פרופ’ חגית אפק מאוני’ ייל: “אנטארקטיקה היתה פעם חמה וגם היום, כמו לפני 50 מיליון שנה, ההתחממות בקטבים מהירה יותר”

בראיון לאתר הידען אומרת פרופ’ חגית אפק מאוניברסיטת ייל כי מדידה מדוייקת של מידות החום בעבר תאפשרנה לכייל את מודלי חיזוי האקלים * המחקר, המתמקד בתקופת האאוקן, שבה היו ריכוזים הרבה יותר גדולים של דו תחמוצת הפחמן מאשר היום מראה דמיון להיום כאשר איזורי הקטבים מתחממים בקצב מהיר יותר מאשר שאר כדור הארץ

אנטארטיקה היתה פעם חמה, כך עולה ממחקרה של פרופ’ חגית אפק, פרופסורית לגיאולוגיה וגיאופיסיקה באוניבריסטת ייל שקבוצתה פיתחה שיטה למדידת טמפרטורות הסטוריות.

הממצאים שפורסמו בגליון ה-21 באפריל של כתב העת PNAS של האקדמיה הלאומית האמריקנית למדעים, מדגישים את הפוטנציאל בהתחממות הגוברת של איזורי הקטבים ואת הסיכון של המסת הקרח ועליית גובה פני הים. המחקר שילב גיאוכימאים, פלאונתולוגים ופיזיקאי אקלים.
“כימות טמפרטורות העבר מסייע לנו להבין שאנטאקטיקה העתיקה היתה חמה כמו חופי קליפורניה של היום ואיזורי הקטבים בדרום האוקיאנוס השקט רשמו טמפרטורת דומות לגלי החום של קליפורניה.

החוקרים בחנו מאובנים נדירים של צדפות מתקופת האואקן, תקופה חמה בת 21 מיליוני שנים (שנמשכה מלפני 56.5 מיליון שנים עד לפני 35.5 מיליון שנים), ושבה הימים הציפו חלקים גדולים מהיבשות.

בתשובה לשאלת אתר הידען מסבירה אפק כי בשישים מיליון השנים האחרונות היבשות היו פחות או יותר היכן שהן נמצאות היום אם כי לא כולן: “הודו היתה הרבה יותר דרומית, איזור חצי האי ערב לא היה מחובר לאסיה אלא לאפריקה, ים סוף לא היה קיים והים התיכון היה מחובר לאוקיאנוס ההודי אבל אנטארקטיקה היתה איפה שהיא נמצאת היום. כל 20 מיליון שנות האאוקן היו חמות, אך התקופה ההתחלתית היתה החמה ביותר. המחקר שלנו עסק בדוגמאות מגיל 48 מיליון עד 36 מיליון.”

“בתקופה שאנחנו מדברים עליה, אאוקן, כמות דו תחמוצת הפחמן באטמוספירה היתה משמעותית יותר גבוהה מאשר בזמננו. אם היום הריכוזים הם בסדר גודל של 400 חלקים למיליון אז הכילה האטמוספירה ריכוזי דת”פ של 1,000-1,500. כל העולם היה חם בהתאם לזה. משיטות לא גיאוכימיות אלא פשוט מהתבוננות במאובנים אנו יודעים שהקטבים היו חמים במיוחד. רואים את זה באבקנים מאובנים שמצביעים על זה שהיה יער באנטראקטיקה, התגלו גם מאובנים של חיות שבימניו חיים באיזורים חמים כמו תנינים או צבים גדולים שנחשפו באיזור הארקטי בקנדה ובאלסקה. רואים מהביולוגיה שהיה חם, השאלה כמה חם. השיטות הגיאוכימיות הנפוצות לחקר שינוי אקלים היט שיטות איזוטופיות בעיקרן אבל יש להן טווח שגיאה גדול וצריך להניח הנחות כבדות כדי לחלץ מהן מידות חום.”

“השיטה שאנחנו עובדים בה – clumped isotope או בעברית, איזוטופים מצומדים בוחנת את הסידן הפחמתי (calcium carbonate) ומודדת את הטמפרטורה שבה נוצר הסידן הפחמתי באמצעות קשר כימי בין שני איזוטופים נדירים כבדים. במחקר שמדובר עליו חילצנו את הסידן הפחמתי מצדפים מאובנים של צדפות שחיו באיזור אנטארקטיקה בחצי האי האנטארקטי, שהוא שלוחה צפונית בצד האטלנטי של אנטארקטיקה. ”

“בנוסף מדדנו מולקולות שומן ששמורות בסדימנט הממלא את הצדפות הללו – שיטה די נפוצה למדידה של טמפרטורה, אלא שהיא סובלת מבעיתיות מתודלוגית בעיקר מפני שאיננו מכירים את הביולוגיה הקשורה לחומרי השומן הללו. ואולם באמצעות מדידה בשתי שיטות שונות במקום אחת אנו יכולים לבחון רטאוראקטיבית ולכייל את הנתונים בספרות על הבדיקות שכבר נעשו בעבר לשומן הצדפות. מהמדידות הללו עולה שהצד האטלנטי של חצי האי האנטראקטי והצד הפאסיפי (הפונה לאוקיאנוס השקט) אינם זהים, וכך גם המאובנים מניו זילנד שהיתה דרומית בהרבה באותה תקופה וקרובה יחסית לאנטראקטיקה.

כך גילו חברי קבוצתה של אפק כי חלקים בחצי האי האנטראקטי חוו טמפרטורה של 17 מעלות צלזיוס בתקופת האאוקן כאשר הממוצע עמד על 14 מעלות, כמו הטמפרטורה הממוצעת של חופי קליפורניה היום (טמפ’ ממועצת – יום, לילה חורף וקיץ א.ב.) . לעומת זאת, החלקים של אנטאקטקיה שפנו לאוקיאנוס השקט רשמו טמפרטוות של 22 מעלות, כמו פלורידה הטרופית בימינו, והבדל של 7 מעלות שלמות לעומת הצד האטלנטי. כיום עומדת הטמפרטורה הממוצעת של דרום האוקיאנוס השקט ליד אנטאקטיקה על אפס מעלות צלזיוס. החוקרים מעריכים כי ההבדל נובע משינויים בזרמי האוקיאנוסים.

ואולם גם במאמר וגם בראיון לאתר הידען מדגישה אפק כי לא מדובר רק בחקר העבר, אלא שלנתונים הללו יש השלכה לימינו. “המחקר מאשר כי בדומה לשינויי האקלים של ימינו הקטבים הם אלו שמתחמים יותר מאשר הממוצע העולמי ויש לכך כמובן השלכות על המסת הקרחונים ועליית גובה פני הים.”

לדברי אפק, שילוב השיטות בהן השתמשו אנשי צוותה יאפשרו לשפר את המודלים המנסים לחזות את קצב ההתחממות הנוכחית : “כאשר רוצים לחזות מה יהיה בעתיד הדרך היחידה לעשות זאת היא להשתמש במודלים. המודלים האקלימיים שאנחנו משתמשים בהם מכויילים להווה אבל כשמסתכלים על עשרה מודלים שונים יש להם את אותו הווה אבל העתידים שלהם שונים. משמעות הדבר היא שמשהו חסר במודלים וחלק מזה נובע מזה שהדרך של כל מודל לתאר את ההווה היא קצת שונה, כי יש דברים שאנחנו לא יודעים, כשאנחנו הולכים לעבר ומנסים להשתמש באותם מודלים כדי להבין את העבר או כדי להשוות עם נתונים גיאוכימיים מהעבר אנחנו יכולים לקבל עוד נקודת התייחסות שמאפשרת לנו להגיד אלו מודלים טובים ואמינים בתחזיותיהם לעתיד ואילו מהמודלים גרועים.”

אפק סיימה את שלושת תאריה בישראל, כאשר את התואר הראשון סיימה בפקולטה לכימיה בטכניון ב-1994. ב-1997 היא סיימה את התואר השני בכימיה במכון ויצמן, אף הוא בתחום הגיאוכימיה כשא עבודת המסטר שלה הנחו פרופ’ דן יקיר ופרופ’ דניאל רונן. דן יקיר היה גם המנחה שלה לדוקטורט בויצמן במחקרי סביבה ואנרגיה, אותו סיימה בשנת 2003. לאחר מכן היא יצאה לפוסט דוקטורט בקאלטק, ולאחר סיומו ב-2007 עברה לאוניברסיטת ייל.

להודעה של אוניברסיטת ייל