שינויי האקלים העולמי מעלים את היציבות של האוקיינוסים – וזה רע. כך עולה ממחקר של מדענים מארצות הברית ומסין, שהתפרסם בכתב העת Nature Climate Change. המחקר בחן את השינוי שהתרחש בריבוד האוקיינוסים במהלך העשורים האחרונים, ומפנה את הזרקור אל תופעה אקלימית שעד כה לא עלתה כמעט לכותרות, אך חשיבותה למערכת האקולוגית בכדור הארץ גדולה.
פני האוקיינוסים, המכסים כ-70 אחוזים משטח הפנים של כדור הארץ, פועלים כמו ספוג שסופח לתוכו את רוב אנרגיית החום המגיעה מהשמש. כתוצאה מכך המים הקרובים לפני השטח מתחממים, מתרחבים ו"צפים" על עמודת המים הקרים יותר שמתחת להם, בלי שיתערבבו באופן משמעותי עם שכבות המים הנמוכות ויעבירו חלק מהחום שנצבר בהם אל החלקים העמוקים, הקרים והצפופים של האוקיינוס.
התכונה הזאת של האוקיינוסים, המופרדים לשכבות מים שנבדלות זו מזו בצפיפותן, מכונה ריבּוד. אף ששכבות המים צמודות זו לו, מעבר המים ביניהן מתרחש לאט מאוד ומוגבל למקומות מסוימים מאוד בכדור הארץ. אתרי הערבול הללו נקבעים על פי הפרשי הטמפרטורות בין קו המשווה לקטבים, סיבוב כדור הארץ ומיקום היבשות. פרט לטמפרטורה, גם המליחות משפיעה על צפיפות המים, אך ברמה פחותה.
למרות קצבו האיטי, תהליך מעבר המים בין פני האוקיינוס למי העומק ממלא תפקיד מרכזי בשמירה על היציבות האקלימית והאקולוגית בכדור הארץ. האזורים המעטים שבהם מים עליונים שוקעים הם שער הכניסה היחיד של גזים כמו חמצן ופחמן דו-חמצני אל מעמקי האוקיינוס, ובלעדיהם לא ייתכנו חיים באזורים הללו. בה בעת, המקומות שבהם מי עומק עולים אל פני השטח הם בין האזורים הימיים הפוריים ביותר בעולם, הודות לחומרי המזון הרבים העולים אל פני האוקיינוס מהמעמקים.
האטה מדאיגה
בשנים האחרונות, לצד האצת שינויי האקלים מעשה ידי האדם והירידה בהפרש הטמפרטורות בין קו המשווה לקטבים, נצפית גם האטה מדאיגה בקצב תחלופת המים בין שכבה לשכבה באוקיינוסים. בעשורים האחרונים נעשו מספר ניסיונות לאפיין ולכמת את השינוי בריבּוד האוקיינוסים, אולם מחקרים שונים נתנו תשובות שונות, וקיימת מחלוקת לגבי אמינות הכלים שבהם הם השתמשו. חוסר הוודאות בנושא נובע בין השאר ממיעוט המדידות שנעשו עד כה ברחבי האוקיינוסים, ומכך שרוב המדידות נעשו רק בשכבות הגבוהות של המים.
כדי לאמוד בצורה מדויקת יותר את השינוי שהתרחש בריבּוד האוקיינוסים, נעזרו החוקרים במסד נתונים חדשני שבנו כמה מהם במהלך העשור האחרון. המאגר, שפורסם לראשונה בשנת 2017, מתעד את השינויים בתכולת החום ובריכוז המלחים באוקיינוסים באזורים רבים מאז 1960 ועד 2015. ובעוד שבעבר לא היו כלים יעילים שאפשרו למדוד טמפרטורות מתחת לעומק של כ-200 מטר מתחת לפני הים, הנתונים החדשים אפשרו לחוקרים להרחיב את חישוביהם עד לעומק של כשני קילומטר.
על בסיס השינויים המוערכים בטמפרטורה ובמליחות האוקיינוסים, חישבו החוקרים את ההפרשים בצפיפות המים בעומקים השונים, שמבטאים את היקף הריבּוד. הם מצאו כי מאז שנת 1960 ריבוד האוקיינוסים בכל רחבי כדור הארץ עד לעומק של 2,000 מטר עלה בכ-5.3 אחוזים. עיקר השינוי התרחש רק לאחרונה, במקביל להאצה שחלה בעליית הטמפרטורה העולמית הממוצעת. משמעות הדבר היא שהמים באוקיינוסים נשארים באותה שכבה למשכי זמן ארוכים יותר ויותר, ויש לכך השלכות מרחיקות לכת על האקלים, על האקולוגיה הימית וגם עלינו, בני האדם.
נוסף על החום שהם קולטים, פני האוקיינוסים סופגים מדי שנה גם כרבע מכלל הפחמן דו-חמצני שנפלט משריפה של דלקי מחצבים, כך שהם אחד הגורמים המרכזיים שמסלקים את גז החממה מהאטמוספרה. האטה בתחלופת המים בין שכבת המים העליונה לאוקיינוס העמוק, האוגר בתוכו פחמן-דו חמצני למשך תקופות ארוכות, עלולה להוביל לידי כך שפני המים יהיו רוויים יותר בפחמן וכושר הספיגה שלהם יפחת.
המשמעות היא שככל שריבּוד האוקיינוסים יגבר, קצב הצטברות הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה יעלה, גם אם קצב הפליטה שלו ישאר ללא שינוי. באותו אופן תיפגע גם אספקת החמצן למעמקי האוקיינוס, דבר שעלול לפגוע מאוד בהיקף הפעילות הביולוגית בסביבת המחייה הגדולה ביותר בכדור הארץ.
סכנה נוספת שצפויה להתפתח כתוצאה מההאטה בערבול האוקיינוסים היא עלייה בעוצמתן של סופות ההוריקן והטייפון ברחבי העולם, שכן הן ניזונות מהחום שנצבר בפני המים. לדברי מייקל מן (Mann), אחד החוקרים, המודלים האקלימיים הממוחשבים הקיימים כיום, שהם כלי המחקר המרכזי בתחום מדעי האקלים, נוטים להמעיט בהערכת היקף השינוי שחל בריבּוד האוקיינוסים, ולכן גם בהשפעתו. המחקר עשוי לשפר את הבנתנו את השינויים המתהווים באקלים לנגד עינינו, וגם מדגים פעם נוספת כמה מעט אנו באמת יודעים על ההשלכות המלאות של פעילותנו על העולם שבו אנחנו חיים.
אור אליאסון, מכון דוידסון לחינוך מדעי
