האם עשן שמיתמר מעל דרום אוסטרליה אחראי לשקיעות ורודות בדרום אמריקה? במאמר המתפרסם היום בכתב-העת המדעי Science, חושפים פרופ' אילן קורן וד"ר איתן הירש כי מיליוני טונות של חלקיקי עשן מגל השרפות הגדול באוסטרליה נסחפו עד לשכבה העליונה של האטמוספרה וכיסו – במשך חודשים – את חציו הדרומי של כדור הארץ, עמעמו את אור השמש וקיררו את כוכב הלכת שלנו. ההשפעות הסביבתיות של האירוע מקבילות להשלכות של התפרצות עוצמתית של הר געש.
לעדכונים נוספים ושליחת הסיפורים שלכם - היכנסו לעמוד הפייסבוק של החדשות
בינואר 2020 הבחינו פרופ' קורן, מהמחלקה למדעי כדור הארץ וכוכבי הלכת במכון ויצמן למדע, וד"ר הירש – תלמיד לשעבר של פרופ' קורן וכיום ראש שטח מחקר מדעי הסביבה במכון למחקר ביולוגי בישראל – בחריגה חמורה במדדים שעוקבים אחר עומס חלקיקים באטמוספרה. מדדים אלה, המבוססים על נתונים לווייניים, הראו סטייה הגדולה פי שלושה מהרגיל – אחד הנתונים הגבוהים ביותר מאז ומעולם, גבוה יותר מהתפרצות הר הגעש פינטובו בפיליפינים ב-1991. כיוון שלא התפרץ שום הר געש בינואר 2020, תהו המדענים אם אפשר לתלות את האשם בגל השרפות הכבד שפקד את אוסטרליה בסוף 2019 ודעך ב-2020 – אף שנדירים המקרים שבהם עשן שרפה חדר מבעד לשכבת האטמוספרה הנמוכה ביותר; שכבה זו, הקרויה "טרופוספרה" מתחילה מן הקרקע ומגיעה לגובה של כמה קילומטרים. במצב רגיל, אם חלקיקי עשן מצליחים להתנשא לראש הטרופוספרה, הם נבלמים ב'טרופופאוזה' – שכבת האטמוספרה שמפרידה בין הטרופוספרה לשכבת האטמוספרה העליונה: ה"סטרטוספרה".
בחינה מדוקדקת של נתונים שהתקבלו מלווייני מחקר שונים הראתה כי מקור החלקיקים הינו אכן בשריפות באוסטרליה, בעיקר אלו שבערו בדרום-מזרח היבשת. ניתוח מעמיק של הנתונים הלווייניים אף הראה כי רצועת אובך רחבה בשכבה העליונה של האטמוספרה כיסתה את כל חצי הכדור הדרומי – תופעה אשר הגיעה לשיאה בין ינואר למארס 2020 והמשיכה עד סוף יולי. במהלך תקופה זו העשן נע מסביב לעולם בקו הרוחב של אוסטרליה, כאשר הוא משלים כל הקפה בתוך כשבועיים בזכות הרוחות האחידות והחזקות בסטרטוספרה.
כיצד פרצו חלקיקי העשן את תקרת הטרופופאוזה ומה היה מיוחד בגל השריפות האחרון, שאיפשר להם לעשות זאת? "רמז אחד אפשר למצוא בשריפת יער אחרת שאירעה לפני כמה שנים בקנדה", אומר ד"ר הירש. גם אז נרשמו רמות גבוהות של עומס חלקיקים באטמוספרה. גם שריפה זו, בדומה לשריפות באוסטרליה, התרחשה רחוק מקו המשווה. גובה שכבת האטמוספרה התחתונה מצטמק בקווי רוחב אלה: מעל האזורים הטרופיים היא מגיעה עד 18 קילומטר מעל גובה פני הים, אך בשוליים הצפוניים והדרומיים הגובה המרבי הוא 10 קילומטר. אם כך, הגורם הראשון שאיפשר לחלקיקים לחצות את הטרופופאוזה טמון בעובדה הפשוטה שהמרחק לשם היה קצר יותר.
"בצ'ילה נשמו את העשן מאוסטרליה"
ענני אש – עננים הנוצרים בעקבות שריפות – הם האופן שבו עלול להגיע עשן לשכבת האטמוספרה העליונה. אך כאשר בחנו נתוני לוויינים, גילו המדענים שענני האש נוצרו רק בשבריר ממשך השריפות, והם נצפו בעיקר מעל אלו שבערו בחלקו המרכזי של החוף. כלומר, היווצרות העננים אינה מסבירה את הכמויות העצומות של חלקיקי העשן שהצטברו בשכבה העליונה. הגורם השני, אם כך, שאיפשר לחלקיקי העשן למצוא את דרכם לשכבה העליונה הוא תבניות מזג האוויר ברצועה המקיפה את הקצה הדרומי של אוסטרליה – אחד האזורים הסוערים ביותר על-פני כדור-הארץ. הרוח הסוערת נשאה את חלקיקי העשן לעבר האוקיינוס השקט, שם התמזגו עם עננים שהעלו את העשן בתוכם לשכבה העליונה.
כאשר חצו החלקיקים את הטרופופאוזה, הם גילו עולם אחר. אם למטה היו נתונים לחסדיהם של זרמי האוויר השונים והמנוגדים, בשכבה העליונה נע האוויר באופן אחיד, ליניארי ובלתי פוסק, שהוביל אותם מזרחה – מעל האוקיינוס, דרך דרום-אמריקה והאוקיינוס ההודי, ובחזרה לאוסטרליה. "אנשים בצ'ילה נשמו חלקיקי עשן שעשו את דרכם מאוסטרליה", אומר ד"ר הירש.
"עבור האדם הפשוט, נראה היה שהאוויר אביך יותר ושהשקיעות אדומות מהרגיל", אומר פרופ' קורן. "אבל בפועל נחסם אור השמש, כפי שקורה בהתפרצויות הר געש. לכן התוצאה הסופית של התפזרות חלקיקי העשן בשכבה העליונה היא התקררות האטמוספרה. ההשלכות על הסביבה הימית והאקלים עדיין אינן ברורות". לדבריו למיקום האש יש השפעה על האקלים: "תמיד ישנן שריפות – בקליפורניה, באוסטרליה, באזור הטרופי. אולי לא נוכל לעצור את הבערה, אבל עלינו להבין שלמיקום המדויק שבו בוערת האש יש השפעה מכרעת על האפקט האקלימי".