تغيُّر المناخ لا يُغني عن الحاجة إلى ابتكارات كاسحة الجليد الفنلندية

ساهم الموقع الجغرافي والابتكار التكنولوجي في أن تصبح فنلندا رائدة في مجال كسح الجليد. إن تغير المناخ جلي في منطقة القطب الشمالي، لكن هذا لا يعني اختفاء كاسحات الجليد من الساحة.

وفي هذا الصدد، صرح الأستاذ الباحث جاري هابالا، خبير في الجليد البحري، ويعمل كرئيس للبحوث البحرية في المعهد الفنلندي للأرصاد الجوية، بأن القطب الشمالي هو المكان الأكثر معاناةً من تغير المناخ، حيث ترتفع درجات الحرارة بمقدار ضعف المعدل الملاحظ في المناطق الأخرى.

وقال: “لا شك أن تغير المناخ يحدث في القطب الشمالي”. “كل مؤشر يشير في نفس الاتجاه. مدى الجليد [حجم المنطقة المغطاة بالجليد]، وسماكة الجليد، والجليد المتراكم لعدة سنوات، وما إلى ذلك، وكلها تدل على أن الجليد أقل من ذي قبل”.

وعلى الرغم من ذلك، فإن تغير درجات الحرارة والانخفاض النسبي في الجليد لم يسهِّلا النقل. وأضاف هابالا: “بغض النظر عن تغير المناخ، من المهم تذكر أن الظروف في القطب الشمالي صعبة للغاية”.

شظايا الجليد عقبة في بحر البلطيق

سفينة Polaris، هي سفينة كسح جليد فنلندية ساعدت شركة Aker Arctic في تصميمها واختبارها، تم إطلاقها في عام 2016 كأول كاسحة جليد تعمل بالغاز الطبيعي المسال في العالم وتجوب بحر البلطيق.
صورة: سام كينغسلي/AFP/ليتيكوفا

ومن جهته قال المدير الإداري ريكو-آنتي سويانن من شركة Aker Arctic Technology “عند مناقشة كسح الجليد وتغير المناخ، من الضروري التمييز بين المناطق القطبية الشمالية والمناطق شبه القطبية، مثل بحر البلطيق، وجزيرة سخالين ومنطقة البحيرات العظمى”. تشتهر الشركة في جميع أنحاء العالم بخبرتها في كسح الجليد، وتصميمات السفن عالية الجودة، والحلول المبتكرة.

في بحر البلطيق، حتى عندما يكون الجليد البحري رقيقًا، تدفع الرياح القوية الجليد نحو الشواطئ والموانئ. وفي الأجزاء الشمالية من خليج بوثنيا، بين فنلندا والسويد، يتكسر الجليد ويعاد تجمده مرات لا تُعَدّ ولا تُحصى خلال الشتاء. يؤدي هذا إلى ظهور طبقات سميكة من شظايا الجليد، تُعرف على أنها كتل يصل قطرها إلى مترين (6.5 أقدام). يمكن العثور على النوع نفسه من الجليد في مياه القطب الشمالي.

إن شظايا الجليد مشتقة من الصفة “Brash” (والتي تعني هشة أو متقصفة). وأوضح سويانن: “يُعَدّ تحرك السفن في شظايا الجليد تحديًا من نوع خاص”.

أصبحت أنماط الطقس في بحر البلطيق أكثر صعوبةً؛ ما يعيق الجداول الزمنية التي يجب على السفن اتباعها للحفاظ على تدفق النقل. وفي الوقت نفسه، واستجابةً للوائح البيئية، تتناقص قوة محركات السفن التجارية، حتى مع نمو حجمها. والنتيجة هي تقلص قدرات فصل الشتاء.

وأضاف سويانن “لذلك، ستكون هناك حاجة إلى مزيد من المساعدة لكسح الجليد في المستقبل”.

كيف يتم كسح الجليد فعليًّا؟

تم تجهيز سفينة الأبحاث القطبية Xue Long 2 (Snow Dragon 2، على اليمين) ذات التصميم الفنلندي بأحدث المعدات لأبحاث المناخ وعلم المحيطات والجيولوجيا في منطقتَي القطب الشمالي والقطب الجنوبي. صورة: معهد البحوث القطبية الصيني

زادت أهمية طريق البحر الشمالي كممر تصدير من القطب الشمالي الروسي إلى أوروبا وآسيا خلال العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين (عقد 2010). تعتبر السفن الخاصة وكاسحات الجليد ضرورية لضمان مرور آمن وموثوق في مياه القطب الشمالي الجليدية. تعني العوامل التقنية والاقتصادية أن طرق النقل يمكنها فقط اجتياز المناطق ذات الجليد الذي مدته عام واحد.

لتمكين النقل التجاري على نطاق واسع في القطب الشمالي، طورت شركة Aker Arctic حلًّا يسمى تقنية السفن مزدوجة العمل (DAS) ووضعت علامة تجارية له. ولفهم مكوناتها، علينا الغوص أسفل الجليد وشرح مصطلحَين آخرَين: “دسر السمت” و”كسح الجليد”. وكما سنرى، فإن المصطلح الأخير ليس جليًّا كما قد يبدو.

“السمت” هو مصطلح يُستخدم في قياسات الزوايا في الملاحة. يشير مصطلح دسر السمت إلى الداسر أو مجموعة الدوافع التي يمكن أن تدور للإشارة إلى أي اتجاه أفقي؛ ما يجعل السفينة قادرة أكثر على المناورة.

ثم نحتاج إلى فهم كيف تقوم كاسحات الجليد بكسح الجليد. وعلى عكس الطريقة التي قد تكون ظاهرة، فإن كاسحة الجليد لا تكسح الجليد فعليًّا، ولكنها تثنيه إلى أسفل. فإن ثني الجليد يحتاج إلى طاقة أقل كثيرًا من تحطيمه. هذا هو السبب في أن الهيكل الفولاذي القوي لكاسحة الجليد ليس عموديًّا – ولكنه بدلًا من ذلك مسطح وأفقي تقريبًا. هذا النوع من الشكل طبيعي لمؤخرة السفينة (هذا هو الجزء الخلفي من السفينة، بالنسبة إلينا غير البحارة). لذلك، إذا أبحرت السفن إلى الخلف (في الاتجاه المعاكس)، فيمكنها كسح الجليد بطاقة أقل. تكمن المشكلة في أن السفينة لا يمكن توجيهها أثناء الإبحار إلى الخلف، إلا إذا تم استبدال الدافع بداسر السمت، والذي يمكن تدويره 180 درجة عندما تبحر السفينة إلى الخلف.

نتج عن الجمع بين هذَين الأمرَين سفينة من النوع DAS (مزدوجة العمل) يمكنها الإبحار في اتجاهَين، إلى الأمام وإلى الخلف. يمكن استخدام الإبحار إلى الخلف لكسح الجليد، والوضع الأمامي العادي للإبحار في المياه المفتوحة. يُعَدّ وضع الإبحار إلى الخلف فعالًا للغاية لدرجة أن هذه السفن يمكنها كسح أي جليد تقريبًا، بسبب الشكل المسطح وحتى الدوافع التي تحطم بقية كتل الجليد.

إن سفن شركة Aker Arctic من النوع DAS (مزدوجة العمل) ذات التصنيفات الجليدية العالية هي السفن التي تتحدى ظروف الجليد الأكثر صعوبةً. وبالإضافة إلى كاسحات الجليد، يمكن أن يعني ذلك السفن المصمَّمة للعمل دون مرافقة كاسحات الجليد. تجعل هذه الابتكارات النقل التجاري قابلًا للتطبيق في القطب الشمالي. وفي الوقت نفسه، خفضت سفن DAS (مزدوجة العمل) أيضًا، طاقة السفينة المطلوبة، بمقدار النصف، مع انخفاض مقابل في الانبعاثات.

الغاز الطبيعي المسال والتقنية الهجينة

توفر وحدات دسر السمت الأربع لكاسحة الجليد في الميناء Ob قدرة كبيرة على المناورة عندما تساعد السفن في ميناء سابيتا في القطب الشمالي في روسيا.صورة: ديمتري لوبوسوف/Rosatomflot

إضافةً إلى ذلك، أدى استخدام الغاز الطبيعي المسال (LNG) بدلًا من زيت الوقود الثقيل إلى خفض التلوث. ينتج الغاز الطبيعي المسال كميات أقل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وانبعاثات أكسيد النيتروجين، ولا ينتج عنه أكسيد الكبريت. كما أن الغاز الطبيعي المسال لا تَنتِج عنه انبعاثات الكربون الأسود، وهو جزيئات سخام تضر القطب الشمالي بشكل خاص وتساهم في تغير المناخ.

صممت شركة Aker Arctic ناقلات كبيرة لنقل الغاز الطبيعي المسال من مواقع القطب الشمالي. يتم تخزين الغاز الطبيعي المسال على متن السفينة في خزانات كبيرة تحافظ على درجة حرارة الغاز -163 درجة مئوية. يلعب الغاز الطبيعي المسال أيضًا دورًا مهمًّا بشكل متزايد كوقود للسفن. أول كاسحة جليد تستخدم الغاز الطبيعي المسال هي كاسحة الجليد الفنلندية Polaris، التي صممتها شركة Aker Arctic.

الخطوة التالية في تقليل الانبعاثات هي التقنية الهجينة.

وأردف سويانن: “يتطلب كسح الجليد طاقة عالية لا يمكن تحقيقها باستخدام البطاريات”. “ومع ذلك، يمكن استخدامها لموازنة اختلافات الطاقة السريعة، وتحسين كفاءة الوقود. وكذلك، يجري استكشاف أنواع أخرى من الوقود، مثل الميثانول”.

مستقبل خالٍ من الوقود الحفري

تتميز السفينة السياحية الفاخرة من الدرجة القطبية Le Commandant Charcot (على اليسار) بقدرة فنلندية على كسح الجليد، والتي تسمح لها بالمغامرة في المناطق القطبية.صورة: ساشا لالان/Ponant

وتتضمن الأمثلة الحديثة على التدفق المستمر للابتكارات في شركة Aker Arctic، سفينة الاستكشاف القطبي وسفينة الرحلات Le Commandant Charcot، وهي سفينة هجينة تعمل بالغاز الطبيعي المسال والكهرباء، لشركة Ponant الفرنسية؛ وسفينة الأبحاث القطبية الممتازة Xue Long 2 الخاصة بمعهد البحوث القطبية الصيني؛ وكاسحة الجليد فائقة المرونة في الميناء Ob الخاصة بشركة Rosatomflot الروسية.

وقال سويانن: “إن مشروعنا القادم هو صهريج غاز طبيعي مسال للاستخدام على مدار العام في القطب الشمالي، وهو الأول من نوعه، وكذلك تصميم كاسحة جليد جديدة لبحر البلطيق، وتكون جاهزة لمستقبل خالٍ من الوقود الحفري”.

“ستظل هناك حاجة إلى السفن المدعمة للجليد وكاسحات الجليد في المستقبل. إن السفينة التي تُصمَّم وتُبنى لمهمتها والظروف التي ستواجهها هي الأفضل من أجل السلامة والبيئة”.

بواسطة كاتارينا ستيون، فبراير 2021