וולקניזם האנדי, הדישון האוקייני, שינוי במערכת האקולוגית הימית וקירור עולמי בתקופת המיוקן המאוחרת

הר געש, אוקיינוסים וקירור עתיק

המיוקן המאוחר, לפני כ-7 עד 5 מיליון שנים, היה תקופה שבה אקלים כדור הארץ התקרר, החיים באוקיינוסים השתנו באופן מהותי והלווייתנאים הגדולים החלו להגיע לגודלם הענק. המחקר הזה שואל שאלה מפתיעה: האם הרי הגעש לאורך האנדים, על-ידי פיזור אפר עשיר במזון על פני הים, יכלו לתמוך בחיי הים, לשאוב פחמן דו-חמצני מהאוויר ולדחוף את הפלנטה לכיוון תנאים קרים יותר? על-ידי שילוב של מאובנים, רשומות גיאוכימיות ומודלים ממוחשבים מורכבים, המחברים בוחנים כיצד התפרצויות יבשתיות יכלו לעצב מחדש את החיים והאקלים בים.

ההרים שמזינים את הים

האנדים מהווים את שרשרת הר הגעש הפעילה הארוכה בעולם, גבהים שמשתרעים על פני דרום אמריקה ולידם אזורים אוקייניים מהפוריים בכדור הארץ, כולל זרם הומבולדט והאוקיינוס הדרומי. כאשר הרי הגעש שם מתפרצים בעוצמה, הם משליכים אפר גבוה לאטמוספירה, ושם הרוחות יכולות לשאתו למרחקים אל הים. האפר הזה איננו רק אבק: הוא מכיל רכיבי תזונה מרכזיים כגון ברזל, זרחן וסיליקה, שלעיתים קרובות חסרים במי השטח. המחקר מתמקד בתקופה המיוקן המאוחרת, כאשר הוולקניזם האנדי היה אינטנסיבי במיוחד. במקביל, רשומות גלובליות מראות עליית פריון אוקייני, שינויים נרחבים במערכות האקולוגיות הימיות, ירידה בריכוז פחמן דו-חמצני באטמוספירה וקירור כללי. המחברים מציעים כי מפענים חוזרים של אפר מהאנדים סייעו לדשן את הים ולהדק את הקשר בין החיים לאקלים.

רמזים ממאובנים ובוץ ימי

כדי לבדוק רעיון זה, החוקרים קודם כל עברו על רשומות רבות בלתי תלויות מרחבי העולם. משקעים ימיים בחופי פרו וצ׳ילה שומרים שכבות עשירות באפר מלאות באצות זעירות (דיאטומות), שאריות ספוגים ומאובני חוליות מגוונים, שמעידים על ימים חופיים פוריים מאוד ורשתות מזון מורכבות. קומפילציות גלובליות של שאריות דיאטומות, רמות זרחן באוקיינוס העמוק ומשקעים עשירים בסיליקה מצביעות כולן על עלייה ברורה בפריון בתקופה המיוקן המאוחרת. באותו זמן, רשומות של לווייתנאים ובעלי חיים ימיים גדולים אחרים מגוללות סיפור בולט: לווייתנאי פילטר גדלו במהירות בגודלם, בזמן ששיעורי ההכחדה בקרב המגה-פאונה הימית עלו, במיוחד לתוך הפלייסטוקן. דפוסים אלה מצביעים על כך ששינויים מתמשכים בפריון ובבתי הגידול — לפחות בחלקם מונעים על-ידי אספקת מזון מהיבשה — הטילו לחצים חזקים על החיים הימיים.

המעקב אחר האפר ברוח ובמים

הצוות פנה אז למודלים כדי לראות האם אפר אנדי יכל באופן סביר לספק מספיק מזון כדי להיות משמעותי. באמצעות מודל הובלה אטמוספרית הם סימלו כיצד אפר מהאנדים המרכזיים הגבוהים היה נסחף תחת דפוסי רוח הדומים למודרניים. רוב ענני האפר נשאבו מזרחה מעל האוקיינוס האטלנטי הדרומי והמשיכו לאוקיינוס ההודי הדרומי, בעוד שחלק נפל ישירות אל הפסיפיק מול חופי צפון צ'ילה. לאחר מכן הם הזינו את זרם המינרלים המיוצר מהאפר לתוך מודל מערכת כדור הארץ שעוקב אחרי הפיזיקה של הים, הביולוגיה והחלפת הפחמן. בפולסים קצרים המייצגים התפרצויות בודדות, המודל הראה קפיצות בפריחות דיאטומות וקליטה נוספת של פחמן דו-חמצני על-ידי האוקיינוס הדרומי. כאשר אלה חזרו כל כמה עשורים עד מאות שנים, הפולסים בנו גידול מתמשך בייצוא פחמן למעמקי הים ואל המשקעים.

זיכרון ארוך באוקיינוס העמוק

מכיוון שהים העמוק מגיב באיטיות, המחברים גם השתמשו במודל נוסף, אידיאליזי יותר, שיכול לפעול במשך עשרות אלפי שנים. מודל זה עקב אחרי נוטריינטים ופחמן כשהם מחזירים במעגל דרך האוקיינוס ומקבצם במשקעים. פולסים בודדים של אפר גרמו רק לירידות זמניות בפחמן הדו-חמצני האטמוספירי, כאשר הים העמוק בסופו של דבר החזיר את הפחמן המאוחסן חזרה לפני השטח. אך כאשר ההתפרצויות חזרו לעתים תכופות — במיוחד בשילוב עם עלייה באבק הרקע מהתפשטות אזורים צחיחים — המודל הניב ירידות ממושכות של כ-10 עד 15 חלקי מיליון בפחמן דו-חמצני על פני כמה אלפי שנים. למרות שזו השפעה מתונה כשלעצמה, ירידות כאלה יכולות להפוך לחשובות כשהן מצורפות לתהליכים אחרים שפעלו במיוקן המאוחר, כגון בניית הרים, שינויי מעגלי הים והתרחבות קרחונים.

כיצד האפר העתיק עשוי היה לסייע בקירור כדור הארץ

בסופו של דבר המחקר מסיק כי התפרצויות אנדיות חוזרות סביר להניח שעשו יותר מאשר לעמעם שמים עתיקים. על-ידי אספקה מתמשכת של אפר עשיר בברזל ובזרחן למימי האוקיינוס הדרומי העניים בנוטריינטים, הם סייעו להמרצת פריחות דיאטומות, לחיזוק משאבת החיים שמעבירה פחמן אל מעמקי הים ולהורדה עדינה של ריכוז הפחמן הדו-חמצני האטמוספירי. הדישון הזה, בשילוב עם עליית כניסות האבק, תזוזות בזרמי הים ומשוב מצד אוכלוסיות לווייתנאים מתרחבות, יכל לתרום לקירור הגלובלי של המיוקן המאוחר ולעיצוב מחדש של המערכות האקולוגיות הימיות. המאמר מדגיש עד כמה מרכיבי כדור הארץ המוצק, הנוזלי והחי מקושרים — וכיצד "דשן" וולקני מההרים יכול להדהד דרך האוקיינוסים והאטמוספירה במשך אלפי שנים.

ציטוט: Carrapa, B., Clementz, M.T., Cosentino, N.J. et al. Andean volcanism, ocean fertilization, marine ecosystem turnover, and global cooling in the Late Miocene. Commun Earth Environ 7, 335 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03457-4

מילות מפתח: וולקניזם אנדי, הדישון של האוקיינוס, קירור במיוקן המאוחר, פריון האוקיינוס הדרומי, שינוי במערכת הימית