سردترین نقطه جهان کجاست؟ رکوردهای شگفت‌انگیز و زندگی در منفی ۹۰ درجه

سردترین نقطه جهان بر روی سیاره زمین، فلات خاوری قطب جنوب (East Antarctic Plateau) در نزدیکی گنبد آرگوس و ایستگاه تحقیقاتی وستوک است که ماهواره‌های ناسا دمای خیره‌کننده منفی ۹۸.۶ درجه سانتی‌گراد را در آن به ثبت رسانده‌اند. همچنین در میان مناطق مسکونی دائمی که انسان‌ها در آن به کار و زندگی مشغولند، روستای افسانه‌ای اویمیاکون (Oymyakon) در منطقه سیبری روسیه با رکورد دمای منفی ۷۱.۲ درجه سانتی‌گراد، عنوان قطب سرمای جهان مسکونی را با افتخار به دوش می‌کشد.

مرزهای انجماد در سیاره زمین؛ سرما چگونه اندازه‌گیری و ثبت می‌شود؟

سیاره زمین در کنار اقیانوس‌های پهناور و کویرهای سوزان، سرزمین‌هایی از جنس یخ و تاریکی بی‌پایان دارد که قوانین زیست‌شناسی و فیزیک را به چالش می‌کشند. اندازه‌گیری دمای این نقاط فوق‌العاده منجمد از دو طریق انجام می‌شود: دماسنج‌های مستقر در ایستگاه‌های هواشناسی زمینی که دمای هوای استاندارد در ارتفاع ۲ متری سطح زمین را ثبت می‌کنند، و سنسورهای مادون‌قرمز حرارتی نصب‌شده بر روی ماهواره‌های مدارگرد ناسا (مانند ماهواره Landsat 8 و ماهواره Aqua) که دمای دقیق پوسته برف و یخ را با دقت اعشاری اندازه‌گیری می‌نمایند.

به گزارش پایگاه علمی بین‌المللی ScienceDaily، ترکیب ارتفاع بالا (بیش از ۳۵۰۰ متر از سطح دریا)، آسمان کاملاً صاف و بدون ابر، سکون طولانی هوا و هفته‌ها تاریکی مطلق در زمستان قطبی، شرایطی پدید می‌آورد که گرما به سرعت از زمین به سمت فضای لایتناهی فرار کرده و کمترین دماهای قابل تصور در طبیعت شکل می‌گیرد.

فلات خاوری قطب جنوب؛ جهنم یخی بدون حیات

فلات خاوری جنوبگان خشک‌ترین، مرتفع‌ترین و سردترین بیابان کره زمین است. میانگین بارش سالانه در این ناحیه کمتر از چند میلی‌متر است و هوای آن از کویر لوت نیز خشک‌تر می‌باشد. شرایط اقلیمی این منطقه به گونه‌ای است که:

• خشکی مطلق هوا: رطوبت نسبی هوا نزدیک به صفر است. به دلیل سرمای شدید، مولکول‌های آب توانایی تبدیل شدن به بخار را ندارند و فوراً به بلورهای ریز یخ شناور به نام «غبار الماس» (Diamond Dust) تبدیل می‌شوند.
• فشار اتمسفر رقیق: ارتفاع ۳۸۰۰ متری این فلات همراه با اثر سرمای قطبی، فشار هوایی معادل ارتفاع ۵۰۰۰ متری در خط استوا ایجاد می‌کند که تنفس را حتی با ماسک اکسیژن بسیار طاقت‌فرسا می‌سازد.
• تاریکی زمستان قطبی: خورشید در طول ماه‌های زمستان نیمکره جنوبی (خرداد تا شهریور) هرگز طلوع نمی‌کند و این تاریکی پیوسته، دمای منطقه را وارد انجمادی عمیق‌تر از سطح کره مریخ می‌کند.

روستای اویمیاکون؛ زندگی شگفت‌انگیز در قطب سرمای مسکونی جهان

در حالی که در قطب جنوب هیچ ساکن بومی وجود ندارد و تنها دانشمندان در پایگاه‌های ایزوله زندگی می‌کنند، در شرق سیبری و در منطقه یاقوتستان (جمهوری ساخا) روسیه، حدود ۵۰۰ انسان سرسخت در روستایی به نام اویمیاکون زندگی روزمره خود را سپری می‌کنند. نام اویمیاکون در زبان بومیان ساخا به معنای «آب یخ‌نزده» است که به چشمه‌های آب گرم معدنی اشاره دارد که حتی در سرمای زیر صفر نیز یخ نمی‌زنند.

مدارس در چه دمایی تعطیل می‌شوند؟

در بیشتر کشورهای دنیا، سرمای منفی ۱۰ درجه باعث اعلام وضعیت اضطراری می‌شود. اما در اویمیاکون، زندگی طبق روال معمول پیش می‌رود! کودکان تا سن ۱۱ سالگی تنها زمانی از رفتن به مدرسه معاف می‌شوند که دمای هوا به کمتر از منفی ۵۲ درجه سانتی‌گراد برسد! دانش‌آموزان دبیرستانی نیز تا دمای منفی ۵۶ درجه موظف به حضور در کلاس‌های درس هستند.

چالش‌های روزمره زندگی در سرمای منفی ۶۰ درجه

زندگی در چنین سرمایی نیازمند سازگاری‌های حیرت‌انگیزی است که شبیه به فیلم‌های علمی‌تخیلی به نظر می‌رسد:

• موتور خودروها هرگز خاموش نمی‌شود: اهالی روستا اگر مجبور به پارک خودرو در فضای باز باشند، موتور ماشین را در تمام طول شبانه‌روز روشن می‌گذارند؛ چراکه روغن موتور، بنزین و باتری در عرض چند دقیقه یخ زده و دیگر هرگز بدون مشعل و حرارت مستقیم روشن نخواهند شد. بیشتر مردم از گاراژهای مجهز به سیستم گرمایش مرکزی استفاده می‌کنند.
• لوره‌های آب غیرممکن است: خاک اویمیاکون از نوع منجمد دائمی (پرمافراست – Permafrost) است که تا عمق صدها متری زمین یخ زده است. حفر کانال آب و فاضلاب در خاک یخ‌زده غیرممکن است، زیرا لوله‌ها فوراً می‌ترکند؛ بنابراین آب آشامیدنی با تراشیدن قالب‌های بزرگ یخ از رودخانه‌ها و ذوب کردن آنها در خانه تأمین می‌شود.
• مراسم تدفین چندروزه: اگر فردی در فصل زمستان فوت کند، حفر قبر در زمین مثل فولاد سفت روزها طول می‌کشد. ابتدا باید روی زمین توده‌های بزرگ هیزم و آتش روشن کنند تا یخ‌های لایه رویی ذوب شود، سپس لایه نازکی خاک برداشته شده و مجدداً آتش روشن می‌شود تا در نهایت به عمق مناسب برسند.

شهر یاکوتسک؛ پایتخت یخبندان و الماس جهان

تنها در فاصله چندصد کیلومتری اویمیاکون، شهر یاکوتسک (Yakutsk) قرار دارد که با جمعیتی بیش از ۳۵۰ هزار نفر، بزرگ‌ترین و سردترین کلانشهر جهان روی خاک منجمد است. میانگین دمای زمستان در این شهر منفی ۴۰ تا منفی ۵۰ درجه است. تمام ساختمان‌ها و برج‌های این شهر روی پایه‌های بتنی بلند (شمع‌های فولادی) احداث شده‌اند؛ زیرا اگر گرما و حرارت موتورخانه‌های ساختمان مستقیماً به زمین برسد، یخ‌های پرمافراست ذوب شده و ساختمان در باتلاق ناشی از آب شدن خاک واژگون خواهد شد!

جدول مقایسه‌ای سردترین نقاط روی کره زمین

در جدول زیر، رکورددارترین مناطق سرد جهان و ویژگی‌های منحصربه‌فرد آنها را گردآوری کرده‌ایم:

بدن انسان در سرمای منفی ۵۰ تا منفی ۹۰ درجه چه واکنشی نشان می‌دهد؟

هنگامی که انسان در هوای منفی ۵۰ درجه قدم می‌گذارد، واکنش‌های بیولوژیکی دفاعی بدن در کسر از ثانیه فعال می‌شوند:

۱. انقباض عروقی و پدیده سرمازدگی (Frostbite)

مغز انسان برای زنده نگه داشتن اندام‌های حیاتی (قلب، ریه و کبد)، جریان خون دست‌ها، پاها، گوش‌ها و بینی را به شدت کاهش می‌دهد. در دمای منفی ۵۰ درجه، اگر پوست صورت یا دست‌ها بدون پوشش باشد، در کمتر از ۲ تا ۵ دقیقه بافت‌های نرم یخ زده و سلول‌ها نابود می‌شوند که در صورت عدم درمان سریع، به سیاه شدن عضو و قطع آن منجر می‌گردد.

۲. سوزش ریه‌ها و انجماد تنفسی

تنفس هوای منفی ۶۰ درجه بدون ماسک پشمی یا فیلتر تنفسی، مانند استنشاق مستقیم شیشه خردشده است! نای و ریه‌ها برای گرم کردن هوای ورودی به سرعت رطوبت خود را از دست می‌دهند که به سرفه‌های خونی، اسپاسم مجاری هوایی و خفگی موقت ختم می‌شود. اهالی بومی سیبری یاد گرفته‌اند که همیشه از بینی و با دهان کاملاً بسته و از پشت چند لایه شال تنفس کنند.

۳. پدیده برهنگی متناقض در هیپوترمی حاد (Paradoxical Undressing)

اگر دمای مرکزی بدن انسان به زیر ۲۸ درجه سانتی‌گراد افت کند، مغز دچار اختلال عملکرد شدید می‌شود. در آخرین مراحل هیپوترمی پیش از بیهوشی، انقباض عروق محیطی ناگهان متوقف شده و خون گرم مرکزی به سمت پوست هجوم می‌آورد. در این لحظه، فرد یخ‌زده احساس گرمازدگی و سوختگی شدید کاذب می‌کند و لباس‌های گرم خود را در میان برف‌ها از تن درمی‌آورد که در پزشکی قانونی نشانه‌ای کلاسیک از مرگ در اثر سرمای شدید است.

چه جانورانی در سرمای منجمد قطب زنده می‌مانند؟

طبیعت شاهکارهای شگفت‌انگیزی برای بقا در انجماد خلق کرده است. پنگوئن‌های امپراتور در جنوبگان با ایجاد دسته‌های متراکم هزارتایی و جابه‌جایی مداوم از مرکز به لبه‌ها، گرمای بدن یکدیگر را تا ۳۷ درجه حفظ می‌کنند. در شمالگان، خرس‌های قطبی لایه‌ای ضخیم از چربی به قطر ۱۰ سانتی‌متر و موهای توخالی شفاف دارند که نور خورشید را مانند فیبر نوری به پوست سیاه گرماگیر آنها هدایت می‌کند. روباه‌های قطبی نیز می‌توانند سرمای کشنده منفی ۷۰ درجه را بدون افت دمای بدن تحمل نمایند.

دریاچه پنهان وستوک؛ راز حیات باستانی در زیر ۴۰۰۰ متر یخ منجمد

یکی از هیجان‌انگیزترین کشفیات زمین‌شناسی قرن بیستم در اعماق سردترین نقطه جهان، کشف دریاچه وستوک (Lake Vostok) بود. دانشمندان روس با استفاده از رادارهای نفوذگر در یخ متوجه شدند که درست در زیر ایستگاه تحقیقاتی وستوک و در عمق ۴ کیلومتری یخ‌های فشرده، یک دریاچه آب مایع عظیم به وسعت تقریبی دریاچه انتاریو پنهان شده است!

آب این دریاچه با وجود دمای زیر صفر، به دلیل فشار خردکننده وزن کوه‌های یخی بالایی و گرمای زمین‌گرمایی ملایم کف زمین مایع باقی مانده است. این اکوسیستم برای بیش از ۱۵ میلیون سال از اتمسفر زمین و نور خورشید کاملاً جدا و ایزوله بوده است. نمونه‌برداری‌های بااحتیاط دانشمندان از لایه‌های یخ رویی دریاچه، وجود باکتری‌ها و ریزسازواره‌هایی را اثبات کرد که در تاریکی مطلق و سرمای فرین زنده مانده‌اند؛ کشفی که امید اخترزیست‌شناسان را برای یافتن نشانه‌های حیات در اقیانوس‌های زیرسطحی قمر «اروپا» (قمر مشتری) و «انسلادوس» (قمر زحل) به شدت تقویت کرد.

مهندسی شگفت‌انگیز پایگاه‌های تحقیقاتی در قطب جنوب؛ نبرد با باد و برف

ساخت ایستگاه‌های مسکونی برای دانشمندان در فلات قطب جنوب، از نظر چالش‌های مهندسی با ساخت ایستگاه فضایی بین‌المللی مقایسه می‌شود. دو دشمن اصلی این سازه‌ها سرمای منفی ۸۰ درجه و انباشت مداوم برف ناشی از طوفان‌های خشن بلک‌بلیزارد (Blizzard) است:

• پایه‌های جک‌دار هیدرولیکی: در ایستگاه‌های نسل جدید مانند ایستگاه آموندسن-اسکات آمریکا و هالی ششم انگلستان، تمام کلبه‌ها روی پایه‌های هیدرولیکی غول‌پیکر قرار دارند. هر ساله با بالا آمدن سطح لایه‌های برف، مهندسان کل ایستگاه چند هزار تنی را با جک‌های هیدرولیک چند متر به سمت بالا می‌کشند تا در زیر برف‌ها مدفون نشود.
• طراحی آیرودینامیک شبیه به بال هواپیما: بدنه ایستگاه‌ها به شکل آیرودینامیک منحنی ساخته می‌شود تا بادهای قطبی با سرعت بیش از ۲۰۰ کیلومتر در ساعت از زیر و روی آن عبور کرده و برفی در اطراف دیوارها تلمبار نگردد.
• سیستم بازیافت ۱۰۰ درصدی آب و انرژی: به دلیل هزینه نجومی حمل سوخت به قطب جنوب (هر لیتر گازوئیل پروازی تا چندین برابر قیمت طلا تمام می‌شود)، تمام انرژی با ژنراتورهای فوق‌پیشرفته توربینی و باتری‌های حرارتی ویژه تأمین می‌شود و قطره‌ای از آب مصرفی هدر نمی‌رود.

شگفتی‌های بیشتر در دنیای علم و کائنات

کاوش در نقاط فرین و رکورددار زمین همیشه حس کنجکاوی و حیرت انسان را برمی‌انگیزد. اگر این مقاله برای شما جذاب بوده است، پیشنهاد می‌کنیم به اعماق آب‌های تاریک سیاره سر بزنید و مقاله رازآلود عمیق‌ترین نقطه اقیانوس را در گودال ماریانا بخوانید. همچنین اگر به شگفتی‌های کهکشان‌ها علاقه‌مندید، مقاله خیره‌کننده بزرگ‌ترین ستاره جهان را از دست ندهید.

علاوه بر این، برای آشنایی با تحولات جغرافیای سیاسی می‌توانید گزارش دقیق تعداد کشورهای جهان را بررسی کنید و یا سرگذشت غم‌انگیز تنوع زیستی را در مقاله حیوانات منقرض شده در ۱۰۰ سال اخیر مرور فرمایید.

نکات پایانی و جمع‌بندی کاربردی

شناخت سردترین نقطه جهان، دریچه‌ای به شگفتی‌های نامتناهی سیستم اقلیمی سیاره زمین و مرزهای بقای حیات است. از دشت‌های بی‌کران و منجمد فلات قطب جنوب تا اراده پولادین اهالی اویمیاکون که در سرمای منفی ۶۰ درجه زندگی پرنشاطی بنا کرده‌اند، همگی یادآور قدرت تطبیق‌پذیری شگفت‌انگیز موجودات زنده با سخت‌ترین شرایط محیطی هستند. سیاره ما در هر گوشه خود شگفتی‌هایی دارد که مرزهای دانسته‌های علم را به چالش می‌کشد.