הגיאולוגיה יוצאת הדופן של חצי האי ימאל (Yamal) בצפון-מערב סיביר, יחד עם התחממות האקלים, הניעו תהליך שהוביל לשחרור גז מתאן שהשתמר תחת אדמות הפרמפרוסט (קפאת-עד) של האזור, כך עולה מממצאי מחקר חדש שפורסם בכתב העת Geophysical Research Letters.
אדמת הפרמפרוסט, היא למעשה קרקע הנמצאת בטמפרטורה של נקודת הקיפאון של המים, או בטמפרטורה נמוכה יותר, במשך שנתיים לפחות. "ישנם תנאים ספציפיים מאוד שמאפשרים לתופעה הזו לקרות", אומרת אנה מורגדו, מהנדסת כימית באוניברסיטת קיימברידג' ואחת ממחברות המחקר, שמציינת כי מדובר על מרחב מאוד ייחודי מבחינה גיאולוגית.
חצי האי ימאל הוא אחד האזורים הכי קיצוניים ופראיים באזור הארקטי הצפוני של רוסיה. בשנת 2014 דווח לראשונה על מכתש שנוצר בשטח חצי האי הסיבירי, שהגיע עד לקוטר של כ-70 מטרים. במרוצת השנים, התגלו עוד ועוד מכתשים מסתוריים בגדלים שונים בחצי האי ימאל ובחצי האי גיידה (Gyda) הסמוך, שנמתחים אל תוך האוקיינוס הארקטי. הסברים רבים להיווצרות המכתשים סופקו במהלך העשור האחרון, תוך ייחוס הפיצוצים שיצרו את המכתשים באדמת הפרמפרוסט להצטברות של גז מתאן מתחת לאדמה עקב הפשרת הקרח, או לקרבה של המכתשים למאגרי גז טבעי.
עם זאת, מחברי המחקר החדש גילו שהתחממות אדמת הפרמפרוסט לבדה איננה מספיקה כדי לגרום לפיצוץ ולתוצאות שנגרמו בעקבותיו. לטענתם, התחממות פני השטח מובילה לשינוי לחץ מהיר בעומק האדמה, אשר גורם בתורו לשחרור גז מתאן. החוקרים פתרו את החידה מלמטה למעלה, וחשבו תחילה על שאלה בסיסית: האם הפיצוצים נגרמו על ידי תהליכים פיזיקליים או כימיים?
3 צפייה בגלריה
איור שממחיש את התהליך שגורם להיווצרות המכתשים בחצי האי ימאל שבצפון סיביר
(איור: AGU/Madeline Reinsel)
"יש רק שתי דרכים שגורמות לפיצוץ", הסביר ג'וליאן קרטרייט, גיאופיזיקאי במועצת המחקר הלאומית של ספרד ואחד ממחברי המחקר. "או שמתרחשת תגובה כימית שיוצרת פיצוץ (כמו דינמיט שמתפוצץ), או שנוצרת תגובה פיזיקלית שגורמת לפיצוץ (כמו ניפוח צמיג אופניים עד לפיצוצו). במקרה הזה, לא היו ראיות לכך שהפיצוצים נגרמו מתגובות כימיות, ולכן מדובר ככל הנראה בתגובה פיזיקלית".
על פי הערכותיהם של מחברי המחקר, הפיצוצים שיצרו את המכתשים נגמרו לאחר התרחשות של תהליך אוסמוזה, שבו נוזל נע כדי להשוות את ריכוז החומרים המומסים בו. מים מלוחים הם דוגמה קלאסית לכך, מכיוון שאם קיים מחסום שיאפשר למים לעבור, אך לא למלח, לחץ עשוי להיווצר בצד המלוח כאשר המים זורמים אליו.
הפרמפרוסט העבה של חצי האי ימאל פועל כמחסום אוסמוטי - וההתחממות משנה אותו. שכבה עבה זו של 180 עד 300 מטרים נשארת קפואה לצמיתות לאורך כל השנה, בעוד שהשכבה העליונה "פעילה" יותר, שכן היא מפשירה וקופאת מחדש לאורך השנה. שכבות חריגות בעובי מטר אחד של מים לא קפואים בעלי מליחות גבוהה פזורות בכל הטונדרה וקיימות בתוך הפרמפרוסט.
ה"פה לגיהנום" בסיביר – מבט מרחפן
(צילום: רויטרס)
הן נשמרות נוזליות על ידי שילוב של לחץ ומליחות. מתחת לשכבות הללו יש שכבה של מתאן הידראט - מתאן שנלכד בשכבות העמוקות יותר של אדמת הפרמפרוסט בצורה גבישית, דמוית קרח - אשר שומרת על יציבות הודות ללחץ גבוה וטמפרטורה נמוכה.
אבל התחממות כדור הארץ מערערת את היציבות שבשכבות העמוקות הללו. שינויי האקלים גרמו להמסת השכבה הפעילה, מה שגרם לחלחול של המים אל השכבה המלוחה בעומק הקרקע. התהליך הזה מוביל בתורו להיסדקות הקרקע והפחתה מהירה של הלחץ בעומק הקרקע, מה שגורם לשחרור נפיץ של המתאן כלפי מעלה.
מחברי המחקר מצאו כי ההקדמה לפיצוץ יכולה להימשך עשרות שנים - ציר זמן שמתיישב עם התחממות האקלים הגוברת החל משנות ה-80 של המאה הקודמת, כאשר על פי המדידות האזור הארקטי מתחמם בקצב מהיר יותר בהשוואה לאזורים אחרים על פני כדור הארץ.
המכתשים הללו הם עדות נוספת לשינויי האקלים האנתרופוגניים, אשר מערערים את הקרקע של כדור הארץ בדרכים חדשות. "למרות שמדובר בתופעה נדירה יחסית, אשר מתרחשת לעתים רחוקות מאוד", מסבירה מורגדו. "הרי שלכמות המתאן שמשתחררת עלולה להיות השפעה די גדולה על ההתחממות הגלובלית".
פורסם לראשונה: 07:03, 13.11.24
