התחממות תת-מימית בקנה-מידה מילניוני עד מסלולי והיווצרות פוליניה מול דראנינג מד לנד במהלך הקרחון האחרון

מדוע חום נסתר מתחת לקרח האנטארקטי חשוב

כשאנו מדמיינים את עידן הקרח האחרון, אנו חושבים על עולם קפוא ויציב. עם זאת, מתחת לקרח הימי שמקיף את אנטארקטיקה, הים לא היה שקט כלל. מחקר זה מביט לעומק מתחת לפני הים באזור ים וודל, מול דראנינג מד לנד במזרח אנטארקטיקה, ומגלה שפולסים של מים יחסית חמים עלו שוב ושוב אל פני השטח, ופתחו שטחים נרחבים של מים חשופים הקרויים פוליניות. שחרורים סמויים אלה של חום לא המיסו את קרחונת היבשת; הם עשויים אף לעודד את צמיחתה. הבנת האופן שבו ריקוד עתיק זה בין הים, הקרח והאטמוספירה פעל היא קריטית לחיזוי כיצד האוקיינוסים המחממים של היום עשויים לעצב מחדש את אנטארקטיקה ואת מפלסי הים העולמיים.

מכונה זמן ייחודית של האוקיינוס בקרקעית הים

החוקרים שלפו ליבת משקעים ארוכה ממישור בונגנשטוק, גֵּבַת תת-ימית במזרח ים וודל, כ-70 קילומטר צפונית לקצה המדף היבשתי המודרני. בליבה זו הצטברו בוץ וקונכיות זעירות של יצורים צפים שנקראים פורמיניפרה (בייחוד Neogloboquadrina pachyderma) כמעט באופן רציף בין לפני כ-75,000 עד 20,000 שנים, וחופפים לחלק גדול מעידן הקרח האחרון. הקונכיות הללו משמרות טביעות כימיות עדינות של המים שבהם גדלו. על ידי מדידת מספר אותות בלתי תלויים בקונכיות — איזוטופים של חמצן ופחמן, יחס מגנזיום-לסידן, ואיזוטופים נדירים "קבוצתיים" — הצוות שיחזר שינויים בטמפרטורת התת-משטח, במליחות ובמזון ב־50–150 המטר העליונים של הים על פני עשרות אלפי שנים.

מים חמים המסתתרים מתחת לפני השטח הקרים

כיום, האוקיינוס הדרומי שכובש בשכבות: שכבת פני שטח קרה יחסית ומתוקה יושבת מעל מסה מלוחה ומעט חמה יותר של "מים עמוקים חמים". הניגוד בצפיפות בין השכבות הללו שומר על המים החמים בעומק ומגן על מדפי הקרח החופיים מפני התכה. ליבת המשקעים מראה שבמהלך תקופת הקרח האחרונה האיזון הזה השתנה שוב ושוב. המדדים מצביעים על פרקים שבהם הטמפרטורות בעומק של 50–150 מטר מתחת לפני השטח עלו בכ־1–2 °C במקביל לצניחת טמפרטורות האוויר באנטארקטיקה. תקופות חמות תת-מימיות אלה לוּווּ גם במצבים מלוחים ומלאי מזון יותר, מה שמעיד שמסת המים העמוקים והחמימים נעה מעלה לעומקים רדודים יותר שבהם חיו הפורמיניפרה.

פוליניות עתיקות שנפתחו בתוך ים קפוא

במהלך החלקים הקרים ביותר של עידן הקרח האחרון — במיוחד סביב 72–63, 58–55, 52–48, 43–40, ו־38–20 אלף שנים לפני היום — הראיות מצביעות על כך שמימי העומק החמים עלו הכי קרוב לפני השטח. המחברים טוענים כי סידור אנכי זה של חום ומלח החליש שוב ושוב את השכבתיות בצפיפות ועודד היווצרות אזורי מים פתוחים (פוליניות) מול דראנינג מד לנד, אף על פי שבאזורים אחרים הקרח הימי היה נרחב ועבה. בפוליניות אלה קרח ימי לא יכול היה להיווצר או להחזיק מעמד בקלות משום שחום המשיך לעלות מתחת ומשתחרר לאטמוספירה. רמזים בלתי תלויים תומכים בתמונה זו: ליבות משקעים נוספות באזור מראות פריון יוצא דופן ושימור טוב של קונכיות בזמני הקרח, ופוסיליות ממושבות נץ-השלג על היבשה מצביעות על כך שמים פתוחים היו זמינים בתחומי הטרף המצומצמים שלהם למרות כיסוי קרח הימי המורחב.

רוחות, קרח ואוקיינוסים מרוחקים כשותפים למזימה

המחקר מקשר את הפוליניות החוזרות הללו לרשת של כוחות באינטראקציה המשתרעת על סקלות זמן שונות. על סקלות אורביטליות של כ־41,000 שנים, שינויים בשיפוע ציר כדור הארץ שינו את הניגוד בין האקלים בקו המשווה לבין הקוטב. תקופות של שיפוע נמוך הגבירו את הבדלים הטמפרטורה בין הטרופיים והקטבים, ועודדו רוחות מערביות חזקות יותר והגברה של אספקת מים עמוקים חמים לתוך מערבולת וודל. בו זמנית, קרח ימי גליאציאלי נרחב ורוחות קטבטיות חזקות ממדרונות של קרחונת אנטארקטיקה גדולה יותר סייעו לכלוא חום בעומק עד שהאוקיינוס העליון הפך לבלתי יציב מספיק כדי להתהפך. על סקלות מילניאליות קצרות יותר, ההתחממויות התת-מימיות באוקיינוס הדרומי נטו להתרחש כאשר הסירקולציה ההמיספרית של האטלנטי — רכיב מרכזי בסירקולציית האוקיינוסים העולמית — הייתה חזקה. זה מרמז על קשר דמוי-תנודות מצידו הצפוני של האטלנטי עם האוקיינוס הדרומי.

מה משמעות הדבר לעידני הקרח ולעתידנו

המחברים מסיקים כי "פוליניית דראנינג מד לנד הקרחונית" החוזרת הייתה תכונה רגילה של עידן הקרח האחרון, ככל הנראה בגודל דומה לפוליניה הגדולה של וודל שנצפתה בשנות ה־1970, אך פעלה על פני אלפי שנים במקום רק כמה שנים. על ידי שחרור חום מהאוקיינוס לאטמוספירה בתקופות קרות, פוליניות אלה עשויות להגביר את משק השהיו על אנטארקטיקה ולעבות את קרחון היבשת בקצה היבשתי, גם כאשר הן מערבבות את האוקיינוס העמוק ועלולות להשפיע על הסירקולציה הגלובלית ואחסון הפחמן. אף על פי שהפוליניות המודרניות הנראות בתצלומי לווין מעוצבות על ידי תנאי רקע שונים, הן מראות שהאזור הזה נשאר רגיש מאוד לשינויים זעירים ברוחות, בקרח הימי ובמבנה האוקיינוס. העבר משמש אזהרה: שינויים בחום התת-מימי הסמוי סביב אנטארקטיקה יכולים לארגן מחדש במהירות את מערכת הקרח–ים, עם השלכות היכולות להדהד ברחבי הגלובוס.

ציטוט: Pinho, T.M.L., Nürnberg, D., Nele Meckler, A. et al. Millennial-to-orbital-scale subsurface ocean warming and Polynya formation off Dronning Maud Land during the last glacial. Nat Commun 17, 2440 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70498-w

מילות מפתח: פוליניות אנטארקטיות, סירקולציה באוקיינוס הדרומי, התחממות תת-מימית של האוקיינוס, תקופת הקרח האחרונה, דראנינג מד לנד