כדור הארץ מתחמם והאקלים משתנה, ולאוקיינוסים השפעה מכרעת על שינויים בטמפרטורה העולמית. חלק מהשפעה זו מיוחס לתהליך פחות מוכר המתרחש באוקיינוסים - היווצרות מי עומק. מחקר חדש קושר בין שינויים שמתרחשים בתקופה האחרונה במי העומק ובין המסת קרחונים באנטארקטיקה. לכך יכולות להיות השלכות רחבות היקף על שינויי האקלים בעשרות השנים הקרובות, שלא מובאות בחשבון כיום.

האוקיינוסים, המכסים כ-70% מפני כדור הארץ, הם מבין הגורמים העיקריים שמעצבים את האקלים של העולם. מרחבי המים העצומים שלהם סופגים כמויות אדירות של חום וגזים מן האטמוספרה, והזרמים מסיעים את החום והגזים ברחבי הגלובוס ומשפיעים על האקלים בכל פינה. למעשה, מתברר שהאוקיינוסים אחראים לספיגה של 93% מהחום אשר נוצר בשל ההתחממות העולמית [1], ומתוכם האוקיינוס הדרומי סופג את הרוב. זאת אומרת שהאוקיינוסים ממתנים מאוד את שינוי האקלים של כדור הארץ בשל כושר קיבול הגזים והחום העצום שלהם.

 תכונה זו של האוקיינוסים מתאפשרת בין היתר בזכות תהליך המתרחש בקטבים – היווצרות מי עומק. מים המוסעים לקטבים מתקררים (בכל זאת, הם מגיעים לקוטב), ונעשים מלוחים יותר בעקבות היווצרות קרחונים - כיוון שהמים שקופאים "מפרישים" את המלח למים שסביבם. ככל שמליחות המים עולה כך גדלה צפיפותם, ולכן הם שוקעים למעמקים יחד עם כל הפחמן הדו-חמצני והחמצן שספחו מהאטמוספרה. מי העומק הללו נשארים בקרקעית האוקיינוס למשך שנים רבות – עשרות עד אלפי שנים – כשהם אוצרים בקרבם גזים שספחו מהאטמוספרה, ובכך מעלימים חלק גדול מהגזים שבאטמוספרה ומאיטים את השפעתם על חימום כדור הארץ.

 אולם לא לעולם חוסן. מדידות שהתבצעו בעשרות השנים האחרונות במי העומק של האוקיינוסים מראות כי שכבת המים העמוקה ביותר, הנמצאת בעומק 4000 מטרים ומעלה, הולכת ומתחממת. הדבר ניכר במיוחד באוקיינוס הדרומי, היכן שרוב מי העומק נוצרים [2]. מה יכולה להיות הסיבה לכך? האם מי העומק החדשים שנוצרים חמים יותר משום שהם קלטו יותר חום מהאטמוספרה המתחממת והולכת? או שמא תהליך היווצרות מי העומק מאט, ומים חמים אחרים תופסים את מקומם? לתשובה לשאלה זו יש השלכות על האופן שבו אנו מבינים כיצד האקלים עומד להשתנות – אם תהליך היווצרות מי העומק ייעצר, הרי שיותר גזי חממה יישארו באטמוספרה במקום שישקעו במעמקי הים, מה שיגביר את השפעתם על התחממות פני השטח.

 סוגיה זו עומדת במרכז מחקר [3, 4] שפורסם לאחרונה בכתב העת המדעי Nature. צוות החוקרים מאוסטרליה וארצות הברית רצה לבחון כיצד השינויים החזויים באקלים העולמי צפויים להשפיע על תהליך היווצרות מי העומק. לשם כך הם בחרו להשתמש במודל ממוחשב - דגם מופשט של מערכת האקלים - המביא בחשבון תצפיות אקלימיות ומשתנים רבים נוספים, ויוצר תחזיות לשינויים הצפויים באקלים ובאוקיינוסים תחת תרחישים שונים של פליטות גזי חממה. אולם, הם נתקלו בבעיה – המודלים העדכניים שמשמשים את מדעני האקלים אינם חוזים כהלכה את המתרחש באוקיינוס הדרומי ובים סביב אנטארקטיקה, ולכן יוצרים תמונה מוטה ולא מדויקת של השינויים באזור זה. אחת הסיבות לכך היא שהמודלים הללו מתארים את האקלים בקנה מידה גדול מדי של אלפי קילומטרים רבועים, בעוד שתהליך היווצרות מי העומק מתרחש בשטחים מצומצמים יותר. סיבה נוספת, חשובה אף יותר, היא שמודלים אלה לא מתחשבים בשינויים הצפויים בפריסת הקרחונים שמקיפים את אנטארקטיקה, ואשר כאמור, היווצרותם היא חלק מכריע בתהליך התהוות מי העומק.

 החוקרים פתרו בעיה זו על ידי פיתוח מודל משלהם המתמקד בחצי הכדור הדרומי, ונעזר בבסיסי נתונים היסטוריים עבור האקלים באזור זה. הם הוסיפו למודל מרכיבים המעריכים את השינויים במשטר הרוחות, הטמפרטורה וכניסת המים המתוקים מהמסת הקרחונים שכבר נצפתה בקוטב הדרומי. הם ביצעו את ההערכות תחת תרחיש הייחוס החמור ביותר מבחינת פליטות גזי חממה, תרחיש ה"עסקים כרגיל", כלומר, האנושות לא מצמצמת את הפליטות של גזי חממה ואף מגבירה אותן בהתאם לגידול באוכלוסייה ורמת החיים.

 המודל החדש שחזר בצורה טובה את הנתונים ההיסטוריים, וספציפית את השינויים שנצפו בהיקף הקרחונים סביב אנטארקטיקה והתחממות מי העומק של האוקיינוס הדרומי. יתרה מזו, המודל צופה שתחת תרחיש הייחוס, עד שנת 2050 קצב שקיעת המים לעומק מסביב לאנטארקטיקה יקטן משמעותית. כאשר בחנו את המודל לעומק (תרתי משמע…) ראו החוקרים שהגורם העיקרי לתוצאה זו הוא המסת הקרחונים אשר ממתיקה את מי הים ועל כן מאיטה את קצב שקיעת המים מהמלחה. במקום זאת, מצאו החוקרים שמים חמים מעומקי ביניים תופסים את מקומם של מי העומק, מה שיגרום למגמת ההתחממות שלהם להימשך ולירידה במליחותם. לכל אלה יכולות להיות השלכות מרחיקות לכת על משטר הזרמים בכל העולם ובכל העומקים, עם השפעות על האקלים והסביבה הימית שעדיין קשה לחזות.

לסיכום, המודל מראה כיצד עודף של גזי חממה, אשר מחממים את האטמוספרה ישירות ומאיצים את המסת הקרחונים, מחליש את אחד התהליכים שמאפשרים לאוקיינוס לספוג את הגזים העודפים. מכאן שקצב ההתחממות העולמית במאה הקרובה עלול להיות גבוה מכפי שחוזים המודלים הנוכחיים. בכך, המחקר מוסיף נדבך חשוב ליכולת שלנו לחזות את שינויי האקלים בעתיד ולהיערך להם בהתאם.

פוסט זה נכתב בעזרתו האדיבה ובליוויו של פרופ' אורי אדם, ראש אקדמי של מרכז האקלים של האוניברסיטה העברית 

עריכה: גליה הלוי שדה

מקורות

[1] תקציר לקובעי מדיניות של דו"ח ה-IPCC

[2] האוקיינוס הדרומי מתחמם בקצב מהיר יותר 

[3] היווצרות מי עומק באנטארקטיקה

[4] סיכום קצר של Nature על המאמר 

קריאה נוספת

מאמר נוסף שפורסם לאחרונה ומראה תוצאות דומות