הוצאה של גלעיני קרח מתבצעת על ידי קידוח בקרח לעומק של מאות (ואף אלפי) מטרים והוצאת גלעין (core) – גליל ארוך של קרח שהצטבר במקום במשך הזמן, עונה אחר עונה, שנה אחר שנה, כשהשלג והקרח שקעו במקום שכבה אחר שכבה. השכבות העליונות של הגליל צעירות מהשכבות העמוקות יותר שלו, וכך שינויים בקרח לאורך הגלעין מספקים מידע על תנאי האקלים ששררו בעבר. בעזרת גלעיני הקרח אפשר ללמוד על הטמפרטורה, על המשקעים, על הכימיה ועל הרכב גזיםבאטמוספרה, על התפרצויות געשיות ויצרנות ראשונית בים וכן על שינויים בעוצמת קרינת השמש.

הבדל בכמות המשקעים בין עונות וכן קפיאה של קרח בחורף והפשרתו בקיץ יוצרים בקרח שכבות הנבדלות זו מזו. עובי השכבות יכול ללמד על שינויי אקלים. גם הרכב האבק ואבקות הצמחים שהקרח לוכד בתוכו יכולים להוסיף פיסות חשובות לפאזל של מיפוי אקלים העבר. ללא ספק, את המידע החשוב ביותר המופק מגלעיני הקרח מספק הרכב האוויר הנלכד בו וכן ההרכב הכימי של האטומים היוצרים אותו. בכל פעם שהשלג יורד הוא קובר את השלג ואת הקרח שירדו ושקעו לפניו. הלחץ שמפעילות השכבות העליונות דוחס את הקרח בשכבות התחתונות, וכך נלכדות בתוך הקרח בועות אוויר. הרכב האוויר בבועות מייצג את הרכב האטמוספרה בתקופה שבה נדחס הקרח. מהרכב האוויר אפשר ללמוד למשל על היחס בין איזוטופים של חמצן באטמוספרה בעת שהקרח נוצר, יחס המהווה מדד לטמפרטורה. גם היחס בין איזוטופים של מימן במים הבונים את הקרח יכול ללמד על הטמפרטורה שלהם. מים שהתאדו בטמפרטורות גבוהות מכילים פחות איזוטופים כבדים של מימן בהשוואה למים שהתאדו בטמפרטורות נמוכות. אדים אלו מתעבים והופכים למשקעים אשר בקטבים הופכים לקרח, והרכבם יכול להעיד על הטמפרטורה שבה התרחש האידוי.

אחד הדברים החשובים ביותר בחקר גלעיני קרח הוא שהמידע המתקבל מלמד בפירוט רב על אקלים כדור הארץ במשך כל תקופת קיומו של המין האנושי (הומו ספיאנס) וכן מספק מידע על התנאים שקדמו להופעתו של מין זה. למעשה מחקר גלעיני הקרח מספק מידע על אקלים כדור הארץ לפני מאות אלפי שנים. באמצעות מחקר זה ניתן להשוות את קצב שינויי האקלים בין תקופות שבהן ההומו ספיאנס התנהגו ככל מיני היונקים לבין תקופות שבהן התנהגותם החלה להשפיע באופן ניכר על סביבתם באמצעות שריפת יערות ובירוא שטחים לחקלאות, גידולים חקלאיים, גידול בקר ועוד. המחקר מאפשר בעיקר להשוות בין קצב של שינויים אקלימיים בתקופות קודמות לקצב בתקופתנו אנו.
קידוח והוצאה של גלעין קרח. מקור הצילום: Reto Stöckli, NASA GSFC

מקורות ומידע נוסף

Center for Ice and Climate. University of Copenhagen
NASA's Earth Observatory - Paleoclimatology: The Ice Core Record
National Ice Core laboratory - timelines for Paleoclimate reconstruction. U.S. Geological Survey (USGS)
The Encyclopedia of Earth (EoE) - Antarctic Ice: An 800,000 Year Record of Climate Change

מאגר הידע