מסגרת כרונוסטרטיגרפית חדשה לאירועי האקלים של האביטיאן–אלביאן

כשהסלעים העתיקים מספרים זמן

דמיינו שאתם יכולים לקרוא את תולדות האקלים של כדור הארץ כהברור כמו השניות על שעון. המחקר הזה עושה בדיוק את זה עבור קטע של כ‑20 מיליון שנים מתחילת הקרטיקון, לפני כ‑120–100 מיליון שנים, תקופה שבה דינוזאורים חיו והכדור היה ברובו חף ממסת קרח. על ידי הפיכת גרעין קידוח איטלקי יחיד לסוג של שעון גאולוגי, המחברים קובעים מתי אכן התרחשו אירועים גלובליים דרמטיים — החל מאוקיינוסים דלים בחמצן ועד פרצי פעילות וולקנית ושינויים בגובה פני הים — וכמה זמן הם נמשכו. תזמון מדויק יותר זה מסייע למדענים להבין כמה מהר יכול מערכת האקלים של כדור הארץ להשתנות, ולמה.

עולם של ימים גוברים ואוקיינוסים נודדים

מאחרי האביטיאן–האלביאן היו תקופה של פני ים גבוהים, הרי געש פעילים ושינויי מעבר ימי. כאשר היבשות התפרקו ונוצר קרקעית ים חדשה, נפתחו האוקיינוס האטלנטי הדרומי והאוקיינוס הדרומי, מה שהעלה את פני הים העולמיים ושינה את זרימות הימים. על רקע הטקטוניקה האיטית הזאת הונחו תנודות אקלימיות קצרות יותר המונעות משינויים במסלול כדור הארץ סביב השמש. האוקיינוסים חלפו בין מצבים מועשרים בחמצן לבין פרקים שבהם המים העמוקים נעשו דלים בחמצן, והותירו אחריהם חרסיות שחורות עשירות בחומר אורגני. אלה, המכונים אירועי היעדר חמצן באוקיינוס (OAE 1a עד 1d), התרחשו במקביל לפרצי פעילות וולקנית, שינויים בגשמים ובנגר, והחלפות במיקרופלנקטון שבנה רבות מהתכלית של הבוץ בקרקעית הים.

ארכיון טבעי בלב איטליה

החוקרים התמקדו בגרעין פוג'יו לה גואינה (PLG) ממאגר אומבריה–מרקה במרכז איטליה, שבעבר היה חלק מאוקיינוס התתיס. הגרעין הזה שומר רצף כמעט רציף מהברמיאן המאוחר ועד לסנואמן המוקדם, ותופס את כל ארבעת אירועי היעדר החמצן העיקריים בנוסף לשבעה פרקים של משקעים אדמדמים יוצאי דופן הידועים כשכבות אדומות אוקייניות של הקרטיקון. שכבה אחר שכבה, רצף PLG מתעד מעברים מאבן גיר לבנה ועשירה בחמצן, לחרסיות שחורות שהושקעו בתנאי חוסר חמצן, ועד לשכבות בצבע חלודה שנוצרו במים מחזריים יותר. הפלנקטון המאובן והאצות הסידן־מכילות בשכבות אלה מאפשרים לחלק את החתך לאזורים ביולוגיים מפורטים, המשמשים ברחבי העולם לתיארוך סלעי הקרטיקון.

שימוש במסלול כדור הארץ כמטרונום קוסמי

כדי להפוך את ערימת המשקעים של PLG לשעון בדיוק גבוה, הצוות מדד שתי תכונות מגנטיות — רגישות מגנטית ומגנוט שארית אנהיסטרטית — כל כמה סנטימטרים. האותות האלה עוקבים אחרי כמות המינרלים המגנטיים הדקים שהובאו לקרקעית הים וכיצד הם השתנו עם הזמן. ניתוחם עם כלים ספקטרליים מתקדמים מציג דפוסים קצובים ברורים התואמים למחזורי המסלול הידועים של כדור הארץ, ובמיוחד למחזור היצאניות הארוך והיציב של 405,000 שנה. על ידי התאמת מחזורים אלה לפתרון מסלולי מחושב היטב ועיגון שלהם למספר שכבות אפר מתוארכות בדיוק ולהיפוך מגנטי מרכזי (Chron M0r), בנו המחברים מודל גיל אסטרונומי שמכסה כ‑20 מיליון שנים עם אי־ודאויות בסביבות 200,000 שנים.

קביעת תאריכים לשכבות שחורות, אדמדמות ותנודות אקלימיות

עם השעון האורביטלי הזה ביד, המחקר מחדש מתארך ומחדד אירועים מרכזיים רבים של תחילת הקרטיקון. OAE 1a, אירוע היעדר החמצן הבולט ביותר, נמצא שנמשך כ‑1.13 מיליון שנים, החל בסמוך ל‑119.5 מיליון שנים לפני היום וזורם עם גל וולקני ארוך המתועד על ידי איזוטופים של אוסמיום. OAE 1b נמשך כ‑2.7 מיליון שנים, עם חמישה תת‑אירועים קצרים יותר שאורכם הפרטני נע מעשרות אלפי שנים ועד כמה מאות אלפי שנים; חלקם קשורים בצמוד לאיתותים וולקניים, אחרים לנהרות גשמים חזקים ונגר. OAE 1c ו‑1d מוצגים כפרקי זמן ארוכים יותר של אנוקסיה אזורית מרובת מיליוני שנים. בין פרקי החושך וסביבם, הגרעין מכיל שכבות אדמדמות המתעדות מים תחתיים מחמצנים יותר. התיזמון שלהן מצביע על כך שהן הומודרו על ידי מחזורים אורביטליים ושינויים ארוכי־טווח בזרימות האוקיינוס ולא ישירות על ידי טמפרטורה בלבד.

כתיבה מחדש של הלוח הגאולוגי

המסגרת החדשה גם מחדדת את הגילאים ואורכי החיים של אזורי סמן מאובנים רבים המשמשים לתיארוך סלעי הקרטיקון. שלב האביטיאן נמצא שנמשך כ‑7 מיליון שנים והאלביאן כ‑12.8 מיליון שנים, בהסכמה כללית טובה עם סולם הזמן הגאולוגי הנוכחי אך עם שינויים חשובים עבור ביוזונים בודדים. ההיפוך המגנטי הידוע כ‑Chron M0r, המסייע להגדיר את גבול הברמיאן–אביטיאן, מוערך כעת שנמשך כ‑430,000 שנים. בקישור בין פרצי וולקנים, שינויים מונסוניים, השקעת חרסיות שחורות ופרקי שכבות אדמדמות לאותו קו זמן מדויק, המחקר חושף קישור הדוק בין תהליכים בעומק כדור הארץ, קצבות אורביטלית וכימיה ימית.

מה משמעות זה להבנת שינויי האקלים

למי שאינו מומחה, המסר המרכזי הוא שמערכת האקלים והאוקיינוסים של כדור הארץ יכולה להגיב במהירות — ולעיתים בחזרות — לשינויים רקע איטיים יחסית כמו פירוק היבשות ושינויים במסלול. פליטות וולקניות, שינויי משקעים ופתיחת מעברי ים דחפו את אקלים תחילת הקרטיקון לעבר חום חממה, אך גם יצרו פרקי קירור ותנודות דרמטיות ברמות החמצן בים. על ידי בניית מסגרת הזמן המדויקת ביותר עד כה לאביטיאן–אלביאן, עבודה זו הופכת תמונה שמוטשת עד כה למסגרת זמן ברזולוציה גבוהה. זה, בתורו, מאפשר למדענים להשוות סיבה ותוצאה בעולמות חמים מן העבר בצורה טובה יותר, ולשפר את יכולתנו לשפוט כיצד שינויים אקלימיים מהירים כיום עשויים להתגלגל דרך האוקיינוסים והביוספרה.

ציטוט: Ramos, J.M.F., Savian, J.F., Franco, D.R. et al. A novel chronostratigraphic framework for the Aptian–Albian paleoclimate events. Sci Rep 16, 5862 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35714-z

מילות מפתח: אקלים תחילת הקרטיקון, אירועי היעדר חמצן באוקיינוס, אסטרוכרונולוגיה, שכבות אדמדמות של הקרטיקון, גרעין פוג'יו לה גואינה