התכה מספקת מקרונוטריינטים מרכזיים (חנקן וזרחן) לאצות קרח בקרחון בצפון-מערב גרינלנד

למה החשכת הקרח בגרינלנד חשובה

בימים קיציים בגרינלנד, חלקים מן יריעת הקרח מושחרים במידה ניכרת. זה אינו בזפת או לכלוך תעשייתי, אלא קהילות משגשגות של אצות זעירות שמכתימות את פני הקרח והופכות אותו לספוג יותר של אור שמש. קרח כהה מתמוסס מהר יותר, ותורם לעליית פני הים. מדענים חשדו זמן רב שחסרונם של נוטריינטים מרכזיים, במיוחד זרחן וחנקן, מגביל את התפשטות האצות. המחקר הזה שואל שאלה שלכאורה פשוטה: האם התכה עצמה מספקת כבר די מן הנוטריינטים האלה כדי להזין את צמיחת האצות?

חיים צמחיים נסתרים על הקרח

האצות החיות על קרח עירום בגרינלנד הן קרובות מיקרוסקופיות לצמחי יבשה, וצבועות בסגול עמוק על ידי פיגמנטים מגן. היכן שהן פורחות במאגרי מספרים גדולים, הן יכולות להפחית משמעותית את המחזירות של הקרח ולזרז את ההתכה על שטחים נרחבים. אך כמו שתלים בשדה, צמיחתן תלויה בחומרי יסוד כגון פחמן, חנקן וזרחן. פחמן זמין בקלות מהאוויר, בעוד שחנקן וזרחן נחשבו למחסורים על פני הקרח, יתכן שהם מגיעים רק במנות קטנטנות מאבק נשאב או משקעים שלגיים. מדידות קודמות לעתים קרובות לא גילו כלל את הנוטריינטים הללו, מה שהוביל לרעיון שזרחן במיוחד מגביל את צמיחת האצות.

חפירה עמוקה יותר בקרח

כדי לבחון את הרעיון הזה, החוקרים דגמו קרח בשני אתרים בצפון-מערב גרינלנד: כיפת הקרח קאנאק וקטע סמוך של יריעת הקרח הראשית. בכל אתר אספו את השכבה העליונה הרופפת והפורורית הידועה כקרום ההזדהמות, את האזור הדק מתחתיה, וקרח מוצק שלא הוזדהם בעומק של כגובה מטר. לאחר מכן המיסו וסיננו את הדגימות והשתמשו באנלייזר מותאם-אישית רגיש במיוחד למדידת חנקן וזרחן ברמות של מיליארדי-אחוז מהמול (nanomolar), הרבה מתחת לגבולות הגילוי של רוב השיטות הסטנדרטיות. הם גם ספרו כמה תאי אצה היו בקרח הפנימי ובדקו חלקיקים מינרליים בדגימות כדי לראות אילו סוגי חתיכות סלע מעורבים בקרח.

מה שמכיל באמת מי ההיתוך

התוצאות הראו ששני חנקן מומס וזרחן מומס נוכחים לאורך טור הקרח, לא רק על פני השטח. הריכוזים נמוכים, אך ממשיים וניתנים למדידה, והשכבות העליונות במיוחד מחזיקות די זרחן כדי לתמוך בכמויות הגדולות של אצות הנמצאות שם. החנקן על פני השטח נראה חלקית מנוצל, בהתאמה ללקיחה פעילה על ידי מיקרובים, בעוד שקרח עמוק יותר מחזיק רמות מעט גבוהות יותר. Zusammensetzung האבק המינרלי השתנתה בין האתרים וכללה פלדספרים שיכולים להכיל עקבות של חנקן וזרחן, אך המחקר מצא שהקרח עצמו כבר מאחסן את הנוטריינטים הללו, גם בלי להכריז על תפקיד דשן משמעותי למינרלים עשירים במיוחד בזרחן. גם צורות אורגניות של חנקן וזרחן נמצאו, אם כי חלק מהן עשויות להגיע מתאים מתים או פגועים במהלך טיפול בדגימות.

כמה התכה מספיקה

הצוות אז שאל האם ההיתוך העונתי של הקרח — הידוע כאבלציה — יכול לבדו לספק מספיק נוטריינטים מעומק כדי להאכיל את האצות שבחלק העליון. על בסיס מספרי תאים טיפוסיים, תוכן הפחמן הידוע של תא אצה בודד ויחסי פחמן-לחנקן ולזרחן הנמדדים, הם העריכו כמה חנקן וזרחן מאוחסנים בבתי הגידול החייתי לעומת המיליליטר של קרח פני השטח. בהשוואה לערכים אלה עם ריכוזי הנוטריינטים בקרח עמוק, הם חישבו את עובי הקרח שצריך להימס מדי שנה כדי לספק כמות שוות ערך של חנקן וזרחן. בשני אתרי המחקר, ההיתוך הנדרש היה נמוך או שווה לכמות ההיתוך השנתית הנמדדת בשנים האחרונות. כאשר כללו גם צורות נוטריינטים אורגניים שיכולות להיות ממוחזרות על ידי מיקרובים אחרים, היתרון הנראה של חנקן וזרחן זמין אף הלך וגדל.

מה זה אומר לעתיד גרינלנד

פשוטו כמשמעו, המחקר מסיק שהורדה איטית אך עקבית של פני הקרח בכל קיץ מספקת באופן טבעי יותר חנקן וזרחן ממה שאצות הקרח יכולות לאגור בתאיהן. בטווחי זמן עונתיים, הסיכוי שנוטריינטים בסיסיים אלה יהיו המעצור העיקרי על צמיחת האצות באתרים שנחקרו נמוך. במקום זאת, גורמים כגון משך הזמן שהקרח נשאר חשוף, כמות האור שהוא מקבל ודיכויים מקומיים קצרים של נוטריינטים סביר להניח שיהיו הקובעים מתי והיכן האצות משגשגות. מאחר שקהילות אצות משגשגות מחשיכות את הקרח ומאיצות את ההיתוך, הבנת העובדה שאבלציה היא מקור נוטריינטים מרכזי עוזרת למדענים לחזות טוב יותר כיצד תהליכים ביולוגיים יתקשרו עם ההתחממות הגלובלית לעיצוב עתיד יריעת הקרח של גרינלנד.

ציטוט: Gill-Olivas, B., Forjanes, P., Turpin-Jelfs, T.C. et al. Ablation provides key macronutrients (nitrogen and phosphorous) to glacier ice algae in NW Greenland. Nat Commun 17, 2129 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68625-8

מילות מפתח: אצות קרח גרינלנד, מגבלת מזון, זרחן וחנקן, היתוך קרחונים, החשכת יריעות קרח