פרידוטיטים מאנילה מגובשים בפחמנית מהווים מאגר חבוי ל-CO2 שנספג בתהליך ההטבלה

מדוע הפחמן החבוי של כדור הארץ חשוב

דיאוקסיד הפחמן לא נע רק בין האוויר, האוקיינוסים והחיים על פני השטח. כמויות עצומות נגררות אל עומק פני הארץ, שם הן יכולות להינעל למשכי זמן של מיליוני שנים ולסייע לשמור על שיווי משקל האקלים של הכוכב. המחקר הזה בוחן קבוצת סלעים בלתי שגרתית בעומאן שנראית כשתפסה כמות עצומה של פחמן בעומק. בעזרת הבהרת האופן, הזמן והמקום שממנו הגיע הפחמן, המחברים מאירים חלק "אבוד" במחזור הפחמן ארוך‑הטווח של כדור הארץ.

איפה קרקעית הים פוגשת את עומק כדור הארץ

בגבולות לוחות מסוימים, לוח אוקייני נשבר ושוקע מתחת ללוח אחר בתהליך שנקרא הטבלה. משקעים וקלעים מהקרום האוקייני שעברו שינוי בלוח הזה עשירים במינרלים נשאי פחמן ובנוזלים עשירים במים. בזמן שהם שוקעים הם מתחממים ומשחררים נוזלים שיכולים לעלות אל הוויידג' של המעטפת שמעליהם. בעומאן, פרוסה גדולה של קרקעית אוקיינית ומעטפת עליונה עתיקה, המכונה האופיוליט של סמייל, נדחפה על היבשה ושמרה חתך רוחב דרך אזור הטבלה לשעבר. בתוך פרוסה זו בחנו החוקרים ליבת קידוח (חור BT1b) שעוברת מסלעי מעטפת שעברו שינוי מועט אל סלעים מוארים ומומסים בפחמניות הקרויים ליסטווניטים, אשר יחד יכלו לאחסן באופן טבעי בסביבות מיליארד טונות של CO2.

סלעים שמספרים את סיפור הנוזלים

כאשר נוזלים עשירי פחמן נעים דרך סלע חם, הם משאירים אחריהם טביעות כימיות. הקבוצה התמקד בהלוגנים — פלואור, כלור, ברום ויוד — המעדיפים לנוע בנוזלים מאשר להשתלב במינרלים מוצקים. באמצעות מיקרו‑אנליזה מדויקת למדידת היסודות הללו בכתמים זעירים של סרפנטין, פחמות ומינרלים אחרים לאורך המעבר מסלע שעבר שינוי חלקי לסלע מפחמן באופן מלא, הם עקבו אחרי אופן התנועה והשינוי של הנוזלים. הם מצאו שכאשר סרפנטיניט הופך בהדרגה לליסטווניט עשיר בפחמיות, הכלור נדחק החוצה בעוצמה רבה יותר מאשר הברום או היוד. זה יצר נוזלים שמתפתחים עם יחס הלוגנים אופייני שניתן להתאים למקורות סבירים בעומק אזור ההטבלה.

מעקב אחר מסלולו של הפחמן החבוי

דפוסי ההלוגנים מראים שהנוזלים שעשו את רוב תהליך הפחמנט לא היו רק מי ים רדודים שנלחצו מהמשקעים. במקום זאת, הם היו תערובות של מי נקבוביות משקעים עם מנת תוספת של נוזל עשיר ב-CO2 שעלה מהשכבות העמוקות יותר של הלוח השוקע, שם החימום גורם לפחמטים להתמוסס או להתפרק. תיחום מודלי של האופן שבו הכימיה של הנוזל נאלצה להתפתח כדי להתאים לנתוני הסלע מעיד שהנוזלים הללו חייבו לשאת כמויות חריגות של פחמן יחסית למלח. כאשר נוזלים אלה נכנסו למעטפת שלפני הקשת הגעשית — האזור מעל הלוח אך מול הקשת הגעשית — הם הגיבו עם פרידוטיט וסרפנטיניטים, והפכו אותם בשלבים לליסטווניט ונעצרו CO2 מומס למינרלים פחמיים מוצקים ויציבים שיכולים להתקיים לאורך זמן גיאולוגי.

לפתור שעונים סותרים

מדידות גיל קודמות על ורידי פחמת בסלעים דומים הצביעו על כך שחלק מהליסטווניטים בעומאן נוצרו זמן רב לאחר שההטבלה באזור זה הסתיימה, דבר שמרמז על מקור מקומי וחדש יותר לנוזלים. עבודה חדשה זו מראה ששלב הפחמנט העיקרי בליבת הקידוח הנחקר קשור כימית לנוזלי הטבלה, ולא לאירועים מאוחרים יותר. המחברים מבדילים בין שני שלבים: שלב מוקדם, עשיר במגנזיט, הקשור לנוזלי הטבלה עם חתימת הלוגנים אחת, ושלב מאוחר יותר, עשיר יותר בסידן וכולל דולומיט, שיש לו דפוס הלוגנים שונה וסביר שמשקף פעילות טקטונית או מגמטית צעירה יותר. העיתונים הצעירים יותר, הם טוענים, מתארים בעיקר את האירוע השני המכסה את הקודם ולא את לכידת הפחמן ההיקפית הגדולה המקורית.

מה זה אומר למנוע האקלים של כדור הארץ

על ידי שילוב הכימיה של הנוזל עם הערכות עצמאיות של כמות מי הנקבוב שיוצאת מהמשקעים ברחבי העולם, החוקרים מעריכים שנוזלים עשירי CO2 הנעים מרמות עמוקות בלוח השוקע אל המעטפת לפני הקשת עשויים לשאת בערך 1.7–3.4 × 10^13 גרם פחמן בשנה. זה עשוי להסביר חלק גדול — יתכן עד 90 אחוז — מהפחמן הנכנס לאזורי ההטבלה. במילים אחרות, סלעים כמו פרידוטיטים מהמעטפת שמומסו בפחמיות עשויים לייצג מאגר משמעותי, שפחות הוערך בעבר, ששומר על רוב הפחמן שהוטבל מלהשוב במהירות לאטמוספירה דרך הרי געש או לשקוע אל המעטפת העמוקה. מכיוון שהתנאים שיוצרים סלעים כאלה תלויים בגורמים כמו טמפרטורה, סוג המשקעים והגדרות טקטוניות, מלכודת הפחמן החבויה הזאת יכלה להשתנות בעוצמתה לאורך היסטוריית כדור הארץ, והשפיעה בעדינות על האקלים הארוך‑טווח של הכוכב.

ציטוט: Carter, E.J., O’Driscoll, B., Burgess, R. et al. Carbonated mantle peridotites represent a hidden sink for subducted CO₂. Nat Commun 17, 3297 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68646-3

מילות מפתח: פחמן באזורי הטבלה, פחמנט במעטפת, ליסטווניט, מעטפת לפני הקשת הגעשית, מחזור הפחמן הגלובלי