لتشكيلها. سيتم استخدام النتائج التي تم الحصول عليها لنمذجة الغطاء الجليدي، وستجعل من الممكن أيضًا التنبؤ بالمعايير الرئيسية لتكوينات التلال اللازمة لحساب الأحمال الجليدية على الهياكل البحرية. نأمل أن يساعد عملنا في تحسين سلامة العمليات البحرية في البحار المتجمدة. “في المستقبل، نخطط للاهتمام بالقضايا التي لم تتم دراستها كثيرًا والمتعلقة بتطور الخصائص المورفومترية وخصائص القوة للتلال خلال الدورة السنوية، وتشكيل الروابي من الجليد القديم، والبنية الداخلية للروابي القديمة، بالإضافة إلى مهمة عملية مهمة – تحديد الأنماط الموسمية والإقليمية والسنوية للتغيرات في الرتابات على طول طريق بحر الشمال”، كما يقول رئيس المشروع، بدعم من منحة من مؤسسة العلوم الروسية، رومان جوزينكو، مرشح الجغرافيا. العلوم، باحث كبير في معهد أبحاث القطب الشمالي والقطب الجنوبي.
