ניתוחים משולשי איזוטופים מאתרים פליטת מתאן חיידקי מתת-קפאון ימי בעומק ים לבטב

גז חבוי מתחת לים הארקטי

הרחק מול חופי סיביר, ים ארקטי רדוד מסתיר שכבת קרקע קפואה שנקראת תת-קפאון ימי. ככל שהארקטי מתהפך לחם מהר יותר משאר העולם, קרקע זו שהיתה יציבה מתחילה להפשיר. בתוך הקפאון הזה מאוחסן כמויות עצומות של מתאן, גז חממה רב-עוצמה. המחקר הזה שואל שאלה דחופה: איזה סוג מתאן דולף החוצה, בן כמהו, ומה הסבירות שהוא יגיע לאטמוספירה וישפיע על התחממות עתידית?

מוקדי מתאן במים רדודים של הארקטי

חוקרים ערכו ארבע משלחות אונייה בין השנים 2016 ל-2020 אל ים לבתב הפנימי, חלק מהמדף הארקטי של מזרח סיביר. באמצעות סונאר כדי לזהות פלומות של בועות עולות וחיישנים למדידת מתאן מומס, הם מיפו מוקד חזק שבו ריכוזי המתאן במימי הקרקע הגיעו עד פי 6000 ממה שהיו מצפים לו אם הים היה פשוט במצב שיווי משקל עם האוויר מעליו. המוקדים הללו השתנו במידה מסוימת משנה לשנה, אך האזור הראה בעקביות בועות עזות מהמארקע, במיוחד מתחת לשכבת צפיפות רדודה בעומק של כ-10–15 מטר, מה שמעיד על שחרור גז חזק ומתמשך מלמטה.

מעקב אחר גיל ומוצא הגז

כדי לקבוע מהיכן המתאן מגיע, הצוות התייחס לכל דגימת גז כטביעת אצבע כימית. מדדו שלוש חתימות איזוטופיות שונות במתאן: פחמן-13, פחמן-14 ודויטריום (צורה כבדה של מימן). הסיגנל של פחמן-14 מראה שהגז עתיק במיוחד—יותר מ-48,000 שנים—הרבה יותר זקן מחומר צמחי מודרני. במקביל, דפוסי הפחמן והמימן היציבים תואמים מתאן המיוצר על ידי מיקרואורגניזמים, לא על ידי תהליכים בטמפרטורות גבוהות היוצרים גז טבעי ונפט רגיל. ביחד, הרמזים הללו מצביעים על מתאן חיידקי עתיק אשר נח מקום זמן רב במשקעים קפואים, ולא על מתאן צעיר שיוצר לאחרונה בבוץ שטחי או זורם מתוך נהרות.

דליפות ממאגר שימור קפוא עתיק

על ידי שילוב טביעות האצבע האיזוטופיות עם מודל סטטיסטי של ערבוב, המדענים הפרידו את התרומות של מקורות עמוקים שונים. הם מוצאים שהמניין הדומיננטי—בערך 60 עד 80 אחוז—מגיע ממה שהם קוראים מתאן המקושר לתת-קפאון הימי: גז מיקרוביאלי שנוצר מחומר אורגני עתיק ואז נלכד כגז חופשי או כהידראט מתאן דמוי קרח בתוך קרקע הים הקפואה. חלקים קטנים יותר נראים כמגיעים ממאגרים פוסיליים עמוקים יותר. דפוס הבועות האינטנסיבי, יחד עם קידוח ומחקר ממודלים קודמים, מרמז שהפליטות העיקריות מתרחשות לאורך מסדרונות מוקפאים שהפשירו בתת-הקפאון, הידועים כטאליקים, שפועלים כערוצי אנכיים לתנועה גזית מבריכות קבורה אלה כלפי מעלה.

מבועות קרקעית הים אל האוויר מעליה

במעקב אחר מסלול המתאן לאחר עזיבתו את קרקעית הים, הצוות מצא שאותה טביעת אצבע איזוטופית מופיעה ממים תחתונים ועד לפני השטח, עם שינויים קלים בלבד. אם חיידקים במים היו הורסים חלק גדול מהמתאן, חתימות האיזוטופים היו משתנות בצורה חזקה וידועה. במקום זאת, הנתונים מצביעים על כך שהחמצון מוגבל וששינוי בריכוזים נגרם בעיקר מערבוב ודילול פשוטים ככל שהבועות עולות ומתמוססות חלקית. בים הרדוד הזה, רוב הגז צפוי להגיע במהירות לפני השטח, במיוחד במהלך סופות שמערבבות בחוזקה את המים, ולהמשיך משם אל האטמוספירה.

מה המשמעות לעתיד החימום הגלובלי

המחקר מגלה שמאגר גדול ועתיק של מתאן חיידקי מתחת לים הפנימי של לבתב כבר דולף, ושיש לגז יכולת להימלט ביעילות לאוויר. התנהגות זו שונה מאזורים עמוקים יותר בים לבתב, שבהם עבודה קודמת הצביעה על מתאן בעיקר תרמוגני, דמוי נפט. המסר הוא שמדף הארקטי אינו בעל סוג יחיד של מקור מתאן אלא מרקם של מאגרים עתיקים ודרכי שחרור שונות. מאחר שהתת-קפאון הימי וכל ההידראטים שהוא מכיל פגיעים להתחממות נמשכת, פליטות אלה עלולות לגדול בעתיד ולהוסיף דחיפה נוספת לשינוי האקלימי הגלובלי שמערכות הניטור הנוכחיות עלולות להתקשות לזהות בזמן.

ציטוט: Brussee, M., Holmstrand, H., Wild, B. et al. Triple-isotopic analyses pinpoint microbial methane release from subsea permafrost in the inner Laptev Sea. Commun Earth Environ 7, 211 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03222-7

מילות מפתח: תת-קפאון ימי, מתאן הארקטי, ים לבתב, משוב אקלימי, אקצוות מתאן