אנטארקטיקה קפאה מיליוני שנים לפני הארקטי. אולי סוף סוף נדע למה
לפני כ-34 מיליון שנה, כאשר כדור הארץ היה חם יותר מכפי שהוא היום, קפאה אנטארקטיקה. יידרשו עוד 25 מיליון שנה עד שהקרח יכסה את הקוטב הצפוני, והשאלה כיצד הקוטב הדרומי פתח את דרכו מעוררת תמיהה על מדענים במשך עשרות שנים.
מומחים ייחסו זה מכבר את הקרחון של אנטארקטיקה להתקררות עולמית המונעת על ידי ירידה ברמות הפחמן הדו חמצני (CO2) באטמוספירה, אך בכך טמונות שתי בעיות. ראשית, יריעות הקרח החלו איכשהו להיווצר כשהאקלים עדיין היה מתון יחסית. ושנית, אם קירור עולמי היה האשם היחיד, הארקטי היה קופא בערך באותו זמן.
החידה הזו מצביעה על כך שגורם אחר כנראה הקפיץ את היווצרות יריעות הקרח של אנטארקטיקה, וכדי להגיע לתחתיתה, צוות חוקרים צלל עמוק לתוך ההיסטוריה הגיאולוגית של כדור הארץ. הממצאים שלהם, פורסם ביום חמישי בכתב העת Science, עולה כי התרוממות טופוגרפית אזורית שנגרמה כתוצאה מהתפרקות היבשת בתקופת היורה סיפקה חיזוק גובה שאפשר לשלג ולקרח להצטבר.
"אנחנו נוטים לחשוב על הורדת CO2 בתור כל הסיפור, וזה משנה מאוד, אבל זה לא פועל לבד: הגובה והרוחב הם קריטיים באותה מידה בקביעה אם יריעת קרח יכולה לתפוס אחיזה ולהתייצב", אמר המחבר הראשי תומס גרנון, פרופסור למדעי כדור הארץ באוניברסיטת סאות'המפטון, במייל לגיזמודו.
היכן שהאדמה עולה, נוצר קרח
לפני כ-170 מיליון שנים, אנטארקטיקה ואפריקה חוברו יחד כחלק מיבשת העל גונדוואנה. כשהם התפצלו, השבר שלח את אנטארקטיקה להיסחף לכיוון הקוטב הדרומי והחל שרשרת אירועים עמוק מתחת לפני כדור הארץ, גרנון מסביר במאמר עבור השיחה.
המחקר הקודם של הצוות שלו על התפתחות הנוף באפריקה נחשף שהתפרקות היבשת מעוררת תהליכי מעטפת עמוקים שמעצבים מחדש את הטופוגרפיה במשך עשרות מיליוני שנים. "אפריקה ואנטארקטיקה התחברו עד שהן התפרקו ביורה, אז הנחנו שאותם תהליכי המעטפת שהסקנו באפריקה עשויים גם לעצב את הארץ הכלואה כעת מתחת לקרח עבה באנטארקטיקה", אמר גרנון.
כאשר יבשות מתפרקות, חומר מותך ממעטפת כדור הארץ עולה מתחתיהן, מתקרר ואז שוקע. גרנון ועמיתיו קוראים להפרעות דמויות מנורת הלבה הללו "גלי מעטפת". כשהגלים מתפתלים דרך סלע מותך, עוברים מאות קילומטרים מתחת לפני השטח, הם יכולים ליצור פולסים של אדמה מורמת הרחק מאזור הבקע שבו נשברה היבשת במקור.
עבור המחקר החדש הזה, הצוות של גרנון השתמש במודלים ממוחשבים כדי לדמות את ההשפעה שיכולה הייתה להיות לגלים האלה על מזרח אנטארקטיקה, ביתה של שכבת הקרח הגדולה בעולם. התוצאות הראו שגלי המעטפת הרימו בהדרגה את החלק הזה של היבשת לגבהים גבוהים יותר, ויצרו צוק בגובה מייל (2 קילומטרים בגובה) ליד החוף ורמה מוגבהת המשתרעת כ-1,200 מייל (2,000 ק"מ) פנימה. גל ההתרוממות המשיך אז פנימה, והגיע להרי גמבורצב כ-100 מיליון שנים מאוחר יותר.
לדברי גרנון, טמפרטורת האוויר יורדת בערך ב-1.8 מעלות פרנהייט (מעלה אחת צלזיוס) עבור כל 328 רגל (100 מטר) של גובה שהושג. החישובים של הצוות שלו מצביעים על כך שלפני 45 מיליון שנה, הנוף של מזרח אנטארקטיקה התרומם מספיק כדי שיווצרו קרחונים הרים.
ככל שהצטברו יותר קרח ושלג, כך היבשת החזירה יותר אור שמש לחלל, וקיררה את האזור שמסביב. וכשהאוויר מעל אנטארקטיקה התקרר, הוא החזיק פחות אדי מים, מה שגרם לטמפרטורות לרדת עוד יותר. הפידבקים הללו אפשרו לקרחוני ההרים להתרחב על פני היבשת ולהפוך למעטה הקרח שאנו רואים כיום.
סיפור אזהרה
בעוד שממצאים אלה מבוססים על מודלים, יש עדויות גיאולוגיות אמיתיות התומכות בהם, לדברי גרנון. "בארץ דרונינג מוד ובהרים הטרנסאנטארקטיים, בהם נחשפים סלע בפסגות, אנו יכולים לתארך את ההתרוממות ישירות באמצעות תרמוכרונולוגיה, שיטה שקוראת את היסטוריית הקירור והחימום הכלואים במינרלים, בדומה לרושם טיסה גיאולוגי", אמר. התיעוד הזה מראה עדויות להתעלות מתרחשת בערך באותו זמן שהמודל של הצוות שלו חוזה.
באשר להרי גמבורצב, הם קבורים מתחת ל-2 מייל (3 ק"מ) של קרח, כך שהחוקרים לא יכולים לדגום אותם ישירות. "אבל אנחנו עדיין יכולים לקרוא את הנוף באמצעות סקרי אקוסאונד מכ"ם", הסביר גרנון. "הפסגות הן דמויות אלפיניות, החתימה של הרים שהתרוממו באופן פעיל ונחצבו על ידי שחיקת הנהר עד שהקרח קבר ושמר אותם."
מחקר זה מראה כי התהליכים הגיאולוגיים שמעלים את האדמה ויוצרים הרים ממלאים תפקיד מכריע בהיווצרות יריעות קרח, אך הוא גם מציע סיפור אזהרה לעולמנו המתחמם, לדברי גרנון. יריעות קרח נמסות הרבה יותר מהר ממה שהן גדלות, וכשהן נמסות הן שוחקות משמעותית את הנוף שמתחתן. "זה אומר שברגע שמעטפת קרח מתמוטטת, היא לא יכולה פשוט לצמוח מחדש כפי שהיא נוצרה בפעם הראשונה", הסביר. "אי אפשר לקצר את הזמן הגיאולוגי ואת התפקיד שהוא ממלא ביצירת השילוב המושלם של תנאים לבניית משטח קרח."