ירידת CO2 האטמוספרי בתקופת התפרצויות הבסלט השטפי של אמאישן

מתי הרי געש מקררים את הכדור

רובנו חושבים על התפרצויות געשיות ענקיות כמאורעות שמחממים את הפלנטה — שפולטים כמויות עצומות של פחמן דו‑חמצני (CO2) לאויר ותורמים להכחדות המוניות. המחקר הזה בודק פרק וולקני עתיק כזה בדרום‑מערב סין ומוצא תפנית מפתיעה: בזמן השטף הלבני העיקרי של לבה, ריכוזי ה‑CO2 האטמוספרי ירדו במהירות. הבנת המנגנון מאירה זווית חדשה על האינטראקציה בין פנימיות כדור הארץ, הנוף הקרקעי, האוקיינוסים והאקלים על פני מיליוני שנים.

התפרצות ענקית עם אות מסתורי

לפני כ‑260 מיליון שנה, בתקופת הפרם, אזור הסלעים הגעשיים הנרחב של אמאישן (Large Igneous Province) שיחרר נפחי לבה עצומים על פני כמה מיליוני שנים. אירוע זה חפף למשבר קשה בחיים הימיים, במיוחד לבוני אלמוגים ואורגניזמים של מים רדודים. התמונה הסטנדרטית היא שהתפרצויות כאלה משחררות כמויות עצומות של CO2, מחממות את כוכב הלכת ומעייפות מערכות אקולוגיות. עם זאת, ראיות ישירות לשינויי ה‑CO2 האטמוספרי בזמן התפרצויות אמאישן נעלמו עד כה, והותירו את ההשפעה האקלימית האמיתית בסימן שאלה.

קריאת CO2 עתיק ממאובני מולקולות

כדי לשחזר רמות CO2 בעבר, החוקרים דגמו סלעים ימיים בחתך שנגסי שבדרום סין, המכסים את התקופה לפני, במהלך ואחרי התפרצויות אמאישן. במקום להסתמך רק על כימיה של סלעים במצבר, הם התמקדו במאובנים מולקולריים זעירים שנטבעו מפוטוסינתזה — ספציפית תרכובת בשם פיטאן. היחס בין פחמן קל לכבד בפיטאן, בהשוואה לאותו יחס במינרלים פחמתיים שנמצאו יחד, מתעד כמה האצות הקדומות הפליגו על פני פחמן כבד במהלך הפוטוסינתזה. ההבחנה הזו גדלה כש‑CO2 רב ומצטמצמת כשהוא נדיר. על ידי כיול "טביעות האצבע" האיזוטופיות האלה לפי יחסים מודרניים והתחשבות בהשפעות טמפרטורה וחומרי הזנה, הצוות ייצר עקומת רזולוציה גבוהה של CO2 האטמוספרי על פני כמה מיליוני שנים.

ירידת CO2 בשיא שטיפת הלבה

הרשומה שהתגבשה חושפת דפוס בלתי צפוי. בתקופה שלפני ההתפרצויות המרכזיות ריכוזי ה‑CO2 נותרו סביב 700 חלקים למיליון (ppm). החל בערך לפני 263.5 מיליון שנה — ממש כאשר האזור הגעשי החל להתפתח — ה‑CO2 ירד בעקביות, והגיע לערכים סביב 350 ppm בסיום שלב הבסלת השטפי המרכזי. באופן בולט, שפל זה חופף לזינוקים חזקים של כספית בסדרות השכבות, סימן עצמאי לפעילות געשית אינטנסיבית. רק מאוחר יותר, במהלך התפרצויות סיליציות קטנות יותר אך אלימות יותר, חזר ה‑CO2 לעלות לכ‑1000 ppm לפני שירד חזרה לכ‑600 ppm כשהגעשיות דעכה. לפיכך תקופת ייצור הלבה הגדולה חפפה עם ירידה משמעותית ב‑CO2 האטמוספרי — ההפך ממה שמודלים קונבנציונליים חוזים.

סלעי קרקעית ים שנשאו למעלה כספוג ענק ל‑CO2

כדי להסביר הפרדוקס הזה, המחברים מביטים מתחת ללבה למיסדות הקרסטלים של אזור אמאישן. לפני שהתפרצויות מרכזיות החלו, גבעול מותנה חם עלה ממעמקי כדור הארץ ולחץ את הקרום העליון כלפי מעלה, יוצר כיפה רחבה של מאות קילומטרים ברוחב ועד כקילומטר בגובה. ההתרוממות חשפה מצע פחמתי עבה — גיר שהייתה לו בעבר קרקעית ימית של רמת יאנגצה — לגשם, לנהרות ולתקיפה כימית. כאשר הפחמטים האלה נשחקו, הם צרכו CO2 מהאטמוספירה והעבירו אותו, בצורה מומסת, לאוקיינוסים. סימנים גיאוכימיים לעוצמת השחיקה, כגון איזוטופים של ליתיום ומדד שינוי מבוסס חרסית, שיאו במהלך אותה תקופה שבה ירד ה‑CO2, ותומכים בפרשנות זו. חישובים מצביעים על כך שבליית ההרים של הפחמטים החשופים יכלה לשאוב כמות CO2 השווה או גדולה אפילו מכל האטמוספירה, אף לאחר התחשבות בחלק מהבלימה שהאוקיינוס סיפק.

מדוע ה‑LIP הזה התנהג אחרת

הבהקה של אמאישן עצמה גם נראית על פי הממצאים דלת CO2 בהשוואה לאזורים געשיים רבים אחרים, כלומר שהתפרצויות שחררו כמויות יחסית צנועות של גזים לאוויר. בשונה ממלכודות סיביר (Siberian Traps), שם המלטה חדרה לשכבות עבות עשירות בחומר אורגני ושיחררה כמויות עצומות של פחמן באמצעות אפייה של הסלעים, החדרות באמאישן היו מוגבלות בעיקר לאכסניות פחמתיות ולאזור פנימי מוגבל. כתוצאה מכך, סיפור הפחמן המרכזי לא היה פליטה מסיבית אלא שחיקה מסיבית — מואצת על ידי התרוממות באזור חג טרופי חם וגשום ועל ידי יכולת בלימת האוקיינוסים בתקופת הפרם שהייתה יחסית איטית. יחד, גורמים אלה אפשרו לכוח הספיגה של גיר חשוף טרי לגבור על הפליטות הגעשיות במשך כמה מיליוני שנים.

מחשבה מחדש על הרי געש ואקלים

לא־מומחים צריכים לזכור כי פרקי געשי ענק אינם תמיד דוחפים את האקלים לכיוון אחיד. במקרה אמאישן, חום ממקור מעמקי עיצב את הנוף בצורה שהפכה את הסלעים החשופים לזמן מה לספוג CO2 עצום, אף על פי שלבה שטפה את פני השטח. מאוחר יותר, סגנונות התפרצות שונים הטו את המאזן חזרה לעבר שחרור CO2. המורכבות הזו מסבירה מדוע כמה אזורים געשיים נרחבים חפפו להכחדות קטסטרופליות בעוד שאחרים לא — והיא מדגישה את הצורך לשקול את השרשרת המלאה: מגבעולי המנטל ועד התרוממות רכס, בליה, כימיה של האוקיינוס ושינוי אטמוספרי כשקוראים את היסטוריית האקלים העמוקה של כדור הארץ.

ציטוט: Shen, J., Zhang, Y.G., Yuan, DX. et al. Atmospheric CO₂ drawdown during the Emeishan flood basalt volcanism. Nat Commun 17, 1657 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69600-z

מילות מפתח: אקלים קדום, אזורים געשיים נרחבים, פחמן דו‑חמצני, שחיקה סלעית, הכחדה המונית