מחקר במפרץ אילת: האם האוקיינוסים יצילו אותנו מעליית ריכוז הפחמן שמגביר את התחממות כדה"א?

אוגוסט 17, 2020
פרופ' עדי טורפשטיין מכסה מלכודת שהועלתה מהעומק. קרדיט צילום: דוברות האוניברסיטה העברית.

איסוף אחד ממתקני הדיגום (מלכודת סדימנט) במרכז מפרץ אילת. ניתן להבחין בתחתית הבקבוקונים בכמויות המשתנות של החומר החלקיקי שנאסף בזמנים שונים (קרדיט צילום: דוברות האוניברסיטה העברית).

מחקר בלב האוקיינוס נחשב מבצע לוגיסטי ייחודי ומורכב. על אף שהאוקיינוסים מכסים כ-65 אחוזים מכדור הארץ, 95 אחוזים מהשטח הימי כלל לא נחקר, זאת בשל אתגרים טכניים רבים הקשורים במרחקים הגדולים, הצורך בהפלגות ארוכות (חודשים) והקושי לביצוע עבודת מחקר על גבי ספינות. לצד הידע המועט על המתרחש במעמקים, מדענים ברחבי העולם תמימי דעים לגבי השפעתם על תהליכי ההתחממות הגלובלית וזאת בשל יכולתם של האוקיינוסים לספוג פחמן דו-חמצני בתהליך פוטוסינתיזה על ידי אצות בפני האוקיינוס והעברת הפחמן המוצק שנוצר לקבורה בקרקעיתם, תהליך המכונה ״משאבה ביולוגית״. יעילות המשאבה הביולוגית תלויה במספר רב של פרמטרים כגון טמפרטורה, חומציות המים, חלקיקי אבק במים, ההרכב הכימי של המים, הפעילות הביולוגית ויחסי הגומלין בין כל אחד מגורמים אלה. באמצעות אותה משאבה ביולוגית מווסתים האוקיינוסים את ריכוז גזי החממה באטמוספירה. למרות חשיבות התהליך, קיים היום מעט מאוד מידע לגביו באוקיינוסים.

חוקרים בראשות פרופ' עדי טורפשטיין, גיאולוג מהמכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית ומהמכון הבין-אוניברסיטאי למדעי הים באילת, ביצעו לאחרונה מחקר המנתח את תהליך "המשאבה הביולוגית" ואת השפעתו בזמן אמת וברזולוציית זמן גבוהה, לאורך טווח זמן של שנים ארוכות. מדובר במחקר הראשון שנעשה מאז ומעולם בעניין המשאבה הביולוגית באזור ייחודי כמו מפרץ אילת. המחקר עקב במקביל אחר שטפי האבק מהאטמוספירה, החלקיקים השוקעים לאורך עמודת המים, והרכב המים עצמם, כדי לייצר הבנה רב-ממדית של מנגנון המשאבה הביולוגית.

החוקרים בחרו לבחון את אזור מפרץ אילת ממספר סיבות. הראשונה מביניהן נובעת מהמבנה הייחודי של קרקעית המפרץ. משום שהקרקעית תלולה מאוד בקרבת החוף, היא מאפשרת הגעה מהירה ונוחה לסביבה ימית עמוקה, שמאפייניה דומים מאוד לאלו של פינות נידחות באוקיינוסים, ללא צורך בביצוע הפלגות ארוכות, ובכך נפתחת האפשרות לבחון תהליכים באוקיינוסים באופן רציף ולאורך תקופת זמן ארוכה. שנית, בהתאם לתחזיות שונות האוקיינוסים צפויים להתחמם כחלק ממגמת ההתחממות הגלובלית. משום שעמודת המים החמה במפרץ אילת מדמה את מגמת עליית הטמפרטורה באוקיינוסים בעשורים הקרובים, המפרץ מהווה מקום מצוין למודל עתידי של האוקיינוסים.

פרופ' עדי טורפשטיין מכסה מלכודת שהועלתה מהעומק. קרדיט צילום: דוברות האוניברסיטה העברית

החוקרים התקינו במרכז מפרץ אילת תחנות דיגום עמוקות (״מלכודות סדימנט״) שפרוסות לאורך עמודת המים עד לעומק של 700 מטר ותפקידן לאסוף דגימות של חלקיקים השוקעים בעומקים שונים במפרץ. החוקרים הבחינו כי לאורך השנה חלו שינויים משמעותיים ביעילות העברת פחמן מהאטמוספירה לקבורה בקרקעית המפרץ, באמצעות פעילות המשאבה הביולוגית. כאשר המים התחממו, בעיקר בעונות הקיץ, החוקרים הבחינו שחלקיקי הפחמן הומסו בקלות ולכן יכלו לחזור כגז אל האטמוספירה, כלומר יעילות המשאבה הביולוגית פוחתת. מצד שני, לצד השפעת הטמפרטורה, חלקיקי אבק שמקורם בסופות אבק המגיעות ממדבר סהרה לאיזור המפרץ, שקעו בעמודת המים ומשכו את חלקיקי הפחמן האורגני יחד איתם אל הקרקעית כמו משקולת, שם הם נקברו ו״סולקו״ ממחזור הפחמן של האוקיינוסים והאטמוספירה. כלומר, גם אם בעשורים הקרובים שטחי המדבר בכדור הארץ יגדלו והטמפרטורה הממוצעת הכללית עשויה אף היא לעלות - המשאבה הביולוגית תמשיך לעודד את סילוק הפחמן לקרקעית האוקיינוסים ועשויה לאזן משמעותית את השפעת העליייה בריכוזי גזי החממה באטמוספירה. תוצאות אלו פורסמו במגזין מטעם איגוד הכימאים האמריקאי, "ACS".

פרופ' טורפשטיין מסביר כי "ה'משאבה הביולוגית' היא אחד התהליכים המרכזיים שמווסתים את אקלים כדור הארץ. המחקר שביצענו מספק לקהילה המדעית תצפיות יוצאות דופן המספקות תמונה מלאה לגבי התהליכים הקשורים במשאבה הביולוגית באוקיינוסים, דרך הנעשה במפרץ אילת. אנחנו מקווים שהמחקר יוכל לשפוך אור על עתיד האוקיינוסים ויראה כיצד האנושות משפיעה על ההתחממות הגלובלית".

פרופ' עדי טורפשטיין בקצה המזח של המעבדה הימית באילת. צילום יוני שקד

עוד מספר החוקר כי "מעבר לתהליכים הכימיים והגאולוגיים חקרנו גם את הפעילות הביולוגית באזור וזיהינו שמין מסויים של פלנקטון שהיה הנפוץ ביותר במפרץ אילת במהלך המאה ה-20, נכחד כיום מהמים. הסיבה לכך עוד לא ברורה, אך ההנחה היתה שהסיבה קשורה לזיהום ההולך והגובר של מי המפרץ. מצד שני, במחקר משלים של ההיסטוריה הגיאולוגית של המפרץ (מתוך גלעיני משקעים מהקרקעית) אנו מזהים מספר מחזורים של הופעה והיעלמות של מין זה במהלך אלפי השנים האחרונות. לכן אנו מעריכים שבניגוד להערכה הראשונית השינוי הנוכחי משלב בין תהליכים טבעיים ואנתרופוגנים״.

 

תמונה להמחשת פעילות המשאבה הימית במפרץ אילת:

איור סכמטי של פעילות המשאבה הביולוגית במפרץ אילת. צילום באדיבות פרופ' עדי טורפשטיין

פרסום מדעי און ליין: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsearthspacechem.0c00079

פרסום בתקשורת:

כלכליסט: https://www.calcalist.co.il/world/articles/0,7340,L-3845372,00.html