לפני שהקרח נמס: מדענים ממהרים לחלץ את הסודות של אנטארקטיקה

עמוק מתחת לפני השטח של אנטארקטיקה, שכבות קרח נערמות זו על גבי זו במשך מאות אלפי שנים. כל שכבה היא כמוסת זמן - ארכיון קפוא של האטמוספרה בתקופה אחרת. מדענים שקודחים לעומק הקרח משנים את הבנתנו לגבי האקלים בעבר, בהווה ובעתיד.

כיצד הקרח נוצר?

בכל שנה יורד שלג על יריעת הקרח האנטארקטית. השלג נערם, נדחס תחת משקל השכבות שמעליו, והופך בהדרגה לקרח. התהליך לוכד בתוכו בועות זעירות של אוויר - דגימות של האטמוספרה כפי שהייתה כאשר השלג ירד.

בחלקים הקרים ביותר של אנטארקטיקה, שם הקרח כמעט אינו נמס, השכבות נשמרות באופן רציף. קדיחה לעומק של שלושה ק"מ יכולה להגיע לקרח בן 800 אלף שנה. פרויקטים חדשים שואפים להגיע לקרח בן מיליון שנה ומעלה.

מה הקרח מגלה?

כשמדענים מנתחים ליבות קרח (הכינוי ל"עמודי" קרח שהוצאו ממקומם), הם מפיקים מהן מידע רב-שכבתי. בועות האוויר הכלואות מכילות דגימות של אטמוספרת העבר של כדור הארץ, ומאפשרות מדידה מדויקת של ריכוזי גזי חממה כמו פחמן דו-חמצני ומתאן בתקופות שונות בהיסטוריה.

בנוסף, יחס האיזוטופים של חמצן במולקולות המים מעיד על הטמפרטורה ששררה בזמן שהשלג ירד, חלקיקי אבק מעידים על רמות היובש באזורים מדבריים, ושרידי אפר וולקני מתעדים התפרצויות גדולות.

התמונה שמתקבלת מדהימה בהיקפה ובדיוקה: אנחנו יודעים היום שריכוז הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה נע בין כ-180 חלקיקים למיליון (בעידני קרח) לכ-280 חלקיקים למיליון (בתקופות בין-קרחוניות) לאורך מאות אלפי שנים - ושהרמה הנוכחית, מעל 420 חלקיקים למיליון, חסרת תקדים בכל התקופה המתועדת.

המחזוריות הטבעית של עידני קרח

אחד הגילויים החשובים ביותר מליבות הקרח הוא המחזוריות הטבעית של עידני קרח: כל כ-100 אלף שנה, כדור הארץ עובר בין תקופות קרחוניות ובין-קרחוניות. השינויים קשורים לתזוזות מחזוריות במסלול כדור הארץ סביב השמש ובנטיית צירו, המכונות "מחזורי מילַנְקוֹביץ'”, על שם הגיאופיזיקאי והאסטרונום הסרבי מילוּטין מילנקוביץ', שהוכיח אותן לפני 101 שנה.

אבל המחזורים האסטרונומיים לבדם אינם מסבירים את עוצמת השינויים. ליבות הקרח חשפו את מנגנון ההגברה: כשהאקלים מתחמם מעט, גזי חממה משתחררים מהאוקיינוסים והקרקע, מה שמגביר את ההתחממות. כשהאקלים מתקרר, גזים נספגים בחזרה, מה שמעצים את הקירור. זוהי לולאת משוב שמסבירה כיצד דחיפות קטנות יכולות להפוך לשינויים דרמטיים.

ליבות הקרח מספקות פרספקטיבה מפוכחת על המצב הנוכחי. קצב העלייה בריכוז הפחמן הדו-חמצני מהיר פי עשרה מכל שינוי טבעי שהתרחש בחצי מיליון השנים האחרונות. אנחנו מבצעים ניסוי גלובלי חסר תקדים באטמוספרה של כדור הארץ.

הממצאים גם מראים שמערכת האקלים יכולה לעבור שינויים פתאומיים. באירועים מסוימים בעבר, הטמפרטורה העולמית קפצה או צנחה בתוך עשורים בודדים. המערכת אינה בהכרח מגיבה בהדרגה לשינויים; היא יכולה להגיע לנקודות מפנה ולהתהפך במהירות.

הקדיחה נמשכת

פרויקטים כמו Beyond EPICA (פרויקט אירופאי לכריית ליבות קרח באנטארקטיקה) שואפים להגיע לקרח בן 1.5 מיליון שנה - תקופה שבה מחזוריות עידני הקרח השתנתה לפי הערכות מ-40 אלף ל-100 אלף שנה. הבנת השינוי הזה יכולה לחשוף סודות נוספים על אופן פעולת מערכת האקלים.

בינתיים, הארכיון הקפוא עצמו נמצא בסכנה. ההתחממות הגלובלית מאיימת להפשיר חלקים משולי יריעות הקרח. מדענים ממהרים לקדוח ולשמר ליבות לפני שהמידע יאבד לנצח.

המצב הזה אירוני למדי: אותו שינוי אקלימי שליבות הקרח מתעדות עלול בסופו של דבר להשמיד את אמצעי השימור ההיסטורי שלו עצמו. עד אז, אנחנו נמצאים במרוץ תמידי ללמוד יותר על מה שהיה כאן בעבר, כדי שנדע קצת יותר מה עלינו לעשות כדי להקטין את הסיכוי למצבי קיצון בעתיד.