תפקיד הסחיפה היבשתית בצריכת פחמן והשפעתה על מעגל הפחמן העולמי מאז התקופה הבין‑קרחונית האחרונה

מדוע סלעים עתיקים חשובים לאקלים של היום

כשחושבים על שינויי אקלים, בדרך כלל מדמיינים גוררים ומפעלים או יערות — לא את ההתפוררות האיטית של סלעים. עם זאת, הדרך שבה מי גשם ושורשי צמחים ממסים את פני היבשה מעבירה פחמן מהאוויר אל הנהרות והימים באופן שקט, ותורמת לייצוב האקלים של כדור הארץ על פני עשרות אלפי שנים. המחקר שואל שאלה שנראית פשוטה: כאשר הפלנטה נדנדה בין עידן קרח לתקופות חמות במהלך 120,000 השנים האחרונות, עד כמה «סחיפת הסלעים» הזו השפיעה באמת על מעגל הפחמן העולמי ועל עליות וירידות ריכוז הפחמן הדו‑חמצני (CO2) באטמוספירה?

דרך חדשה להשמעת 120,000 שנות אינטראקציה בין סלע ומים

המחברים בנו מסגרת חישובית חדשה בשם מודל PCM‑weathering לשחזר כמה CO2 נצרך על‑ידי סחיפת סלעים על היבשה מאז התקופה הבין‑קרחונית האחרונה, התקופה החמה שלפני עידן הקרח האחרון. הם שילבו מודל עולמי קיים לצמחייה ולפחמן עם מפות מפורטות של סוגי סלע ומודול סחיפה שמגיב לטמפרטורה, לגשם, ל‑CO2 האטמוספירי ולכמות היבשה החשופה מעל פני הים. זה איפשר להם לעקוב, תא רשת אחר תא רשת, כיצד יערות, קרקעות ואקלים פעלו יחד כדי למוסס שני סוגי סלע עיקריים: סלעים סיליקטיים (כמו גרניט ובזלת) וסלעים קרבונטיים (כמו אבן גיר), שלכל אחד מהם השלכות שונות מאד על אחסון פחמן לטווח הארוך.

שני סוגי סלעים, שני קצבים מנוגדים

הדמיות מגלהים שסלעים סיליקטיים וקרבונטיים פועלים בקצבים אקלימיים שונים. סחיפת סיליקטים, שמנעילה באופן קבוע CO2 אטמוספרי למינרלים ימיים חדשים, התחזקה בזמני בין‑קרח החמים והרטובים והתגברה פחות בזמני קרח קרים ויבשים. ספיגת הפחמן העולמית שלהם נעה בין כ‑119 ל‑163 מיליון טונות פחמן לשנה, כשהפעילות הגבוהה ביותר באזורי טרופיים לחים כמו האמזונס, מרכז אפריקה, דרום ומזרח אסיה וחלקים מדרום סין. לעומת זאת, סחיפת קרבונטים — שממחזרת ברובה את ה‑CO2 חזרה לאוויר על סקלות זמן ארוכות — התחזקה דווקא בתקופות הקרח. עם ירידת מפלס הים נחשפו מדפי יבשה עצומים העשירים בקרבונט סביב הטרופיים, במיוחד בדרום‑מזרח אסיה, מה שאיפשר ליותר גשם ומים בקרקע למוססם והגביר את הסחיפה הקרבונטית לכ־303–320 מיליון טונות פחמן לשנה בשיאי תקופות הקרח, כמעט פי שניים מכמה ערכי בין‑הקרח.

אקלים, חופי ים ויערות כלוחות נסתרות

באמצעות ניסויי רגישות, הצוות הפריד בין הגורמים שהניעו את השינויים האלה. עבור סיליקטים, ה‑CO2 האטמוספרי עצמו הופיע כגורם השולט ברוב מחזור הקרח האחרון: רמות CO2 גבוהות יותר קידמו צמיחה צמחית פעילה יותר וריכוז CO2 גבוה יותר בקרקע, שמהגרים האצת פירוק הסלעים. משקעים הגבירו אפקט זה, בעוד טמפרטורות נמוכות נטו להאטו. בתקופה היציבה יותר של ההולוצן, עם זאת, הטמפרטורה והמשקעים הפכו חשובות יותר מה‑CO2 עבור סחיפת סיליקטים. סיפור הסחיפה הקרבונטית שונה: המנוף הדומיננטי היה כמה אדמה נחשפה כאשר קרחונים התקדמו והתכווצו ומפלס הים עלה וירד. אזורי מדף חדשים שנחשפו בתקופות הים הנמוכות של תקופות הקרח היו מוקדי המסת קרבונט, בעוד עליית הימים בתקופות החמות הטביעה פלטפורמות אלה והקטינה את תרומתן.

תפקידה השקט אך החזק של הסחיפה באיזון הפחמן

כאשר המחברים סיכמו את המספרים על פני מחזורי עידן‑קרח מלאים, הם מצאו כי סך הפחמן שצרכה סחיפת סיליקטים וקרבונטים עלה בהרבה על השינויים הנקיים באחסון הפחמן ביערות, בקרקעות ובאוקיינוסים. הן בתקופה הבין‑קרחונית האחרונה והן בתקופת הקרח האחרונה, סחיפת הקרבונטים הסירה כפליים פי בערך מהפחמן מאשר סחיפת הסיליקטים, עם ספיגות גדולות במיוחד בזמני הקרח עקב חשיפת מדפים מורחבת. למרות שחלק ניכר מה‑CO2 שנצרך על‑ידי סחיפת קרבונטים בסופו של דבר חוזר לאטמוספירה דרך כימיית הים, שינויים אלה עדיין מעצבים את חלוקת הפחמן בין היבשה, הים והאוויר על פני אלפי שנים. העבודה גם מראה כי דפוסי הצמחייה מווסתים בעוצמה היכן ומתי הסחיפה היא העזה ביותר, ומחזקים את חשיבות יערות הטרופיים כמנועים להסרת פחמן בטווח הארוך.

מה זה אומר לעתיד שלנו

מבט קדימה, המודל מציע שככל שחימום מונע‑אדם יגביר את צמיחת הצמחים ופעילות הקרקע, הסחיפה הכימית על היבשה תתגבר בכל תרחישי הפליטה העתידיים. תחת מסלולי פליטה גבוהים, הזרימות העולמיות של סחיפת סיליקטים וקרבונטים עלולות לעלות ביותר מפי שניים עד 2100. האצת תהליך זה לא תבטל את פליטות ה‑CO2 המהירות שמייצרים בני‑האדם בטווחי הזמן האנושיים, אך היא תפעל כבלם איטי וטבעי על רמת ה‑CO2 האטמוספרית לאורך אלפי שנים. המסר הראשי של המחקר לקהל הרחב הוא כי קליפת הסלע של הפלנטה אינה תרכוש דוממת: היא מערכת פעילה, רגישה לאקלים. כאשר מדפי הקרח מתקדמים ונסוגים, קווי החוף משתנים ויערות מתרחבים או מתכווצים, האיזון בין סחיפת סיליקטים וקרבונטים משכתב כל העת את ספרי החשבונות של הפחמן של כדור הארץ, ועוזר לשמור על האקלים בטווחי חיים ארוכי‑טווח.

ציטוט: Xu, S., Wu, H., Yuan, Y. et al. The role of land weathering in carbon consumption and its impact on global carbon cycling since the Last Interglacial period. Sci Rep 16, 14575 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44594-2

מילות מפתח: סחיפה כימית, מחזורי קרח–בין‑קרח, מעגל הפחמן, סלעים סיליקטיים וקרבונטיים, משובי אקלים