מדוע עידני הקרח התארכו משמעותית לפני מעל מיליון שנה?

לפני כ-1.2 מיליון שנה חל באקלים כדור הארץ שינוי דרמטי: אורכם של עידני הקרח יותר מהכפיל את עצמו. אם לפני כן, כל עידן קרח ארך כ-41 אלף שנים בקירוב, לאחר שינוי זה, שזכה לכינוי ״תקופת המעבר הפליסטוקנית״ (Mid-Pleistocene Transition), כדור הארץ היה שרוי בקיפאון במשך כ-120 אלף שנים בכל פעם. עם זאת, הסיבה להתארכות משמעותית זאת לא ידועה גם היום. בשנים האחרונות החלו חוקרים לבחון יותר לעומק (פשוטו כמשמעו) מה גרם לתופעה, בדרך מעניינת: קידוחים גיאולוגיים בקרח של יבשת אנטארקטיקה. מעבר למידע שייחשף על העבר, ממצאי הקדיחות עשויים לשפוך אור על שינויי הטמפרטורה שמתרחשים גם בימינו, כחלק ממשבר האקלים.

הקידוחים שמתבצעים כיום נערכים על ידי משלחת מחקר בינלאומית בשם Beyond EPICA, שהחלה לאחרונה את פעילותה ביבשת הקפואה. המדענים יקדחו לעומקן של שכבות קרח בנות 1.5 מיליון שנה, ינתחו את הרכב הגזים בבועות האוויר שכלואות בהן וישוו את הדגימות הללו לדגימות בנות 800 אלף שנה שנאספו בעבר. כך, הם יוכלו לקבל מושג על מצב האטמוספרה הכוללת של כדור הארץ בתקופות השונות. הקדיחות נועדו להיות נקודת הפתיחה בבדיקת ההנחה ששינויים בהרכב האטמוספרה – ובפרט, שינויים ברמות הפחמן הדו-חמצני בה – שיחקו תפקיד בהתארכות עידני הקרח ובשינוי האקלים העתיק.

קידוחים אלה מצטרפים למספר מחקרים שנערכו בקרח של אנטארקטיקה בשנים האחרונות. ב-2012 החלו קידוחים של משלחת סינית באחת הנקודות הגבוהות ביותר באנטארקטיקה, ובשנים הקרובות מתוכננות להגיע ליבשת גם משלחות של יפן ורוסיה. גם ארצות הברית החליטה לממן משלחת מחקר בשווי 25 מיליון דולר, כדי לייסד אתר קדיחה משלה. המשלחות השונות מקוות להגיע לשכבות קרח עתיקות מאוד, שנוצרו בתקופות חמות יותר, במטרה לחקור לא רק מהי הסיבה לתקופת המעבר הפליסטוקנית – אלא גם כיצד כדור הארץ עלול להגיב בעקבות עליית הטמפרטורה העולמית הנוכחית עקב משבר האקלים.

״ב-40-30 השנה האחרונות נערכים קידוחים הן בגרילנד והן באנטארקטיקה״, אומר פרופ' יוסי אשכנזי, מרצה במחלקה לאנרגיית שמש ופיזיקה סביבתית באוניברסיטת בן גוריון. ״אנטארקטיקה היא בעצם מדבר, כמות המשקעים שם נמוכה מאוד ועומדת על כמה עשרות סנטימטרים בשנה. זה אומר ששכבות הקרח שמצטברות באנטארקטיקה הן דקות, ולכן כשקודחים 3 קילומטרים פנימה אפשר להגיע לשכבות עתיקות למדי״.

חתימה של מזג האוויר ההיסטורי

מדוע נוצרות בועות אוויר בקרח העמוק של אנטארקטיקה? ״שלג הוא משקע אוורירי, כך שיש חללים רבים בקרח שנערם״, מסביר אשכנזי. ״ככל שהקרח נערם מלמעלה ומתהדק בעומק, האוויר מצטמצם – ונוצרות בועות אוויר שנפרדות זו מזו. הבועות האלה יוצרות מין חתימה של האקלים של אותה תקופה״.

מקורו של האוויר שבבועות שבקרח הוא אומנם באטמוספרה של אנטארקטיקה – אך הוא יכול להעיד גם על האקלים בשאר כדור הארץ באותה תקופה. ״פחמן דו-חמצני הוא גז שמעורבב היטב באטמוספרה, כך שאם מוצאים מדדים שלו במקום אחד – אפשר להשליך זאת על כל הגלובוס, פחות או יותר״, מסביר אשכנזי.

״מה שמיוחד בקדיחות באנטארקטיקה, לפחות אלה של Beyond EPICA, זה שהשכבות רציפות מאוד מבחינת התיארוך", מוסיף אשכנזי. לדבריו, בקידוחים אחרים, שנערכו בגרינלנד נמצאו שכבות צעירות שהתחבאו מתחת לשכבות עתיקות יותר. בקידוחים של Beyond EPICA לא התגלו מצבים כאלה, אם כי כן קיים חשש שהדבר יתרחש בגלעין העמוק יותר.

פרסום

עידני הקרח משנים שוב את פניהם

עידני הקרח על פני כדור הארץ החלו להתרחש לפני כ-2.7 מיליון שנה. עידן קרח מגיע כשחלה התקררות הדרגתית באקלים, כתוצאה מגדילה בכמות קרינת השמש שנפלטת החוצה מכדור הארץ במקום לחמם את הפלנטה. המשך התקופה מתאפיין בטמפרטורות נמוכות, שבגללן אזורים נרחבים מתכסים במשטחי קרח.

לעלייה בפליטת הקרינה יש מספר גורמים, כשאחד מהם הוא שינוי בהרכב של גזי החממה באטמוספרה. כשכיוונם הפוך, שינויים כאלה עלולים לגרום לתופעה המנוגדת – עלייה בטמפרטורה העולמית, כמו זו שנגרמת כיום עקב משבר האקלים. ״ככל שיש יותר מולקולות תלת-אטומיות או חמש-אטומיות באטמוספרה, כמו אדי מים, פחמן דו-חמצני או מתאן, הן לוכדות יותר קרינה ארוכת גל שיוצאת מכדור הארץ, ומחזירות אותה לפני השטח – מה שגורם לחימום האקלים״, מסביר אשכנזי.

אומנם, במחקר החדש בקרח האנטארקטי החוקרים מנסים להבין את התמורות שחלו באורך מחזור עידני הקרח לפני מעל מיליון שנה – אך ייתכן שמחזורים אלה משנים שוב את פניהם גם כיום. "ב-800 אלף השנים האחרונות, ההמסה אחרי עידן הקרח אורכת כ-10-20 אלף שנה", אומר אשכנזי. "שיא תקופת הקרח הקודמת היה לפני כ-20 אלף שנה, ומאז האקלים התחמם במשך כ-10 אלף שנה. עם זאת, כרגע, אנחנו רואים שמה שהתרחש בעידני הקרח הקודמים לא חוזר על עצמו – ואנחנו לא מתחילים עידן קרח נוסף". הסיבות לכך הן ההפרשים בין המחזוריות של מסלול כדור הארץ סביב השמש לבין מחזוריות הזווית של צירו – וכן העלייה המשמעותית בריכוז גזי החממה באטמוספרה, שמובילה לעליית הטמפרטורה העולמית שמתרחשת כיום כחלק ממשבר האקלים. "נראה שהתקופה הבין קרחית שלנו לא דומה לתקופות הבין קרחיות מהעבר של כדור הארץ״, מסכם אשכנזי.