כיצד גידול של המינרל סידן פחמתי משפיע על מחזור הפחמן הדו-חמצני במים של מפרץ אילת, וכך על המערכת האקולוגית והתחממות האקלים
האוקיינוסים יכולים לקלוט חום מהאטמוספרה וכך גם לשחלף איתה גזים (לקלוט אותם ממנה ולפלוט אותם אליה). כך, במימיהם העמוקים של האוקיינוסים יש כמות ניכרת של גזי חממה ובהם פחמן דו-חמצני (CO2) שידוע כתורם להתחממות הגלובלית. ריכוז הפחמן בכדור הארץ צפוי להמשיך לעלות בעיקר בעקבות שריפת דלקים מאובנים כפחם ונפט, דבר שמשפיע על התחממות האוקיינוסים והאטמוספרה.
“הפחמן קיים באוקיינוס בכל מצבי הצבירה האפשריים כמעט – גז, מומס, מוצק (אבן גיר) וכחומר אורגני, בתוך בעלי חיים ימיים – ולכן הוא קשור למגוון תהליכים שמתרחשים בו”, אומר ד”ר אייל וורגפט, כימאי ומרצה בתחום מדעי כדור הארץ באוניברסיטה הפתוחה. ד”ר וורגפט חוקר תהליכים כימיים באוקיינוס וכך לומד עליו ועל הסביבה. הוא מתמקד בקשר שבין מחזור הפחמן באוקיינוס למחזור הפחמן הגיאולוגי ובאופן שבו פעילות אנושית כגון שריפת דלקים מאובנים משפיעה על מחזור הפחמן ועל המערכת האקולוגית כולה.
מה השאלה? כמה סידן פחמתי נוצר במי האוקיינוסים?
“רוב סלעי הגיר בארץ, שגילם עשרות מיליוני שנים, נוצרו על ידי בעלי חיים ימיים כגון אלמוגים ויצורים מיקרוסקופיים, ובהם קוקוליתופורידים ופורמניפרים”, הוא אומר. “בעלי חיים אלו מייצרים לעצמם שלד גירני מהמינרל סידן פחמתי שנוצר מהפחמן שנמצא באוקיינוס ומצטבר אצלם בגוף. כשהם מתים, השלד שוקע לקרקעית האוקיינוס, מצטבר שם, ועם השנים מתהדק והופך לסלע. שריפת דלקים מאובנים גורמת לפליטה עצומה של פחמן דו-חמצני וכך מחוללת שינוי אדיר בכימיה של האוקיינוס; הפחמן נפלט לאוויר, משם עובר לאוקיינוס כגז ואז מגיב כימית עם מים. התהליך הזה מגדיל את חומציות מי הים וגורם להמסת הסידן הפחמתי. כך, בעלי החיים הימיים מתקשים לבנות לעצמם שלד ולשרוד, מה שפוגע במערכת האקולוגית ובאנושות. כך, למשל, נפגעת הבנייה של שוניות אלמוגים, אשר מספקות בית ליותר מרבע ממיני בעלי החיים באוקיינוסים ובין השאר מהוות מקור מרכזי לפוטוסינתזה בים (שתורמת לייצור חמצן שאנו נושמים חלק ניכר ממנו)”.
עם זאת, כאשר הסידן הפחמתי מתווסף לים (וגם לנהרות) מסלעי הגיר שבהם, גדל עליו עוד סידן פחמתי והמחסור בו קטן; אטומי סידן ומולקולות פחמן נספחים אליו, כך שנוצרים ממנו גבישים. במחקרו האחרון של ד”ר וורגפט, שנעשה עם הסטודנטית גילי אדוורדסון, נבדקה ההשפעה של תהליך גידול הסידן הפחמתי על מחזור הפחמן במפרץ אילת; החוקרים ביקשו לבדוק כמה פחמן עובר ממי השטח למי העומק של המפרץ בעקבות הגידול בכמות הסידן הפחמתי.
“מחצית מהפחמן שנוצר משריפת דלקים מאובנים מצטבר באוקיינוס ולא באטמוספרה. כך האוקיינוס מפחית מעט את התחממות האקלים ומגן עלינו. יכולתו לעשות זאת תלויה בכימיה של מחזור הפחמן ולכן אנחנו רוצים להכיר את כל התהליכים שמשפיעים עליו, ואחד מהם הוא גידול הסידן הפחמתי באוקיינוס”, מסביר ד”ר וורגפט.
לצורך מחקרם, שזכה במענק מהקרן הלאומית למדע, דגמו החוקרים מים וחומרים מוצקים כגון בוץ ואבק מקרקעית מפרץ אילת. לאחר מכן, במעבדה, הרחיפו את החומרים המוצקים במים, בחנו את השינויים שנוצרו במערכת הפחמן והסיקו כמה סידן פחמתי גדל על גבי החומרים. זאת באמצעות שלושה פרמטרים כימיים: ריכוז הפחמן המומס במים, אלקליניות (אמת המידה ליכולת של תמיסה מימית לנטרל חומציות), וההרכב האיזוטופי של הפחמן בחומרים השונים. כעת הם יודעים בוודאות כי כל חומר מוצק שהם מרחיפים במים שנלקחו ממפרץ אילת גורם לשקיעה של סידן פחמתי ומנסים להבין באיזו מידה.
המטרה היא לגלות את גידול כמות הסידן הפחמתי במים. כך נדע אם מדובר בתהליך חשוב במפרץ אילת, ובהמשך נוכל להבין עד כמה הוא חשוב גם בים התיכון ובאוקיינוס האטלנטי.
“בסופו של דבר המטרה היא לגלות את גידול כמות הסידן הפחמתי במים. כך נדע אם מדובר בתהליך חשוב במפרץ אילת, ובהמשך נוכל להבין עד כמה הוא חשוב גם בים התיכון ובאוקיינוס האטלנטי. מצד אחד הסידן הפחמתי נחוץ כאמור לבניית השלד של בעלי חיים ימיים ולמערכת האקולוגית כולה. מצד שני, גידול מוגבר שלו משנה את הכימיה של הפחמן. כך פוחתת ההמסה של הפחמן במים, והוא נשאר יותר באטמוספרה, מה שעשוי להשפיע על ההתחממות הגלובלית”, מסכם ד”ר וורגפט.
החיים עצמם:
ד”ר אייל וורגפט, 43, נשוי + שניים (11, 7), מתגורר ביישוב שואבה. בזמנו הפנוי אוהב לבלות עם ילדיו ואשתו, להאזין למוזיקה, לנגן על גיטרה, לתרגל יוגה, לקרוא וללכת לים.
עוד בנושא באתר הידען:
