סיקור מקיף

חיים על פי השאול

תגלית מדהימה מאלצת מדענים לבחון מחדש את השאלה האם חיים יכולים להתקיים אף בתנאים קיצוניים ביותר על פני כדור הארץ ובחלל

קרחונים ימיים באנטארקטיקה. צילום: shutterstock
קרחונים ימיים באנטארקטיקה. צילום: shutterstock
דאגלס פוקס

בינואר 2015 קדחו חוקרי קרחונים פיר בקרח, לעומק של 740 מטרים, באזור המפגש שבין יבשת אנטארקטיקה לים. רובוט ששוגר למעמקי הפיר גילה דגים ובעלי חיים אחרים המתקיימים במים שעומקם 10 מטרים בלבד, במרחק 850 קילומטרים מן הים הפתוח ומאור השמש.

על פי התיאוריה המקובלת, מקום נידח זה צפוי היה להיות חסר חיים כמעט. אבל הדגים שם ניזונים מסרטנים זעירים, שבתורם ניזונים מחיידקים. החיידקים במקום מבודד זה יכולים למצוא את מזונם בשאריות אורגניות שנושרות מתחתית מעטה הקרח הגולש למים. בהיעדר אור שמש וללא פוטוסינתזה, החיידקים מפיקים אנרגיה משאריות אלה בדרכים לא שגרתיות.

התגלית מעלה את האפשרות שחיים יכולים להתקיים על פני כדור הארץ במקומות שנחשבו עד כה בלתי ראויים למחיה, ואף על כוכבי לכת וירחים כמו הירח אירופה המקיף את צדק.

חיים ימיים היו הדבר האחרון שרוברט זוּק וכתריסר מדענים ציפו למצוא בינואר 2015 כשיצאו לחקור את הקרחונים באזור המפגש שבין היבשת לים, במקום שבו מעטה הקרח ניתק מן הקרקע, מחליק למים ויוצר את "מדף הקרח רוֹס". הם עשו את כל הדרך עד למקום נידח זה כדי לנסות להבין איך שכבת הקרח התחתונה, "הבטן הרכה" של מעטה הקרח של מערב אנטארקטיקה, הגולש לאִטו לעבר הים, מגיבה לשינוי האקלים. הם צירפו למשלחת כמה ביולוגים שהתמחו בחקר חיידקים פרימיטיביים, אך אף לא מדען אחד שחוקר יצורים גדולים יותר.

ב-16 בינואר הצטופפה החבורה סביב צגי הווידאו בחדר חשוך שהוקם על גבי מעטה הקרח, כעין מרכז בקרה מאולתר שנבנה בתוך מְכוּלַת מתכת. במשך ימים ארוכים גררו טרקטורים את התיבה, שהותאמה בדוחק לייעודה, רכובה על גבי ארבעה מגלשי סקי ענקיים, יחד עם חצי מיליון קילוגרמים של ציוד ואספקה, לנקודה זו המצויה במרחק 850 קילומטרים מחזית מדף הקרח הפונה לים הפתוח. כאן קדחו אנשי הצוות באמצעות מים חמים בור רחב אך במעט מטבעת כדורסל, לעומק של 740 מטרים, עד לטריז המים הזעיר הלכוד בין קרקעית הים שמתחתיו, סמוך לקו החוף, ובין הקרחון שמעליו. כדי לחקור את הנעשה במעמקי הבור, הם תלו רובוט שכינויו Deep SCINI על כבל ושלשלו אותו בזהירות דרך בור הקידוח. רצועה נגללת שמרה על קשר אלקטרוני בין הרובוט ובין חדר הבקרה.

איור של רובוט תת-מימי. קרדיט:בריאן כריסטי
התמונה מתבהרת: תמונות שצולמו השנה על ידי הרובוט התת-ימי Deep SCINI מוכיחות שצורות חיים מורכבות משגשגות באפלה המוחלטת במים הקפואים שמתחת למדפי הקרח המסיביים הצפים לאורך חופי אנטארקטיקה. קרדיט: בריאן כריסטי

Deep SCINI.הוא רובוט מונחה מרחוק (ROV), שחייב לעמוד בקור המקפיא ובלחץ הגבוה השוררים במעמקים. אבל זוּק נאלץ לבנות ולתכנן אותו במרוץ נגד הזמן, והספיק לבחון אותו בבריכת שחייה בלבד. כעת, בשטח, עקבה חבורת המדענים בנשימה עצורה במשך 40 דקות אחר הרובוט הצר, שני מטרים אורכו, המשתלשל מטה, עמוק יותר ויותר במורד הבור. כל קימור לאורך קירות הקרח הלבנים של הפיר השתקף בבהירות באור הפנס שהותקן על חרטום הרובוט, מה שיצר רושם של חור תולעת קוסמי המוביל לעולם אחר.

המדענים שצפו במתרחש בחדר הצפוף נשמו לרווחה כשקירות הבור נעלמו פתאום ואת מקומם תפס חלל חשוך. בשלב זה כבר עבר Deep SCINI דרך תחתית מדף הקרח וחדר לשרוול מי הים המלוחים, שעומקו 10 מטרים בלבד, הכלוא מתחתיו. לנגד עיניהם נגלתה קרקעית הים השוממה, סלעית ונטולת חיים, קרקע אפלה וקפואה שעין אנוש לא ראתה מעולם קודם לכן. דגימות המים שצוות המדענים שאב דרך בור הקידוח כמה ימים קודם לכן היו צלולות וזכות, ללא כל סימן חיים. רוס פאוול, גאולוג העוסק בחקר קרחונים מאוניברסיטת נורת'רן אילינוי, ואחד מראשי המשלחת, תיאר את אזור קו החוף הזה כמקום "עוין למדי" כשדיווח על הממצאים בשיחת טלפון לווייני לאחר איסוף הדגימות.

ג'סטין ברנֶט, שניווט את הרובוט, החליק את אצבעותיו על פני משטח המגע כדי להנחות את Deep SCINI כלפי מעלה, לעבר הצד התחתון של מדף הקרח הצף. אורות הרכב המונחה מרחוק חשפו תקרת קרח גבשושית משובצת באדמת סחף. פה ושם ניתק מן התקרה גרגר עָפָר זעיר, מנצנץ באור בדרכו מטה ככוכב נופל. אבל מדי פעם, כוכב נופל זה או אחר התנהג באופן מוזר: נראה היה כאילו הוא משנה כיוון ומזנק הצִדה. המדענים שצפו במחזה לא היו יכולים להיות בטוחים בכך, אך נדמה היה להם שמשהו נע על צג הווידאו.

ברנט החל להפנות את Deep SCINI חזרה לעבר קרקעית הים כשלפתע פתאום קפאה התמונה על הצג. הרובוט כיבה את עצמו כדי להימנע מהתחממות יתר, מצב אירוני למדי במים הקפואים שבהם שהה, שנשארו במצב נוזלי בטמפרטורה של מינוס 2 מעלות צלזיוס רק בזכות מליחות המים והלחץ האדיר שהפעיל עליהם הקרח ממעל. זוּק קרא בקשר הרדיו למפעיל הכַּנֶּנֶת, שעמד על משמרתו מחוץ לחדר הבקרה, וביקש ממנו להנמיך את הרובוט לקרקעית, שעה שצוות המדענים אִתחל אותו מחדש.

כשמצלמות הווידאו שבו לפעול, פרץ אחד מאנשי הצוות במכולה הקרה בקריאות נלהבות: "תראו! תראו! תראו! אני לא מאמין!" כל המבטים הופנו שמאלה, לעבר צג המצלמה המכוונת כלפי מטה, אל קרקעית הים. דמות רבת-חן החליקה על פני המסך, צורתה הולכת ונעשית צרה כסימן קריאה, גופה השקוף למחצה כחלחל, שחמחם, ורדרד. זה היה דג שאורכו כאורך סכין מטבח קטנה. הנוכחים בחדר הוכו בתדהמה. המשלחת שיצאה לכאן לחקור קרחונים גילתה זה עתה צורת חיים מורכבת באחד המקומות שנחשבו כעוינים ביותר בעולם.

באותו יום שהה הרובוט שש שעות תמימות במעמקים, ובמהלכן פגש שלושה מינים שונים של דגים, 20 או 30 פרטים בסך הכול. שַטצַדאים (אמפיפּודים) דמויי חסילונים חלפו ביעף על פניו. הצוות הבחין גם במדוזה בצבע חום ערמוני, וביצור ססגוני דמוי מדוזה השוחה מעל, קרוב לוודאי, ממשפחת המסרקניים. "הרושם שקיבלנו היה שמדובר בקהילה שלמה שחיה שם," סיפר לי פאוול זמן לא רב לאחר מכן. "זה לא היה אירוע מקרי." במעמקים שנחשבו לשוממים, כך התברר, מתקיימים חיים עשירים.

התחלה קרה: מדענים חוקרי קרחונים שהקימו מחנה על מדף הקרח רוס בינואר 2015 קדחו בקרח לעומק של 740 מטרים במטרה לחקור את הנעשה עמוק מתחת למעטה הקרח, באזור המפגש שבין היבשת לים. קרדיט: רחל מוריי

הגדרת המשימה השתנתה באחת. צו השעה עתה היה ללכוד כמה מן היצורים האלה, ככל שהדבר אפשרי, כדי שמדענים יוכלו לבחון ולחקור אותם. זוּק בנה אפוא מלכודת רשת מאולתרת, התקין אותה על גבי Deep SCINI והניח בתוכה בשר דגים כפיתיון. כשהורידו את הרובוט לקרקעית הים בפעם הבאה, נקלטו בעדשת המצלמה שלו במהלך ארבע שעות עשרות שטדצאים שסבבו את המלכודת כזבובים סביב פח אשפה. וכשמפעיל הכננת הרים את הרובוט בחזרה לפני השטח, הכילה המלכודת יותר מ-50 סרטנים זעירים. הצוות הקפיא אותם והטיסם לתחנת המחקר מק'מורדו, המרכז הלוגיסטי הראשי של ארה"ב באנטארקטיקה. זוּק ועמיתיו נערכו לעזוב את המקום.

צורות החיים המורכבות שנמצאו במקום בשפע רב כל כך היו תגלית מרעישה. הממצאים עדיין מכים גלים בקהילה המדעית ומערערים הנחות שהיו מקובלות שנים ארוכות לגבי החיים על פני כוכב הלכת שלנו והאפשרות למצוא חיים על כוכבים אחרים.

הראיות לקיום חיים מתחת לקרח באנטארקטיקה הצטברו טיפין-טיפין. האקלים במקום קשה מנשוא, ומסעות החקר יקרים, בייחוד אלה המחייבים קידוחים לעומק מאות מטרים של קרח. מסיבות אלה, המידע המועט שהצליחו מדענים לאסוף מקורו היה בחזית מדפי הקרח, באזור הים הפתוח.

בשנות ה-60 של המאה ה-20, גילו חוקרי קרחונים באקראי מושבה של כלבי ים ששרדו באורח פלא למרות שנותרו מבודדים באופן קבוע על מדף הקרח מק'מורדו, במרחק של 25 קילומטרים מקצה המדף, רחוק מכדי שיוכלו להחליק בחזרה לים. כלבי הים התקהלו על יד סדק עמוק, במקום שבו מדף הקרח קרס תחתיו. הם נהגו לצלול לתוך הסדק בחיפוש אחר מזון במי הים שבקרקעיתו. הביולוגים תהו איזה מזון היו יכולים כלבי הים למצוא במים האפלים שבהם, כך סברו, לא היו חיים. כלבי הים האלה נראו אף שמנים יותר מבני מינם שחיו באזור הים הפתוח, ולכן התעלומה הייתה גדולה שבעתיים. אבל למדענים לא הייתה דרך לפתרונה.

רמז לפתרון נמצא במקרה ב-1975, כשעננות נמוכה אילצה את ג'ון אוליבר להנחית את ההליקופטר שהטיס בקרבת סדק סמוך בקרח. אוליבר, שהיה באותה עת אוקיינוגרף במכון סקריפס לאוקיינוגרפיה בלה חויה שבקליפורניה, ועמיתו לטיסה החליטו לצלול לתוך הסדק. הם החליקו במורד קיר הקרח, אל מתחת לפני המים, ובעומק של 40 מטר נגלה לעיניהם מראה חייזרי: מאות שושנות ים זוהרות בירוק הנטועות בקרח. שנה לאחר מכן שבו השניים למקום כדי לאסוף כמה שושנות ים, אך גילו שהמים זרועים גבישי קרח מתערבלים ונאלצו לוותר על הצלילה המתוכננת. הם חזרו על עקבותיהם כלעומת שבאו, בלא שאספו או אף צילמו את היצורים הימיים. כל שנותר מתגליתם היה משפט יחיד נשכח מלב במאמר מדעי על קרחונים.

איור של תגליות חיים מתחת לקרח. מפה על ידי XNR Productions
מדענים שיצאו למשימת חקר בינואר 2015 נדהמו לגלות המוני דגים ושַטצַדאים (סרטנים זעירים בעלי שריון) באזור שבו מעטה הקרח היבשתי גולש לים כמדף הקרח רוס, במרחק 850 קילומטרים מן הים הפתוח, כשמעליהם 740 מטרים של קרח. יצורים אחרים (המצוינים במפה) התגלו בעבר בתחתית מדפי קרח, בקרבת החזית שלהם, קרוב הרבה יותר לים הפתוח שטוף השמש, כשהם תלויים לעתים קרובות מצִדו התחתון של מדף הקרח, במערכת אקולוגית המתקיימת במהופך בתחתית המדף.
מפה על ידי XNR Productions

ב-2003, במרחק 3,000 קילומטרים משם, הקים יוּקי ואטאנבּה, ביולוג מאוניברסיטת טוקיו, מחנה על המשטח הדק של קרח ים עונתי, סמוך למדף הקרח רייזר-לארסן. משטחי הקרח האלה, הנוצרים בחורף על פני המים באזורי החזית של מדפי קרח, אִפשרו לו להישאר בבקתה במהלך החורף ולחקור את הרגלי התזונה של כלבי ים. מכשירים שהצמיד לבעלי החיים האלה הראו שלעתים קרובות הם צוללים לעומק של 150 מטרים מתחת לפני המים. ואטאנבה הניח אפוא שבאזור זה מתקהלים דגים. אך כשהצמיד מצלמה לאחד מכלבי הים, נראו בתמונות שהתקבלו יצורים ימיים בעלי זרועות־ציד מתנפנפות התלויים במהופך מתחתית מדף הקרח: זו הייתה תגלית מפתיעה ביותר. ואטאנבּה שיער אפוא שכלבי הים צוללים אל מתחת לשפת המדף כדי לצוד כל טרף שנתלה ממנו.

רק מעטים היו מודעים לתגליות שאוליבר וואטאנבה גילו באקראי כשזוּק נקרא ב-2010 לסייע לצוות של מהנדסים לחקור קידוח מים חמים באמצעות רובוט. אז התבצע הקידוח במדף הקרח רוס, באתר ששמו Coulman High, המרוחק 10 קילומטרים מחזית המדף, מקום שבו עובי הקרח הגיע ל-250 מטרים. לאחר שהצוות התיך נקב בקרח, שלח זוּק את הרובוט שלו במורד הפיר. כשניווט את הרובוט לאורך תחתית מדף הקרח, נגלה מחזה מוזר על צג הווידאו: אלפי זרועות ציד של שושנות ים, שנדמו כרוחות רפאים. היצורים האלה חיים בדרך כלל על קרקעית הים, כשהם מעוגנים אליה. אבל כאן היו שושנות הים תלויות במהופך מתחתית מדף הקרח, כשהגבעולים שלהן נעוצים בקרח. גם תולעים שכנו בקרח, במחפורות משלהן. שַטצַדאים דמויי חסילונים וסרטני קריל נראו חולפים במים, ודגים שחו אנה ואנה. אחד מהם שחה במהופך, כשבטנו מחליקה על תקרת הקרח. המראה היה "הזוי לגמרי," סיפר זוּק, "זה היה הדבר האחרון שציפינו למצוא במקום."

מֶרימֶגַן דֶיילי, מומחית לשושנות ים מאוניברסיטת המדינה של אוהיו, הייתה המומה כשראתה את הצילומים הראשונים. "זה היה מדהים. הן נראו כמו עטלפים שתלויים מתקרה של מערה. מעולם לא עלה בדעתי ששושנות ים יכולות להתקיים שם," אמרה דיילי.

איש לא העלה בדמיונו מערכת אקולוגית המתקיימת במהופך בצִדו התחתון של מדף קרח. אך מדענים היו יכולים לפחות לספק הסבר לקיומה של מערכת כזאת על סמך התיאוריה המקובלת באותה עת. צורות חיים מורכבות מתחת לקרח באזורי החזית של מדפי קרח יכולות למצוא את מזונן במי האוקיינוס הנישאים עם הזרם מן הים הפתוח שטוף השמש שבקרבת מקום, הסבירו ביולוגים. אבל, על פי ההסבר הזה, החיים ילכו וידעכו במהירות ככל שיגדל המרחק מן הים הפתוח ומאור השמש. יצורים קטנים יותר ויותר יאכלו את שאריות המזון, עד למקום שבו לא ייוותר מזון כלל. קו זה יציין את תחילתו של אזור נרחב, מאוכלס על ידי חיידקים בלבד, המשתרע לאורך מאות קילומטרים מתחת למדפי הקרח העצומים שגודלם כגודל מדינות, לעבר היבשת, עד לאזור שבו מעטה הקרח נפגש עם היבשה.

אור השמש אינו מגיע לאזור המבודד הזה הקבור כולו תחת הקרח, ופוטוסינתזה אינה יכולה להתרחש בו כלל. האזורים השוממים ביותר של קרקעית האוקיינוס המוכרים לנו הם אזורים אפלים בתהומות הים, בלב אוקיינוסים עצומים, 6,000 מטרים מתחת לפני המים. החיים בעומקים אלה תלויים בחלקיקים של יצורי פלנקטון מתים השוקעים כלפי מטה משכבות המים העליונות המוארות באור השמש הרחק מעל. אבל אין ים מעל אזור המפגש בין מדף הקרח לבין היבשת. סטייסי קים, מדענית העוסקת בחקר האקולוגיה של מעמקי הים האנטארקטי במעבדות לחקר הימים במוס לנדינג שבקליפורניה, שיערה שהאזור יהיה מבודד פי כמה וכמה ממצולות הים.

קרדיט: רחל מוריי

 

דג שקוף למחצה. באדיבות פרויקט WISSARD לחקר יציבות מעטה הקרח והגאוביולוגיה התת-קרחונית במערב אנטארקטיקה
דגים! בוב זוּק (למעלה) צופה בסרטון וידאו בשידור חי שמשדר הרובוט שלו, המצוי מתחת לפני המים, בשרוול של מי ים מתחת למדף הקרח, באזור המפגש שבין היבשת לים. זוּק לא ציפה כלל למצוא חיים במקום הזה, ונדהם לגלות שלושה מינים של דגים, כמה מהם שקופים למחצה שגודלם כגודל סכין מטבח קטנה (למטה). באדיבות פרויקט WISSARD לחקר יציבות מעטה הקרח והגאוביולוגיה התת-קרחונית במערב אנטארקטיקה).

פרויקט הקידוח באנטארקטיקה, ANDRILL, באוניברסיטת נברסקה-לינקולן, שמימן את המסע לאנטארקטיקה ב-2010, שכר ב-2013 את שירותיו של זוּק כדי לשדרג את הרובוט שבנה, ושנודע לימים כ-Deep SCINI. זוּק תכנן ובנה חלונות עשויים סַפִּיר בשביל המצלמות של הרובוט וגוף עשוי מיליוני כדורי זכוכית חלולים זעירים, כך שיעמוד בלחץ המים בעומקים של עד 1,000 מטרים ויאפשר לשלוח את הרובוט למשימות חקר אף בחלקים מרוחקים יותר של מדף הקרח, תחת שכבות קרח עבות יותר. כשהושלמה המלאכה זוּק הוזמן להצטרף, יחד עם Deep SCINI, למשלחת המחקר שהוביל פאוול למשימת הקידוח חסרת התקדים באזור המפגש בין מדף הקרח ובין היבשת.

זוּק בן ה-53 שונה מאוד מתדמית המדען החוקר הטיפוסי. הוא לא השלים מעולם את לימודיו בבית הספר התיכון. לאחר שבילה כמה שנים בתכנון דגמים מוקדמים של טלפונים אלחוטיים, התקבל לעבודה ב-1997 כאיש תחזוקה של תחנות ממסר רדיו ומשואות ניווט אווירי בתחנת המחקר מק'מורדו. זוּק וברנט, דוקטורנט ברובוטיקה, עמלו במשך שישה חודשים כדי להשלים בזמן את Deep SCINI, כשהם עובדים 15 שעות ביום בהאנגר לְבֵנִים מחניק בלינקולן שבנברסקה. הם קיבלו מימון רק לפיתוח אב-טיפוס ולא רובוט למחקר ממשי. וכך, כשהשניים הגיעו לאתר הקידוח ב-2 בינואר 2015, הרובוט היה עדיין חסר מערכת ניווט ומערכת לניהול צריכת חשמל, מה שגרם לנטייתו להתחממות יתר.

לאחר ש-Deep SCINI הועלה מבור הקידוח בעקבות תגלית הדגים, הוריד הצוות לבור ערכה של מכשירי מחקר אוקיינוגרפי שפאוול הביא עמו, והשאיר אותה על קרקעית הים למשך 20 שעות. המכשירים מדדו את הזרמים באוקיינוס ואת מליחות המים, נתונים שעשויים ללמד מהו קצב ההתכה של הקרח. הם עקבו גם אחר ריכוזי החמצן וכימיקלים אחרים במים, שבעקבות התגלית נעשו חשובים ביותר. וכל אותה עת, חלפו דגים וחסילונים על פני המצלמה שהותקנה בערכה.

חברי המשלחת "שברו את הראש" בניסיון למצוא הסבר לקיום בעלי חיים כאלה במקום, והם שבו ודנו בשאלה במהלך הארוחות שערכו. "עלינו לשאול את עצמנו מה הם אוכלים," אמר בְּרֶנְט כְּריסטנֶר, מיקרוביולוג מאוניברסיטת המדינה של לואיזיאנה שהקדיש 15 שנים לחקר החיידקים באנטארקטיקה. קרקעית הים באזור זה רחוקה מדי מאור השמש, ואם מים מחזית מדף הקרח נסחפים לאזור, סביר להניח שלא נותרו בהם שאריות מזון כלשהן בתום המסע האִטי, הנמשך שנים, מן הים הפתוח.

התעלומה גברה לנוכח כמויות האנרגיה העצומות שבעלי חיים אלה נזקקים להן בהשוואה לחיידקים. דגים מתקיימים בראש פירמידת מזון אקולוגית. בתחתית הפירמידה, חיידקים משתמשים באנרגיה שמקורה באור השמש או בכימיקלים כדי לחלץ מולקולות של פחמן דו-חמצני המומסות במים ולהתרבות. שַטצַדאים אוכלים את החיידקים וממחזרים את הפחמן שבגופם. והדגים, בראש הפירמידה, אוכלים את השַטצַדאים. אך העברת הפחמן, או האנרגיה, במעלה פירמידת המזון אינה יעילה דיה, אמר ג'ון פּריסקוּ, אקולוג העוסק בחקר חיידקים באוניברסיטת המדינה של מונטנה, שהשתתף בהובלת משלחת המחקר השנה. כ-100 קילוגרמים של חיידקים נחוצים כדי להזין קילוגרם אחד של דגים.

מסתורין אופפים גם את מיליון הקילומטרים הרבועים של הקרקע החבויה תחת מעטה הקרח של מערב אנטארקטיקה. חוקרי קרחונים קדחו פירים בקרח בכמה נקודות באזור, עד לבוץ שבקרקעיתם. הבוץ עשיר בשיריונים המיקרוסקופיים של אצות צוֹרָנִיּוֹת [דיאַטוֹמֵאוֹת] שחיו במקום מלפני 20 מיליון עד לפני חמישה מיליון שנים, עדות לים רדוד שכיסה את האזור בזמנים קדומים, חמימים יותר. מיפוי מרחוק באמצעים ססמיים חשף שכבות קדומות של משקעים בעובי מאות מטרים המכילות מיליארדי טונות של אורגניזמים ימיים נרקבים שמתו ושקעו לקרקעית.

צוות המדענים שערך בינואר 2015 את קידוחי המחקר באזור המפגש של מדף הקרח והיבשת, קדח בראשית 2013 דרך הקרח במרחק 100 קילומטרים משם, בפנים היבשת, וגילה מאגר מים תת-קרחוני ששמו אגם ויליאמס. (הצטרפתי אליהם למסע הזה.) פחמן אורגני שמקורו בשכבות ימיות קדומות מהווה 0.3% מן הבוץ שבאגם, כמות מרשימה הדומה לזו שבאדמה המזינה את הערבות המדבריות בארה"ב. הצוות גילה באגם גם חיידקים. בהיעדר אור שמש וללא פוטוסינתזה, החיידקים מפיקים אנרגיה באמצעות החמצן שבאגם, שבו הם משתמשים כדי "לשרוף" כימיקלים כמו יוני אמון (NH4+) ומֵתָאן (CH4) המפעפעים כלפי מעלה משכבות האורגניזמים הנרקבים שבקרקעיתו.

האם ייתכן שגם הדגים שנמצאו באזור המפגש בין מדף קרח ליבשה ניזונים ממקור דומה?

כשהורידו את Deep SCINI בפיר הקידוח, ממש לפני שהרובוט חדר לחלל המים שמתחת לקרח, נעשו קירות הקרח הזגוגיים של הפיר אטוּמים ואת הלובן החליף גוון חום. עשרים המטרים התחתונים של הקרח היו משובצים באותו סוג של משקע בוצי עשיר בפחמן שהתגלה באגם ויליאמס: חומר קפוא שדבק לתחתית הקרחון תוך כדי החלקתו על פני האדמה לפני אלפי שנים.

פיסות של המשקע הבוצי הזה נשרו מתקרת הקרח שעה ש-Deep SCINI חקר את החלל שבו נקוו מי האוקיינוס. אלה היו אותם גרגרי עפר זעירים שדמו לכוכבים נופלים. מדי יום מפשירה שכבת קרח בעובי של כמילימטר אחד בתחתית מעטה הקרח, ואגב כך נושרים ממנה החלקיקים העשירים בחומרים מזינים. פריסקו שם לב לכך שהשַטצַדאים נמשכו בשקיקה אל הפיסות האלה שנשרו בעננה מתחתית הפיר כשהרעיד הרובוט את דופנותיו. הוא תהה אם הקרח, שחוסם את מעבר אור השמש למקום, משמש בה בעת מקור מזון ליצורים החיים בו, ומספק להם פסולת אורגנית שמזינה את החיידקים בתחתית פירמידת המזון. הדגים "מקבלים את מזונם ממעל," אמר פריסקו, "אני בטוח בכך במאה אחוז כמעט."

פריסקו מדמה את הקרחונים הגולשים מן היבשה למין מַסּוֹעַ אִטי המעביר קרח עתיר משקעים בוציים, שמפשיר מעט בבואו במגע עם מי הים ותוך כדי כך משחרר למים את הפסולת האורגנית האצורה בו. הקרח הבוצי מפשיר בקצב מהיר למדי, כך שמלוא המטען משתחרר לאורך 40 קילומטרים מקו החוף. מְטַר המשקעים הבוציים הזה "יכול לסייע בדישון מי הים וביצירת אזור ראוי למחיה" בעורף מדף הקרח, אמר סְלַאוֶוק טוּלַאצ'יק, חוקר קרחונים באוניברסיטת קליפורניה בסנטה קרוז, שהוביל את המשלחת השנה יחד עם פאוול ופריסקו.

בתי גידול מבודדים כאלה עשויים להימצא לכל אורך קו החוף, חבויים תחת מדפי הקרח הצפים, באזורי המפגש שבין היבשת לים המשתרעים לאורך יותר מ-20,000 קילומטרים סביב חופי אנטארקטיקה. תארו לעצמכם שאתם מביטים על אנטארקטיקה מן החלל, ומבעד לקרח מתגלה לעיניכם טבעת של דגים ובעלי חיים אחרים שרוחבה 40 קילומטרים המקיפה את קו החוף כולו: מערכת אקולוגית נרחבת ומשגשגת, לא שאול תחתיות חסר חיים.

תמונת מדף הקרח רוס.קרדיט: בן קרנקי, גטי אימג'יס
קרדיט: בן קרנקי, גטי אימג'יס

שושנות ים תלויות

תמונת יצור לא מוכר שזכה בכינוי אגרול. קרדיט: באדיבות המשרד לניהול מדעי באוניברסיטת נברסקה-לינקולן המנהל את פרויקט המחקר ANDRILL (אגרול ושושנות ים)
עולם הפוך: יצורים מפתיעים התגלו ב-2010 מתחת למדף הקרח רוס, ליד החזית שלו (בתמונה העליונה). שושנות ים (באמצע), המעוגנות בדרך כלל לקרקעית הים, היו תלויות במהופך מתחתית מדף הקרח כשהגבעולים שלהן נעוצים בקרח; יצורים אחרים נראו חולפים במים, לרבות יצור לא מוכר שזכה לכינוי "אֶגְרוֹל" (למטה). באדיבות המשרד לניהול מדעי באוניברסיטת נברסקה-לינקולן המנהל את פרויקט המחקר ANDRILL (אגרול ושושנות ים)

אבל גם במרחבים העצומים של האוקיינוס האפל שמתחת לקרח, בין נווה המדבר הימי הזה לים הפתוח, עשויים להימצא חיים. ב-1977 קדחו מדענים פיר יחיד במדף הקרח רוס, במרחק של 475 קילומטרים מן הים הפתוח, ופתחו צוהר לעמוד מים שעומקו 240 מטרים. מצלמה שהורידו דרך הבור צילמה כמה מאות תמונות של קרקעית הים, ובשתיים מהן נראו דגים. גם שַטצַדאים נראו בהן. "אנשים לא ייחסו לכך חשיבות רבה בזמנו," אומרת קים. אך עתה, לאחר שהתגלו דגים בסביבה הרבה יותר מבודדת ורחוקה מן הים הפתוח נראה שתצפית זו שנערכה לפני שנים ראויה לתשומת לב מיוחדת.

התובנה הזאת, שיש חיים עשירים מתחת למדפי הקרח, נעשתה מרתקת עוד יותר כיום. צילומי מַכָּ"ם חודר-קרח שנערכו לאחרונה ממטוסים, המאפשרים מיפוי של המבנה התלת-ממדי של מעטה הקרח, מראים שמים שמקורם בקרח המפשיר, הקלים יותר ממי ים, כיוון שהם מכילים פחות מלחים, זורמים במסלולים מוגדרים היטב לכיוון הים הפתוח, לאורך מאות רבות של קילומטרים מתחת לקרח, החל באזור שבו מעטה הקרח ניתק מן הקרקע. "מדובר בנהר הפוך," אומר דייוויד הולנד, אוקיינוגרף מאוניברסיטת ניו יורק. נהרות הפוכים אלה מתיכים את הקרח בדרכם וחורצים בו ערוצים שרוחבם יכול להגיע ל-500 עד 3,000 מטרים, ועומק החדירה שלהם במעלה תקרת הקרח, ל-200 מטרים. אם אכן נהרות אלה נושאים עמם פסולת אורגנית שהשתחררה כשהקרח הפשיר, הם עשויים להזין יצורים חיים לאורך הערוצים ההפוכים האלה.

תחושת הפליאה לנוכח קיום חיים במקומות נידחים כל כך על פני כדור הארץ אף גוברת כשביולוגים בוחנים את הצילומים ואת דגימות בעלי החיים שסיפק זוּק. מרשימים גם צילומי שושנות הים התלויות במהופך מתקרת הקרח שנאספו ב-2010 ב-Coulman High (המידע התפרסם רק ב-2013, לאחר עיכוב ממושך). הממצא המדהים הוא שמינים אלה של יצורים החיים בתנאים קיצוניים כל כך הם, למרבה הפלא, יצורים רגילים לגמרי. "בית הגידול מוזר עד מאוד," אומרת דיילי, "אך אין שום דבר יוצא דופן ביצורים שחיים בו."

שושנות הים, לדוגמה, משתייכות למשפחה מוכרת של יצורים הנפוצה ברחבי העולם. "מבחינה אנטומית, אין בהן שום דבר לא צפוי," אומרת דיילי. שום בלוטה מיוחדת או איבר אחר שלא נראה עד כה שיוכלו להסביר איך הן מתחפרות בתוך הקרח ואינן קופאות למוות. ייתכן שהן שורדות באמצעות מלח שהן מרכזות סביב גופן, שיכול לשמש כחומר מונע קיפאון. עם זאת, דיילי הבחינה בסממן אחד של התאמה אבולוציונית: הביצים שלהן שומניות במיוחד, ולכן הן צפות לתקרת הקרח שמעל במקום לשקוע מטה לקרקעית הים.

השַטצַדאים האדומים דמויי החסילונים שהתגלו בינואר 2015 משתייכים כנראה לקבוצה ידועה של יצורים שחיים בקרקעית האוקיינוסים העמוקים בעולם. "אוכלי פגרים רעבתניים," כפי שמכנה אותם קתלין קונלן, ביולוגית ימית במוזיאון הקנדי לטבע באוטווה. לדבריה, באנטארקטיקה, "אם קיים מקור של חומר אורגני שמוצאו במשקעים [המצויים בקרח למעלה], והוא מאפשר התפתחות של חיידקים, הרי שהשַטצַדאים יכולים לזלול אותו."

הדגים הכחלחלים-שחומים-ורדרדים שנקלטו בעדשת המצלמה מוכרים גם הם. ארתור דה-וריס, מומחה לדגים מאוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין, שחקר את הדגים באנטארקטיקה במשך כ-50 שנה, זיהה אותם כדגי כסף אַנְטְאַרְקְטִיים, אחד המינים הנפוצים ביותר במי החופים של היבשת. למרבה האירוניה, דגים אלה רגישים לקור ועלולים לקפוא בקלות למוות.

גילוי יצורים שגרתיים כל כך במקומות כה מוזרים מרמז על אמת בסיסית: המקומות הנידחים ביותר על פני כדור הארץ שעדיין לא נחקרו, אינם בהכרח כה עוינים כפי שחשבנו. "אנחנו רואים את עצמנו כבני סמכא בכל מה שקשור לכוכב הלכת שלנו," אומרת בריטני שמידט, מדענית העוסקת בחקר כוכבי לכת במכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה. התגלית של ינואר "מראה לנו עד כמה אנחנו תמימים," היא אומרת. "זהו הלקח האמיתי, מבחינתי."

ואכן, צורות חיים מורכבות יכולות להתקיים במקומות שונים ומשונים שנחשבו עד כה בלתי ראויים למחיה. לעתים קרובות, אנחנו מגדירים סביבה ראויה למחיה במונחים של הימצאות מים נוזליים, אם על כדור הארץ ואם על כוכבי לכת או ירחים אחרים. שמידט רואה את הדברים באור שונה: "אני מנסה למצוא מקורות גאולוגיים של אנרגיה," במקומות שבהם מתקיימת פעילות טקטונית או שמצויים בהם קרחונים גולשים, למשל, פחמן שמקורו בשכבות משקע קדומות עשוי לעלות שוב על פי השטח ולשמש כמקור מזון. "מחזורים אלה יכולים לקיים חיים," היא אומרת.

תגליות נוספות מן התקופה האחרונה מספקות תימוכין לדרך חשיבה זו. נחילי תולעים התגלו על קרקעית הים במפרץ מקסיקו, בגושי קרח עשויים מתאן הידראט, צורה אקזוטית מוצקה של גז טבעי ומים שנוצרת בלחץ גבוה, המבצבצים מקרקעית הים. אף שסביבת המחיה של התולעים מוזרה ביותר, התפריט שלהן טיפוסי ליצורים אלה: חיידקים, שבתורם ניזונים מן המתאן. תולעים מסוג שונה נמצאו במים המבעבעים דרך סדקים בסלעים, בעומק של שלושה קילומטרים מתחת לפני כדור הארץ, שם הן ניזונות מחיידקים המוצאים את מזונם במינרלים בסלע. כמה מן החיידקים החיים במעמקים אף מתקיימים, במובן מסוים, על אנרגיה גרעינית, שכן הם צורכים מימן שנוצר בתהליך הדעיכה של אורניום ויסודות רדיואקטיביים אחרים.

בהקשר זה ראוי לציין את אגם ווסטוק, אגם תת-קרחוני השוכן במזרח אנטארקטיקה, עמוק בתוך היבשת, במרחק 1,500 קילומטרים מאתר הקידוח שאליו יצאה משלחת המחקר בינואר 2015. האגם קבור מתחת למעטה קרח בעובי 3,700 מטרים, ומבודד לגמרי מאוויר ומאור השמש זה 15 מיליון שנה. בשנות ה-90 קדחו מדענים רוסים דרך הקרח עד לפני האגם, בלי לחדור לאגם עצמו ושאבו קרח שקפא מעל פני מי האגם. ביולוגים ידועי שם המתמחים בחקר הקטבים הגיבו בספקנות ואף בלעג כשב-2013, סקוט רוג'רס, ביולוג באוניברסיטת המדינה באולינג גרין שבאוהיו, פרסם את ממצאי בדיקת הדנ"א שנמצא לכוד בקרח. הוא גילה עקבות דנ"א של יצורים ימיים שחיים ככל הנראה באגם, לרבות שושנות ים וסרטנים.

איור: עשרים המטרים התחתונים של הקרח (משמאל) משובצים גושים של משקע בוצי עשיר בפחמן בן מיליוני שנים, שקפא ודבק בתחתית מעטה הקרח שנוצר בתקופה מאוחרת יותר. כשזרם המים החמים הנע לעבר היבשה מפשיר את הקרח, חלקיקים ממשקע זה נושרים לתוך החלל הקטן שבו נקוו מי האוקיינוס, כשהם נושאים עמם אספקה קבועה של חומרים מזינים לדגים וליצורים אחרים שחיים במקום. קרדיט: בריאן כריסטי
קרדיט: בריאן כריסטי

"אני חושב שכדאי שנהיה פתוחים לרעיון," אומר טולאצ'יק בעניין הממצאים של רוג'רס. על אף שאגם ווסטוק קבור עמוק מאוד בקרח, אפשר בהחלט שהוא מכיל כמויות ניכרות של חמצן, שחודר למי האגם כשבועות אוויר קדומות משתחררות מן הקרח המפשיר מעל.

ייתכן שתהליך דומה מתרחש על פני אירופה, ירח מכוסה קרח הסובב סביב כוכב הלכת צדק. מדענים סבורים שמתחת למעטה הקרח של אירופה, שעוביו 10 עד 20 קילומטרים, חבוי אוקיינוס פנימי של מים נוזליים. שמידט ואחרים מצאו ראיות לקיום זרמים חזקים באוקיינוס הפנימי של אירופה, המוּנעים על ידי מחזורי גאות ושפל שמתרחשים בהשפעת שדה הכבידה של צדק ויוצרים אגב כך חום חיכוך. בהנחה שהחום גורם להפשרת המשטח התחתון של מעטה הקרח, הדבר עשוי לאפשר את קיומה של מערכת אקולוגית דומה לזו שנמצאה באנטארקטיקה, באגם ויליאמס התת-קרחוני או מתחת למדף הקרח הימי. זרמים חמים יכולים לחולל כעין פעילות טקטונית, שבה קרח מפני השטח של אירופה ישקע ויפשיר באוקיינוס הפנימי, כשהוא נושא עמו אספקה קבועה של חמצן וחומרים אחרים.

גילוי יצורים חיים במים באזורי המפגש שבין היבשת למדף הקרח מעורר שאלות רבות. לאחר שפאוול ימפה את זרמי האוקיינוס המגיעים לאזור זה ויאמוד את שיעור ההתחממות בו, יהיה אפשר לדעת באיזה קצב צפוי הקרח המפשיר לשחרר את חומרי המזון האצורים בו. ערכת מכשירים שהוריד טולאצ'יק למעמקי פיר הקידוח לפני שהוא נאטם בקרח עתידה לספק מידע נוסף על זרמי האוקיינוס. המכשירים מודדים את זווית הנטייה של מדף הקרח, המשתנה עם מחזורי הגאות והשפל היום-יומיים ומשדרים את הנתונים מדי שבוע באמצעות תקשורת לוויינים. פריסקו וכריסטנר יבחנו את תכולת המעיים של השַטצַדאים שאספו וינתחו את טביעת האצבע הגנטית שלה כדי לגלות ממה הם ניזונים. הם ינתחו גם את רצף הדנ"א של החיידקים שנמצאו במים ובבוץ כדי לקבוע אילו מקורות אנרגיה מניעים את מארג המזון הזה: יוני אמון, גופרית או כימיקלים אחרים.

פאוול מקווה לחזור לאזור עם רובוט גדול יותר שיוכל לחקור עמוק יותר מתחת למעטה הקרח, לתעד את הנעשה במעמקים בסרטוני וידאו ולמדוד את ריכוזי הכימיקלים במים. זוּק מקווה ללכוד כמה דגים חיים ויצורים אחרים. מכל מקום, הוא בהחלט מרגיש בר מזל לאור תפקודו של Deep SCINI עד כה. "כלל האצבע [באנטארקטיקה] הוא ששום פרויקט טכנולוגי גדול אינו מצליח בשנה הראשונה שלו," אמר לי זוּק בעת שהמשלחת ארזה את חפציה בינואר האחרון. ההצלחה של Deep SCINI "הייתה נס קטן."

על הכותבים

תמונת דאגלס פוקסדאגלס פוקסכתב לענייני מדע. כתבות פרי עטו התפרסמו בכתבי העת Discover, Esquire, נשיונל ג'יאוגרפיק ו-Nature. במסגרת המחקרים שערך לצורך הכנת כתבותיו הגיע ארבע פעמים לאנטארקטיקה מאז 2007.

לקריאה נוספת

  • A Microbial Ecosystem Beneath the West Antarctic Ice Sheet. Brent C. Christner et al. in Nature, Vol. 512, pages 310-313; August 21, 2014
  • Discovery: Fish Live beneath Antarctica, Scientific Amarican, ScientificAmerican.com/jul2015/fox
  •  ממצאים עדכניים בנושא החיים מתחת לקרח האַנְטְאַרְקְטִי מתפרסמים באופן שוטף באתר פרויקט WISSARD, העוסק בחקר יציבות מעטה הקרח והגאו-ביולוגיה התת-קרחונית במערב אנטארקטיקה:     www.wissard.org
שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

3 תגובות

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן