כמו הר געש מתפרץ

בשנת 2020 חוותה אוסטרליה את עונת השריפות החמורה ביותר בהיסטוריה המתועדת שלה. הלהבות כילו שטח בלתי נתפס של כ-186 אלף קילומטרים רבועים, יותר מכל שטחה של סוריה, בתוכם היו גם יערות ותיקים שיידרשו להם עשרות שנים לשוב לתפארתם. האש שככה כעבור כמה שבועות, אך ההשפעות ארוכות הטווח של השריפות על אקלים כדור הארץ המשיכו לתת את אותותיהן גם חודשים ארוכים אחר כך. חלקן מתבררות רק כעת.

תזכורת לכך עולה ממחקר חדש של החוקרים הישראלים איתן הירש מהמכון הביולוגי ואילן קורן ממכון ויצמן למדע, שהתפרסם בכתב העת Science. במחקר נמצא כי ההיקף והעוצמה של השריפות היו גדולים עד כדי כך שהשפעתם על האטמוספרה ועל האקלים השתוותה לזו של התפרצות געשית משמעותית.

הבדלי גובה

במהלך פעילות געשית משתחררים לאטמוספרה חלקיקים זעירים שנקראים אירוסולים. אותו דבר קורה גם כשחומר אורגני עולה באש – למשל עצים. בריכוזים גבוהים, עשויה להיות לאירוסולים השפעה ניכרת על כמות קרינת השמש המוחזרת מכדור הארץ לחלל, וכך להביא להתקררות זמנית של האקלים בכדור הארץ. אולם אף על פי שכמות האירוסולים שנוצרים בשריפות יער משתווה לעיתים לזו של התפרצות געשית, לא ייחסו להן עד כה השפעה מצננת דומה.

התפרצויות געשיות עזות מספיק כדי להרחיף אירוסולים גבוה. התפרצות הר הגעש סטרומבולי | צילום: Rainer Albiez, Shutterstock

ההבדל בין אירוסולים ממקור געשי לאלה שנוצרים בשריפה נעוץ בגובה שאליו הם מגיעים. חלקיקים שנוצרים בשריפות מוגבלים לטרופוספרה, חלקה הנמוך של האטמוספרה, המתאפיין בערבול רב שמזרז את שקיעת החלקיקים בחזרה אל פני השטח. עוצמתן של התפרצויות געשיות עזה מספיק כדי להרחיף אירוסולים גבוה יותר, לתוך השכבה הקרויה סטרטוספרה. בגבהים האלה כבר קיימים משטרי רוחות יציבים שמסוגלים להחזיק באוויר חלקיקים קלים במשך חודשים ואף למעלה מכך. הזמן הממושך הזה מאפשר לאירוסולים לשחק תפקיד משמעותי בעיצוב האקלים העולמי.

בחזרה לאוסטרליה

בשיאה של עונת השריפות באוסטרליה, בתחילת ינואר 2020, מדדו לוויינים העוקבים אחרי ריכוז החלקיקים באטמוספרה ריכוז הולך וגדל של אירוסולים מצטברים מעל ליבשת. זוהי תצפית שגרתית למדי המאפיינת אירועי שריפה, אולם כעבור כמה ימים החלה להתברר תופעה יוצאת דופן: כתם האירוסולים החל להימתח מזרחה אל לב האוקיינוס השקט. כמה ימים לאחר מכן לשון האירוסולים כבר נשקה לדרום אמריקה, ובתוך שבועיים בלבד היא הקיפה את כל חצי הכדור הדרומי והתחברה שוב לאוסטרליה.

החוקרים הבינו שהאופן היחיד שבו אירוסולים מסוגלים לנוע כה מהר היא אם הם עלו אל הסטרטוספרה, שם נושבות רוחות המקיפות את כדור הארץ. אך נשאלת השאלה איך עלו חלקיקי העשן גבוה כל כך מעל לקרקע, ובמה נבדלו השריפות באוסטרליה משריפות גדולות אחרות, שאינן מרימות אירוסולים לגבהים כאלה?

האירוסולים מהשריפות הקיפו את כדור הארץ. שריפת יער באוסטרליה המערבית | צילום: Jerry Mason / Science Photo Library

החוקרים סבורים כי התופעה נובעת משילוב ייחודי שהתקיים בין שלושה גורמים שונים. הגורם הראשון היה עוצמתן הרבה של השריפות, שכיסו שטח נרחב ובערו זמן רב. השני הוא העובדה שהשריפות בערו בקו רוחב גיאוגרפי גבוה יחסית, של 30°-40° בחצי הכדור הדרומי. במרחק הזה מקו המשווה שכבת הסטרטוספרה מתחילה בגובה נמוך יחסית לקווי הרוחב הנמוכים יותר. ולבסוף תרמה לזה קרבתו של אזור השריפה לחגורת סופות הציקלון בחצי הכדור הדרומי – קווי רוחב שמתאפיינים בערבול אטמוספרי חזק שעשוי לסייע לחלקיקי העשן להתרומם מעבר לגבול הדמיוני המפריד בין הטרופוספרה לסטרטוספרה.

על פי חישוב שערכו החוקרים, חלקיקי העשן שנפלטו מהשריפות באוסטרליה הפחיתו את קרינת השמש המגיעה לפני השטח בחצי הכדור הדרומי בקרוב לוואט אחד למטר מרובע. לשם השוואה, התפרצות הר הגעש פינטובו בפיליפינים בשנת 1991, שהייתה אחת העזות ביותר במאה השנים האחרונות, גרעה מקרינת השמש כארבעה וואט למטר מרובע, והביאה להתקררות ממוצעת של 0.4 מעלות.

מסקנות המחקר מרחיבות את הידוע לנו על יחסי הגומלין בין שריפות למערכת האקלים העולמית. הן גם ממחישות מזווית נוספת עד כמה עונת השריפות של שנת 2020 באוסטרליה הייתה חריגה.