זרמי המערבולות באוקיינוס: כמה פחמן הם אכן מעבירים לעומק?

זרמי מערבולות באוקיינוס: כלי משמעותי או שולי במעבר פחמן?

משאבת הפחמן הביולוגית היא מנגנון טבעי המאפשר למערכת האוקיינוסים לספוג פחמן דו-חמצני מהאטמוספירה ולהעבירו לעומקים. אחד הגורמים המשפיעים על תהליך זה הוא זרמי מערבולות – זרמים מעגליים קטנים יחסית, המופעלים על ידי חוסר יציבות פיזיקלית במים. עד כה, ההערכות היו שזרמים אלו ממלאים תפקיד מרכזי בהעברת פחמן לעומק, אך מחסור בנתונים גלובליים השאיר את השאלה פתוחה.

במחקר חדש שפורסם בכתב העת Global Biogeochemical Cycles, חוקרים מרחבי העולם הצליחו לראשונה ללכוד את פעולתם של זרמי המערבולות באמצעות רשת של חיישנים מרחוק. ניתוח הנתונים מ-2010 עד 2024, שהתבססו על 941 מצופים אוטונומיים מסוג Argo הנעים ברחבי האוקיינוסים, חשף כי תרומתם של זרמים אלו להעברת פחמן אורגני עומדת על פחות מ-5% בלבד מכלל הפחמן המועבר על ידי משאבת הפחמן הביולוגית. ממצא זה מצביע על כך שזרמי המערבולות הם גורם משני במערכת האקלים.

כמה פחמן מעבירים זרמי המערבולות?

במהלך המחקר זוהו 1,333 אירועי העברת פחמן על ידי זרמי מערבולות מתחת לעומק של 200 מטרים. מתוך אירועים אלו, החוקרים העריכו כי זרמי המערבולות מעבירים כ-0.05 פטאגרם (כ-50 מיליון טונות מטריות) של פחמן אורגני בשנה מפני האוקיינוס אל עומקו. אזורי המפתח בהם נצפתה פעילות מוגברת של זרמי המערבולות הם באזורים הסובקטיים של האוקיינוס הדרומי ובצפון האוקיינוס האטלנטי, כאשר לשניהם יש שיא עונתי באביב.

בנוסף, החוקרים זיהו קשר בין אנרגיית הקינטיקה של הזרמים לבין אירועי ההעברה הפיזיקליים (כאשר מים מפני השטח שוקעים מתחת לשכבת הערבוב). ממצא זה מספק תובנות חדשות לגבי המנגנונים הפועלים מאחורי זרמי המערבולות.

מגבלות המחקר והמשמעויות

למרות התוצאות החדשניות, המחקר כולל מספר מגבלות חשובות. נתוני החיישנים היו דלים באזורים נרחבים באוקיינוס השקט, דרום האוקיינוס האטלנטי והאוקיינוס ההודי הדרומי, מה שעלול להוביל לזלזול בתרומתם של אזורים אלו. בנוסף, המצופים מודדים בעיקר פחמן אורגני חלקיקי, אך אינם מסוגלים למדוד בצורה יעילה פחמן אורגני מומס, מה שעלול להוביל להערכת חסר של כמות הפחמן המועברת.

עם זאת, החוקרים מציינים כי בשל תרומתם הנמוכה של זרמי המערבולות להעברת הפחמן, מגבלות אלו עשויות שלא להשפיע באופן משמעותי על ההערכות הכלליות של משאבת הפחמן הביולוגית.

החוקרים מסכמים: "למרות חשיבותם הפיזיקלית של זרמי המערבולות, תרומתם למערכת האקלים נמוכה מהצפוי. ממצאינו מצביעים על כך שגורמים אחרים, כגון זרמים גדולים יותר ומשאבות ביולוגיות אחרות, ממלאים תפקיד מרכזי יותר בהעברת הפחמן באוקיינוסים."

השלכות על הבנת מערכת האקלים

ממצאי המחקר מעלים שאלות חדשות לגבי תפקידם של זרמי המערבולות במערכת האקלים העולמית. בעוד שהם משפיעים על תהליכים פיזיקליים באוקיינוסים, תרומתם להעברת פחמן נמוכה יחסית. ממצאים אלו עשויים להשפיע על מודלים עתידיים של שינויי אקלים ועל אסטרטגיות לניהול פליטות פחמן.

המחקר פורסם בכתב העת Global Biogeochemical Cycles ונתמך על ידי נתונים מרחבי העולם. החוקרים מקווים כי מחקרים עתידיים יוכלו לספק נתונים נוספים מאזורים בהם קיימת כיום מגבלת מידע, ובכך לשפר את ההבנה שלנו לגבי תהליכי העברת הפחמן באוקיינוסים.