דיסוקסיה קרחונית באוקיינוס העמוק תת-קווי הארקטי הצפוני במהלך מעבר מיד-פליסטוקן

מדוע האוקיינוסים העתיקים חשובים היום

הרבה לפני שבני אדם החלו לשרוף דלקים מאובנים, הקצב האקלימי של כדור הארץ השתנה בצורה חדה. לפני כמליון שנים הכוכב עבר ממחזורי קרח קטנים ותכופים למיעוט של עידנים קרחונים הרבה יותר גדולים שנמשכו בערך 100,000 שנים. המחקר הזה שואל שאלה שנראית פשוטה אך בעלת השלכות רחבות: מה השתנה באוקיינוסים כדי להזיז את כדור הארץ למצב אקלימי חדש זה, ומה ההיסטוריה הזאת מספרת לנו על האופן שבו האוקיינוסים עשויים לאחסן פחמן ולאבד חמצן בעתיד?

מהפכה שקטה במחזורי העידן הקרחוני

במהלך מעבר מיד-פליסטוקן, בין כ-1.25 ל-0.7 מיליון שנים לפני זמננו, התזמון של העידנים הקרחוניים השתנה אף שעיצוב האור מהמסלולים האורביטליים נשאר בערך זהה. במקביל, רמות הפחמן הדו-חמצני באטמוספירה ירדו בכ-30 חלקים למיליון, ורשומות האקלים מצביעות על כך שהאוקיינוס העמוק הפך למקום אחסון חשוב יותר של פחמן. מחקרים רבים קודמים הצביעו על האוקיינוס הדרומי סביב אנטארקטיקה כמניע העיקרי של השינוי הזה. שם, הצטברות קרח ים עבה יותר, שכבתיות חזקה יותר ושינויים ברוחות נראו כגורמים שסייעו לכידת מי מים עשירים בפחמן ובעלי חמצן נמוך בעומק.

להקשיב לבוץ על קרקעית האטלנטי

העבודה החדשה מתמקדת בקצה השני של מסוע הגלובלי: האוקיינוס התת-קווי הצפוני, שם נוצרות היום מי עומק מודרניים. המחברים בחנו משקעים ממיקום קידוח ב-Gardar Drift מדרום לאיסלנד, נתיב מרכזי היוצא מזרימת מי העומק שנוצרו לאחרונה. בתוך שכבות הבוץ הללו מדדו הם סימנים כימיים הקשורים לרמות חמצן, כגון מנגן וצורות שונות של זרחן, וספרו מינים של יצורים זעירים השוכנים על הקרקעית הנקראים פורמיניפרה בנטית, שמתקיימים רק בתנאי חמצון טובים. קווי הראיה העצמאיים הללו מאפשרים להם לשחזר כמה חמצן הגיע לקרקעית העמוקה לאורך הזמן.

מי התכה טריים, זרמים איטיים, וימים עמוקים חסרי אוורור

הליבות חושפות כי בין כ-940,000 ל-870,000 שנים לפני, ושוב בתקופות קרחוניות קרובות, האוקיינוס התת-קווי הצפוני שקוע שוב ושוב למצב "דיסוקסי" — רמות חמצן נמוכות מספיק כדי להלחיץ יצורים רבים של קרקעית הים. מינרלים שבדרך כלל מצטברים בתנאים עשירי חמצן ירדו ביותר מחצי, ומינים המעדיפים מים מאווררים היטב כמעט ונעלמו. מרווחי החמצן הנמוכים הללו תואמים לזמנים של שפע משקעי קרח נישאים — כאשר רפסודות של קרחונים סיפקו כמויות גדולות של מים מתוקים לאזור. ההתמתנות הזו של פני הים הקטינה את צפיפות השכבות, החלישה עירבוב חורפי עמוק וחתכה את אספקת מי העומק החדשים, והשאירה מי עומק ישנים יותר, עשירים בפחמן ובעלי חמצן נמוך להצטבר בתיבה העמוקה.

שותפות צפון–דרום באחסון פחמן

כאשר רשומות הצפון האטלנטי מושוות לרמזים כימיים דומים מהאטלנטי הדרומי ומהמים סביב אנטארקטיקה, עולה תמונה מתואמת. שני אזורי הקוטב מראים התמתחות פני ים מתוקים, הרחבת קרח הים והפחתת חמצן בעומק במהלך שלבי קרח מרכזיים של מעבר מיד-פליסטוקן. בצפון, מעגל ההיפוך שמייצא כיום מי עומק עשירים בחמצן נראה כי הוחלש והפך לרדוד יותר. בדרום, מי קרקעית צפופים מאנטארקטיקה התפשטו באופן רחב יותר, מילאו את החלקים העמוקים ביותר של האוקיינוס במים עשירי מזון ודלי חמצן. שילוב זה הגדיל בפועל את מאגר האוקיינוס העמוק העולמי שבו ניתן לאחסן פחמן הנשנה מרמת האטמוספירה, וסייע לשמור על רמות דו-חמצני אטמוספרי נמוכות יותר ולתמוך במעבר לעידני קרח גדולים וארוכים יותר.

לקחים מעבר עני בחמצן

לא-מומחה, המסר המרכזי פשוט: כאשר לוחות קרח גדולים שפכו מים מתוקים לאטלנטי הצפוני, הם הפריעו להיווצרות מי עומק, אפשרו לאוקיינוס העמוק להידרש בחמצן וסייעו לנעול יותר פחמן במעמקים. תהליך זה, שפעל יחד עם שינויים דומים סביב אנטארקטיקה, ככל הנראה שיחק תפקיד מרכזי בעיצוב מחזורי העידן הקרחוני של כדור הארץ. דגמי אקלים מודרניים חוזים כי התחממות מתמשכת והמסת קרח עשויות שוב להחליש את ההיפוך האטלנטי ולהפחית את החמצן בעומק האוקיינוס. בכך שהם מראים כמה היו מי העומק בעבר רגישים למי התכה ולהתמרה במחזור, המחקר מדגיש כי תפקיד האוקיינוס כמחסן פחמן ויכולתו לספק חמצן לים העמוק הם מרכיבים תלוים זה בזה — ופגיעים — במערכת האקלימית.

ציטוט: Hernández-Almeida, I., Sierro, F.J., Filippelli, G.M. et al. Glacial dysoxia in the deep subpolar North Atlantic during the Mid-Pleistocene Transition. Nat Commun 17, 3748 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71268-4

מילות מפתח: מעבר מיד-פליסטוקן, מעגל ההיפוך האטלנטי, חמצן באוקיינוס, אחסון פחמן באוקיינוס העמוק, מי התמוססות קרחונים