חוקרים מגלים את תנאי האקלים הארקטי במהלך תקופת המיוקן המאוחרת

April 5, 2016 צוות בינלאומי של מדענים בראשות מרכז הלמהולץ של מכון אלפרד וגנר (AWI) לחקר הקוטב והים הצליח לשפוך מעט אור על היסטוריית האקלים של האוקיינוס ​​הארקטי. באמצעות דגימות קרקע מרכס לומונוסוב, הם הצליחו להוכיח שמרכז הקוטב הצפוני היה נקי לחלוטין מקרח בקיץ לפני שישה מיליון עד עשרה מיליון שנה, כשהטמפרטורה על מעל לפני המים הייתה בין 4 ל-9 מעלות צלזיוס. לגבי האביב, הסתיו והחורף, גושי קרח היו צפים על מעל לפני המים. הנתונים החדשים מסמלים צעד בסיסי לשחזור תנאי האקלים הארקטי בעבר וניתן להשתמש בהם כדי לאמת מודלים של אקלים, כפי שדווח בגיליון הנוכחי של כתב העת Nature Communications. הדגימות ששימשו במחקר נאספו בקיץ 2014, במהלך משלחת על סיפון ספינת המחקר Polarstern. בתיאור קרח הים הארקטי כגורם חשוב ורגיש מאוד במערכת האקלים הגלובלית, אמר גיאולוג AWI, מנהיג המשלחת והמחבר הראשי פרופ' ד"ר רודיגר שטיין כי חשוב להבין טוב יותר את הגורמים לשינויים בהווה ובעבר בקרח הים. . "במשלחת זו, המטרה שלנו הייתה לקחת משקעים ממרכז הקוטב הצפוני, שבאמצעותם נוכל לשחזר את קרח הים ב-50 מיליון השנים האחרונות. עד כה חסרו לנו דגימות הקרקע המתאימות ובכך הנתונים לשחזור התקופות. בסדר גודל כזה", אמר פרופ' ד"ר שטיין בגרמנית. המדרון המערבי של רכס לומונוסוב, רכס הרים תת-ימי גדול במרכז הארקטי, נבחר כאתר לדגימה. הסיבה לכך היא שהאתר חווה מפולות גדולות חוזרות ונשנות בעבר, מה שגרם למשקעים הבסיסיים ולתצורות הסלע להיחשף לעובי של כ-500 מטרים. החוקרים הופתעו גם מהיקף קצוות ההפרדה התת ימיים (קצוות טקטוניים), שהתפרשו על פני 300 קילומטרים מהקוטב הצפוני כמעט עד לקצה הדרומי של הרכס בצד הסיבירי. שימוש בליבת המשקעים כארכיון אקלים מתוך ליבות המשקעים שחולצו במשך יומיים (כולן באורך של כארבעה עד שמונה מטרים כל אחת), אחת מהן התבררה כאידיאלית לשמש כארכיון אקלים. באמצעות מיקרו מאובנים הנקראים דינופלגלטים, החוקרים הצליחו לקבוע כי המשקעים בחלק התחתון של הליבה היו בערך לפני שישה מיליון עד עשרה מיליון שנים, המתוארכים לסוף המיוקן. הדגימות שחולצו לפיכך העניקו לחוקרים הזדמנות ייחודית לשחזר את תנאי האקלים במרכז האוקיינוס ​​הארקטי שלגביהם היו נתונים מעורפלים וסותרים עד כה. כמה מדענים האמינו שבאותה תקופה, האוקיינוס ​​הארקטי המרכזי היה מכוסה בקרח כל השנה - כפי שהוא היום. עם זאת, נראה כי הנחה זו מנוגדת לממצאי המחקר. בהתבסס על הנתונים החדשים, במהלך אותה תקופה בהיסטוריה, בקיץ, הקוטב הצפוני והאוקיינוס ​​הארקטי המרכזי היו נטולי קרח במהלך הקיץ. סמנים ביולוגיים נותנים תובנות לגבי האקלים בעבר ניתוח זה מבוסס על סמנים ביולוגיים, שהם תרכובות אורגניות הכוללות אורגניזמים שהיו בחיים בעבר אך נשמרים כעת במשקעים. שניים מהסמנים הביולוגיים הללו הופקו מדגימות הקרקע. הקבוצה הראשונה היו אצות גירניות שהתקיימו על מעל לפני המים המים, שדרשו מים פתוחים והסתמכו על אור השמש להפקת מזון/אנרגיה. במרכז האוקיינוס ​​הארקטי, אור השמש זמין רק בחודשי האביב והקיץ, בעוד שהוא מחשיך במהלך החודשים הנותרים. מכאן שהנתונים המופקים מהסמנים הביולוגיים של האצות הגירניות יכולים להצביע על תנאי האקלים בחודשי הקיץ הללו. בנוסף, האצות הגירניות פיתחו מולקולות ביולוגיות שונות בשל טמפרטורת המים. בהתבסס על המולקולות, אמר פרופ' ד"ר שטיין כי הם חישבו את טמפרטורת מעל לפני המים של האוקיינוס ​​הארקטי כ-4 עד 9 מעלות צלזיוס, מה שהצביע על תנאים נטולי קרח במהלך הקיץ. הקבוצה השנייה של סמנים ביולוגיים, הכוללת דיאטומי קרח ארקטי, הראתה שהאוקיינוס ​​הארקטי לא היה נקי מקרח כל השנה. פרופ' ד"ר שטיין אמר כי על ידי השוואת הרישומים שלהם לטמפרטורות המים מעל לפני המים והתפלגות קרח הים, הם יכולים להראות שייתכן שהאוקיינוס ​​הארקטי המרכזי היה נקי מקרח בקיץ לפני שישה מיליון עד עשרה מיליון שנים. באביב ובחורף הקודם, קרח הים היה נוכח. הוא הוסיף כי לקוטב הצפוני היה כנראה כיסוי קרח עונתי דומה לזה שנמצא כיום בים השוליים הארקטיים. נתונים חדשים יכולים לשפר מודלים של אקלים שחזור זה של האקלים בעבר של הארקטי נתמך על ידי סימולציות אקלים. עם זאת, זה מניח תכולת פחמן דו חמצני באטמוספירה גבוהה יחסית של 450ppm. הסיבה לכך היא שבמחקרים מסוימים הנוגעים למאוקן המאוחר, אם תכולת הפחמן הדו חמצני הייתה נמוכה יותר, בערך 280 ppm, לא ניתן היה לשחזר אזור ארקטי נטול קרח. בכל מקרה, האם תכולת הפחמן הדו חמצני במהלך המיוקן הייתה גבוהה מדי או שהדמיות המיוקן לא היו בעלות רגישות מספקת באזור הארקטי טרם נקבעה ודורשת מחקר נוסף. כפי שאמר פרופ' ד"ר שטיין, "אם המודלים האקלימיים שלנו יכולים לשחזר בצורה מהימנה את כיסוי קרח הים של תקופות קודמות, נוכל גם לספק תחזיות מדויקות יותר של תנודות אקלים וקרח ים עתידיים במרכז הארקטי". קישור ללימוד.