כדור הארץ עשוי להיות בדרך לאירוע הכחדה המונית שישי

כל אירועי ההכחדה בהיסטוריה לוו בשיבוש במחזור הפחמן ובשינויי אקלים ● המדען דניאל רוטמן מתריע כי פליטת הפחמן האנושית מקרבת אותנו לנקודת האל־חזור ומזהיר: "אני לא יכול לומר שלא הגענו לשם, אני פשוט לא יודע איך לקבוע מתי מגיעים" ● לא כל שינוי במחזור הפחמן מסתיים בהכחדה, אך כן משפיע על האקלים, לעתים לאורך אלפי שנים ● ריאיון

״השיש הכחול״ – תמונה של כדור הארץ מהחלל (צילום: NASA mission Apollo 17)
NASA mission Apollo 17
״השיש הכחול״ - תמונה של כדור הארץ מהחלל

שכבת כדור הארץ מצולקת ממשבר האקלים. שריפות ענק מכלות שטחים מיוערים, קווי חוף מוצפים בעקבות סופות הוריקן, שיטפונות מטביעים ערים ומינים שלמים של בעלי חיים נכחדים. אולם מתחת לפני השטח, בסלעי כדור הארץ, מסתתרת עדות לאסונות עבר חמורים הרבה יותר.

דניאל רוטמן, פרופסור במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT), מאמין שייתכן שאנו זוחלים לקראת אסון שישפיע על מערכת החיים בכדור הארץ בכללותה ויגרום לאירוע ההכחדה ההמונית השישי על כדור הארץ.

כמות עצומה של פחמן, אותה מזרימים בני אדם לאטמוספירה ולים, עלולה להוציא מאיזון את מחזור הפחמן הטבעי של כדור הארץ וליצור שרשרת שיבושים שאי אפשר לחזות באופן מלא את תוצאתה, אומר רוטמן.

מה שאנחנו יודעים הוא שב־540 מיליוני השנים שחלפו מאז התפתחו החיים על כדור הארץ – שיבושים במחזור הפחמן התרחשו במקביל לאירועי הכחדה המוניים

מה שאנחנו יודעים הוא שב־540 מיליוני השנים שחלפו מאז התפתחו החיים על כדור הארץ – שיבושים במחזור הפחמן התרחשו במקביל לאירועי הכחדה המוניים. בעוד נוטים לתחום את משבר האקלים בטווחים של שנים, עשורים או המאה הבאה, הכחדה המונית מתפרסת על פני אלפי שנים.

תימרות עשן עולות מתחנת הכוח הפחמית הגדולה באירופה, בבלחטוב, מרכז פולין, 28 בנובמבר 2018 (צילום: AP/Czarek Sokolowski)
עשן עולה מתחנת הכוח הפחמית הגדולה באירופה, בבלחטוב, מרכז פולין, 28 בנובמבר 2018 (צילום: AP/Czarek Sokolowski)

"כל נקודה מרכזית בהיסטוריה של החיים על פני כדור הארץ לוותה בשיבושים סביבתיים גדולים. הדברים האלה נוטים ללכת יד ביד", הוא אומר. השיבושים האלה מקושרים למחזור הפחמן או לחילופי הפחמן בסביבה, "ואנחנו יודעים את זה על סמך עקבות שנותרו בכימיית הפחמן של סלעים עתיקים.

"האדם הממוצע לא ממש חושב על משכי זמן ארוכים כאלה, מובן שלא, אבל זו גם המתנה של הגאולוגיה לעולם", אומר רוטמן.

בודקים את המים

למרות האמור לעיל, התרחשו בעבר שיבושים במחזור הפחמן שאומנם הייתה להם השפעה רבה על האקלים, אך לא הסתיימו בהכחדה המונית. המחקר של רוטמן מתמקד בהבדלים בין שני המקרים, או במילים אחרות: "מה ייחד אירועים של הכחדה המונית".

פחמן הוא יסוד חיוני בתרכובות ביולוגיות ומהווה מרכיב מרכזי במינרלים רבים. הוא נכנס לאטמוספירה כפחמן דו־חמצני במהלך שריפת דלקים. מחזור הפחמן הוא תהליך מורכב ולא ליניארי שחג בין תהליכי פוטוסינתזה לנשימה.

צוללן עובד במשתלת אלמוגים תת ימית בתוך שמורת הדגים באורקבסה, ג'מייקה, 12 בפברואר 2019 (צילום: AP Photo/David J. Phillip)
צוללן במשתלת אלמוגים תת־ימית, שמורת הדגים באורקבסה, ג'מייקה, 12 בפברואר 2019 (צילום: AP Photo/David J. Phillip)

במהלך אותו מחזור מתרחשים חילופי פחמן בין האטמוספירה לשכבות העליונות של האוקיינוס. כמות רבה מדי של פחמן יכולה לעקוף את "מנגנוני הריסון" ולהפריע לאיזון, דבר שיוביל לשיבוש המערכת כולה. אחרי כל הפרעה כזאת נחוצות אלפי שנים כדי להגיע לאיזון מחודש.

ארבעה מתוך חמשת אירועי ההכחדה ההמונית שהתרחשו בעבר קשורים לקצב מוגבר של שינוי במחזור הפחמן

כמות גדולה מדי של פחמן באוקיינוס הופכת את המים לחומציים יותר, מה שעשוי לפגוע במינים רבים של חיים. נראה כי ארבעה מתוך חמשת אירועי ההכחדה ההמונית שהתרחשו בעבר קשורים לקצב מוגבר של שינוי במחזור הפחמן, "נראה שיש קצב מסוים של שינוי שמהווה נקודת סף".

רוטמן הגיע למסקנה כי בטווח של כ־10 אלף שנה, הגורם המכריע הוא הקצב שבו מתווסף פחמן לאטמוספירה. אבל בטווח הקצר – 100 או 200 שנה – הגורם המכריע הוא כמות הפחמן המוחלטת שמשתחררת לשמים.

לשם אנלוגיה: אם מים זורמים מברז האמבט מהר יותר מכפי שהם יורדים לביוב, בסופו של דבר החדר יוצף. עכשיו דמיינו שאתם פותחים צינור כיבוי אש למשך כמה שניות. המים לא ירדו כמעט בכלל לביוב, וזה עלול לגרום להצפה – כך שהגורם המכריע הוא כמות המים שתזרימו במשך אותו פרק זמן קצר.

מפעל "שרר" המופעל על ידי פחם, אחד מפולטני הפחמן הדו-חמצני המובילים בארה"ב, ניצב מרחוק בג'ולייט, ג'ורג'יה. 3 ביוני, 2017 (צילום: AP Photo/Branden Camp)
מפעל "שרר" המופעל על ידי פחם, אחד מפולטני הפחמן הדו־חמצני המובילים בארה"ב. 3 ביוני, 2017 (צילום: AP Photo/Branden Camp)

אם מים זורמים מברז האמבט מהר יותר מכפי שהם יורדים לביוב, בסופו של דבר החדר יוצף. עכשיו דמיינו שאתם פותחים צינור כיבוי אש למשך כמה שניות. המים לא ירדו כמעט בכלל לביוב, וזה עלול לגרום להצפה

כיום אנחנו מוסיפים פחמן לאטמוספירה בקצב מהיר הרבה יותר מאשר באירועים גאולוגיים קודמים, בטווח זמן קצר יותר. רוטמן הגיע למסקנה כי הסף הקריטי של פחמן באוקיינוס הוא סביב 300 ג'יגה טון למאה שנה – ואנחנו בדרך להוסיף עד 500 ג'יגה טון פחמן עד שנת 2100.

הוא פרסם מאמרים בנושא, שעברו ביקורת עמיתים, ב־2017 וב־2019.

שני מיליון שנה של מַגמה

רוב אירועי ההכחדה ההמונית לא התרחשו בעקבות פגיעת אסטרואיד, אלא נמשכו על פני עידנים. למיטב ידיעתנו, אירוע ההכחדה ההמונית החמור ביותר על כדור הארץ – הכחדת פרם־טריאס – התרחש לפני כ־252 מיליון שנה.

הוא אירע במקביל לפעילות וולקנית נרחבת במדרגות סיביר, אזור רחב שלפני כשני מיליון שנה חווה התפרצויות געשיות ופליטות מגמה שהזרימו כימיקלים, ובכלל זאת פחמן דו־חמצני, אל האטמוספירה. בעקבות זאת, קרוב לשמונה מיליון קילומטרים רבועים של סלעי בזלת מכסים כיום את רוסיה.

מדענים מאמינים כי האירוע הגעשי הענק הזה, מהגדולים הידועים, הזניק את טמפרטורת האוקיינוסים והגביר את חומציותם, דבר שהוביל לקריסת מערכות אקולוגיות גלובליות.

לבה מהתפרצות הר געש שוטפת את האי לה פלמה באיים הקנריים, ספרד, 23 בספטמבר 2021) (צילום: AP/Emilio Morenatti)
לבה מהתפרצות הר געש שוטפת את האי לה פלמה באיים הקנריים, ספרד, 23 בספטמבר 2021 (צילום: AP/Emilio Morenatti)

באירוע הכחדת פרם־טריאס הושמדו יותר מ־96% מהמינים הימיים ויותר מ־70% מהמינים היבשתיים, כך על פי מחקר של MIT מ־2018. הוא החל בפתאומיות ונמשך על פני 60 אלף שנה, על פי מדענים. מדובר בהרף עין במונחים של זמן גאולוגי.

אירוע הכחדת קרטיקון־פלאוגן, שבו נכחדו הדינוזאורים וכשלושה רבעים מכלל הצמחים ובעלי החיים על כדור הארץ לפני 66 מיליון שנה, היה אירוע ההכחדה ההמונית האחרון שהתרחש על כדור הארץ. הוא ככל הנראה היה קשור לפגיעת אסטרואיד, אבל גם אירע במקביל להתפרצויות געשיות נרחבות שהתרחשו במשך עשרות אלפי שנים במדרגות דקאן בהודו של היום.

נקודות מפנה

העבר הפרהיסטורי עמום, התיעוד חלקי ומעט מאוד ידוע בוודאות. יתר על כן, הכחדות מתרחשות על פני רצף זמן ארוך, ומינים נכחדים גם כשהמערכות יציבות.

פליאונטולוגים, מדענים שחוקרים את תולדות החיים על כדור הארץ, מבחינים בין "מנגנוני הרג" לבין גורמים אחרים המובילים להכחדה. לדוגמה, הפחמן הדו־חמצני באטמוספירה אולי לא הרג יצורים באופן ישיר, אבל הוא גרם להתחמצנות האוקיינוס, שייתכן שגרמה להיכחדותם של מינים ימיים.

עלה גינקו מאובן מסוף תקופת הקרטיקון, מהמדרון הצפוני של אלסקה, במוזיאון הלאומי להיסטוריה של הטבע בוושינגטון, 4 ביוני 2021. מכון סמית'סוניאן משתמש במאובני גינקו לחקר שינויי אקלים קדומים (צילום: AP/Carolyn Kaster)
מאובן מסוף תקופת הקרטיקון, מהמדרון הצפוני של אלסקה, במוזיאון הלאומי להיסטוריה של הטבע בוושינגטון, 4 ביוני 2021 (צילום: AP/Carolyn Kaster)

רוטמן אומר כי קיים תיעוד על התנהגות מחזור הפחמן בתקופות של דחק סביבתי, וכי נמצא קשר ברור בין שינוי במחזור הפחמן לבין הכחדה המונית, אבל ככל הנראה גורמים נוספים משתתפים בתהליך.

הוא מקביל הכחדה המונית למשבר הכלכלי של 2008. "אתה יכול להאשים את המשכנתאות, אבל זה מכלול שלם של דברים. ברגע שיש טריגר הכול מתחיל להשתגע ובעיקרו של דבר נהיה בלתי יציב, ואז יש לך מיתון, אז זה שינוי קטסטרופלי", הוא אומר.

"אם תרצה להצביע על דבר אחד, אולי תוכל לזהות איזושהי סיבה מקורבת, אבל לזהות את הסיבה האמיתית, את יחסי הגומלין בין הדברים, זה כבר משחק אחר. יש מה שאנחנו מכנים נקודות מפנה, או היזונים חוזרים חיוביים במערכת, ואנחנו לא באמת מבינים את זה", הוא אומר. "זה באמת נמצא היום בחזית המחקר המדעי".

לדוגמה, הרבה בעלי חיים ימיים בונים קונכיות ושלדים מפחמן, והם עצמם מכוסים באצות עשויות מפחמן אורגני. כשהם מתים, הקונכיות מושכות את האורגניזמים כלפי מטה ומביאות את הגוויות אל קרקעית הים, שם הן נקברות על ידי משקעים, הפחמן נלכד ומורחק מהשכבה העליונה של האוקיינוס.

אלמוגים מולבנים בגואם ב-2017. על פי מחקר שפורסם ב-2018, התפרצויות הלבנה חמורות פוגעות באלמוגים בתדירות גבוהה פי ארבעה מאשר לפני כמה עשורים (צילום: David Burdick/NOAA via AP)
אלמוגים מולבנים בגואם ב־2017. על פי מחקר שפורסם ב־2018, התפרצויות הלבנה חמורות פוגעות באלמוגים בתדירות גבוהה פי ארבעה מאשר לפני כמה עשורים (צילום: David Burdick/NOAA via AP)

התחמצנות האוקיינוס מקשה על אורגניזמים לבנות קונכיות, ולפיכך מגדילה עוד יותר את כמות הפחמן בשכבה העליונה שלו. סוגים כאלה של היזונים חוזרים חיוביים "חשובים גם מפני שאנחנו לא מבינים אותם, ואנחנו צריכים להבין אותם, וגם מפני שהמחיר הכרוך בבורות הזאת הוא משמעותי".

מחקרו של רוטמן הוא חלק ממאמץ עולמי. רוטמן לא עוסק בחקר מאובנים או בחפירות, אלא מבצע חישובים המבוססים על מחקרים אחרים. תיעוד המאובנים הברור ביותר נעשה בסין. מדענים שם יכולים לתארך אירועי הכחדה על פי תיעוד המאובנים ולהשוות את התאריכים הללו לעדויות על פעילות געשית נרחבת ולכימיית הפחמן של סלעים באזורים אחרים.

הכחדות המוניות מותירות גם תיעוד ימי וגם תיעוד יבשתי, אבל רוטמן וחוקרים אחרים מתרכזים בתיעוד הימי משום שהוא מספק נתונים ברורים יותר. התיעוד הכימי הימי בסלעי משקעים ותיעוד המאובנים – פשוטים יותר לפירוש. מאובן שנמצא באדמה יכול אולי להעיד על סביבה מסוימת, אבל ממצא ימי יעיד בסבירות גבוהה יותר על הסביבה הגלובלית.

קיים ויכוח סביב השאלה האם כבר נכנסנו לאירוע של הכחדה המונית, שאותו גרמנו במו ידינו. קצב ההכחדה כיום כבר גבוה הרבה יותר מקצב ההכחדה הטבעית

קיים ויכוח סביב השאלה האם כבר נכנסנו לאירוע של הכחדה המונית, שאותו גרמנו במו ידינו – הכחדת הולוקן. קצב ההכחדה כיום כבר גבוה הרבה יותר מקצב ההכחדה הטבעית.

דניאל רוטמן, פרופסור לגיאופיזיקה ומנהל שותף של מרכז לורנץ ב-MIT (צילום: באדיבות המצולם/ John M. Hayes)
דניאל רוטמן (צילום: באדיבות המצולם/ John M. Hayes)

רוטמן אומר כי המחקר העכשווי, המערב ספירת מאובנים ומינים נכחדים עכשוויים, קשור למחקר שלו אבל נמצא מחוץ לתחומו. הרבה מההכחדות העכשוויות נגרמו בשל שימושי קרקע, לדוגמה, והוא מתקשה לומר באופן החלטי שחצינו את הרוביקון לקראת אירוע בדרגת הכחדה המונית.

רוטמן החל את המחקר שלו לפני חמש או שש שנים, בין השאר כדי לנסות לענות על השאלה הזאת. "הרבה הכחדות מייצגות איזשהו סוג של שרשרת היזונים חוזרים חיוביים שגורמים לקריסה של מערכת אקולוגית גלובלית.

"מה שאנחנו רואים היום הוא רציני מאוד; אבל אני לא יודע כמה דרוש כדי להביא אותנו לנקודת המפנה שתיצור קטסטרופה גלובלית במערכת האקולוגית הגלובלית", הוא אומר. "אני לא יכול לומר שלא הגענו לשם, אני פשוט לא יודע איך לקבוע מתי מגיעים".

המאמץ המדעי

מינים אחדים נכחדו בשל חמדנות האדם ואכזריותו, אחרים בגלל רשלנות, יש כאלה שחדלו להתקיים למרות מיטב מאמצינו, והרוב נעלמו לפני שבכלל היינו מודעים לקיומם. אנחנו עדיין לא מבינים את השלכותיהן של הכחדות או את החורבן שאנו ממיטים על הסביבה.

המאמץ להבין את שינוי האקלים, אירועי הכחדה ואת הסיבות להם הוא חלק מ"מאמץ מדעי מתמשך להבין איך נוצר העולם שלנו; מה קרה בדרך לנקודת הזמן הנוכחית. הרבה אנשים מסביב לעולם מנסים להבין את ההיסטוריה של הסביבה ואת ההיסטוריה של החיים ואת משמעותן עבורנו", אומר רוטמן. המאמץ המחקרי יסייע לנו להבין את הסכנות של שינוי האקלים הנוכחי.

אירועים כמו ועידת האקלים ה־26 שהתקיימה בגלזגו הם צעד בכיוון הנכון, אבל אנחנו עדיין רחוקים מלחתום על הסכמים פוליטיים ולהשיג שיתוף פעולה מצד אנשים.

עובדים חופרים באתר מאובני דינוזאורים ביאנג'י, סין, 1 בספטמבר 2018 (צילום: AP/Sam McNeil)
עובדים חופרים באתר מאובני דינוזאורים ביאנג'י, סין, 1 בספטמבר 2018 (צילום: AP/Sam McNeil)

"אני חושב בכנות שהדברים שאני עובד עליהם הם קריטיים יותר, משום שאני פשוט מנסה להבין מהי האמת", אומר רוטמן. "היינו רוצים לגלות יותר, אבל אנשים טובים עושים כמיטב יכולתם".

רוטמן הקים, יחד עם חוקר נוסף, את מרכז לורנץ של MIT, מרכז למחקר מתקדם בנושאי אקלים ה"מונע מסקרנות", במטרה לחזות ולהבין טוב יותר את האתגר המדעי המורכב ביותר שהתמודדנו איתו אי פעם כמין ביולוגי.

"אנחנו צריכים להגביל את הדרכים שבהן אנחנו מזהמים את הסביבה ואנחנו צריכים למצוא דרכים לצמצם את כמות הפחמן הדו־חמצני שאנחנו מכניסים לאטמוספירה. כבר ידענו את זה כמובן, אבל עכשיו יש עוד סיבה לעשות את זה", הוא אומר. "יש דברים שיכולים לקרות, שבעיקרו של דבר חורגים מיכולתנו להבין אותם".

עוד 1,500 מילים
סגירה