מדוע אנטארקטיקה כוסתה בקרח מיליוני שנים לפני האזור הארקטי? התשובה לשאלה הזו התקבלה במחקר שפורסם בכתב העת Science, וטמונה בעומק כדור הארץ. בכך באה על פתרונה אחת מחידות האקלים הוותיקות ביותר: כיצד יכלה להיווצר יריעת קרח עצומה כאשר כדור הארץ היה חם בכ-5 מעלות צלזיוס מהאקלים הנוכחי?
מחברי המחקר הראו כי היווצרותם של מצוקים, רמות ואזורים הרריים במזרח אנטארקטיקה יצרה את תנאי השטח הדרושים להצטברות שלג וקרח. למעשה, אנטארקטיקה הייתה בעבר חלק מיבשת-על בחצי הכדור הדרומי בשם גונדוואנה (Gondwana), שכללה גם את אפריקה, דרום אמריקה, אוסטרליה, חצי האי ערב ותת-היבשת ההודית של ימינו.
תהליכים רבי עוצמה עמוק בתוך כדור הארץ, שהחלו כאשר אנטארקטיקה ואפריקה החלו להתפרק בתקופת היורה לפני 201-143 מיליון שנים, גרמו להתרוממות חלק ניכר מפני השטח של מזרח אנטארקטיקה במשך למעלה מ-100 מיליון שנים, והובילו להיווצרות יריעת הקרח לפני 34 מיליון שנים. "פני השטח של אנטארקטיקה התרוממו בהדרגה עד לנקודה שבה הקרח יכול היה להיווצר ולהישאר בקביעות, אפילו בזמן שהאקלים היה חם באופן מפתיע", הסביר פרופ' תומאס גרנון, מבית הספר למדעי האוקיינוס וכדור הארץ באוניברסיטת סאות'המפטון וממכון המחקר הלאומי של גרמניה למדעי כדור הארץ, שנמנה עם צוות המחקר.
קרח אנטארקטי פוגש את קו החוף הסלעי. חוקרים עקבו אחר מאפייני נוף מהמצוק החופי של ארץ המלכה מוד, שגובהו שני קילומטרים, ועד להרי גמבורצב התת-קרחוניים, הקבורים מתחת ל-1-3 קילומטרים של קרח
(צילום: Matt Palmer)
פינגווין קיסרי מחליק על בטנו, כשברקע הר הגעש הפעיל ארבוס
(צילום: Deborah Zabarenko/Reuters)
יריעת הקרח של מזרח אנטארקטיקה היא הגדולה ביותר על פני כדור הארץ, והיא אוגרת מספיק מים כדי להעלות את מפלס הים העולמי בכ-52 מטרים אם היא תמס לחלוטין. החוקרים השתמשו במודלים חישוביים כדי לשחזר כיצד פני השטח של מזרח אנטארקטיקה התפתחו במשך 100 מיליון שנים. הם גילו ש"גלי מעטפת" מסבירים כיצד הם התרוממו בהדרגה. גלי מעטפת הם תופעה גאולוגית שהתגלתה לאחרונה על ידי פרופ' גרנון ועמיתיו, שבה תנועה איטית של סלע חם במעטפת כדור הארץ – השכבה שמתחת לקרום – יוצרת מעין "גלים". גלים אלו חולפים מתחת ליבשות, מרימים את פני השטח, מעצבים אזורים הרריים ומשפיעים על תופעות געשיות.
הסימולציות של הצוות גילו כי לפני כ-45 מיליון שנים, חלק ניכר מהנוף במזרח היבשת הדרומית ביותר על פני כדור הארץ התרומם מעל לגובה של כ-2 קילומטרים – הגובה הנדרש להיווצרות והתפשטות של קרחונים – עד לכדי התמזגות ליריעת הקרח של ימינו. המחקר וממצאיו מסייעים להסביר את האסימטריה הבולטת בקרח הקוטבי, שכן בעוד שאנטארקטיקה הפכה לקרחונית לפני כ-34 מיליון שנים, יריעות קרח גדולות בחצי הכדור הצפוני לא נוצרו עד לפני 5 מיליון שנים בערך. בעוד שירידה ברמות הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה נתפסת באופן נרחב כגורם להיווצרות הקרחונים באנטארקטיקה, יריעות הקרח הראשונות החלו להיווצר כאשר האקלים היה עדיין יחסית מתון. "אנטארקטיקה צברה יתרון משמעותי מכיוון שתהליכים גאולוגיים הניעו את התרוממות היבשה לגבהים גבוהים יותר, מה שהפך אותה לקרה יותר", הסביר פרופ' גרנון.
קרחון באנטארקטיקה
(צילום: Alexandre Meneghini/Reuters)
יריעת הקרח באזור הארקטי
(צילום: David Goldman/AP)
לפני 50 מיליון שנים, גובהם של רוב הרי גמבורצב (Gamburtsev) במזרח אנטארקטיקה היה מתחת ל-1.5 קילומטרים. אבל לפני 34 מיליון שנים, כמעט מחצית מהרכס היה מעל 2 קילומטרים – גבוה מספיק כדי ששלג וקרח ייערמו ויצטברו לכל אורך השנה, מה שמסביר את מעטה הקרח העבה במיוחד המאפיין אותו ומגיע עד ל-3 קילומטרים. "ככל שיריעת הקרח האנטארקטית התרחבה, פני השטח הבהירים החזירו יותר אור שמש בחזרה לחלל, מה שקירר עוד יותר את האזור", הסביר ד"ר פיליפ גודווין, פיזיקאי אקלים באוניברסיטת סאות'המפטון, שהיה שותף לכתיבת המחקר.
על כן, מחברי המחקר מעריכים כי התהליך הזה הוריד את הטמפרטורות הגלובליות בכ-1 מעלות צלזיוס. אך זה לא הספיק להיווצרות יריעות קרח בחצי הכדור הצפוני, ולכן מרבית המקומות באזור הארקטי נותרו ברובם נקיים מקרח בשל גבהים נמוכים יותר.
ההתקררות באנטארקטיקה גרמה למשוב אקלימי נוסף, בו פוזר אוויר קר ויבש, המכיל פחות אדי מים שעלולים ליצור חסם באטמוספרת כדור הארץ ולהוביל להתחממות. אפקט הבידוד הזה נחלש, מה שאפשר לטמפרטורות לרדת עוד יותר – עד שיריעת הקרח התפשטה מההרים לכל רחבי היבשת (עד קו החוף). "התנאים שמקורם בעומק כדור הארץ הוכחו כבעלי השפעה רבה על עיצוב הנופים המוקדמים ואופן יצירת הקרחונים", סיכם פרופ' גרנון. "זה חשוב מאוד להבנה מעמיקה של עידני הקרח העתיקים של כדור הארץ, אך גם של נקודות מפנה אקלימיות עתידיות".
