מהן תמלחות עומק הים, וכיצד הם נוצרות?

ים סוף הוא ייחודי! מדי שנה הוא גדֵל בכמה מילימטרים. בתוך כמה מיליוני שנים הוא יהפוך לאוקיינוס מפותח, כמו האוקיינוס האטלנטי או הפסיפי. ים סוף גדל בשל ההיפרדות של הלוחות הטקטוֹניים הערבי והאפריקאי. הרווח שנותר בין הלוחות האלה, שנמצא במרכז ים סוף, מתמלא בטלאים של קרום אוקיינוס חדש. מאחר שקרום אוקייני צפוף יותר מקרום יבשתי, הטלאים האלה יוצרים אזורים עמוקים שנקראים מעמקים (אזור עמוק יותר או חור בקרקעית הים), והם מפוזרים ברחבי האזור המרכזי של ים סוף [1].

התנועה של קרום כדור הארץ, שמתרחשת מתחת לים סוף, חושפת משקעים קבורים מסיביים של מלח. משקעים אלה נוצרו מהתייבשות של האוקיינוס הפרהיסטורי שהתקיים באזור הזה. מי הים ממיסים חלק מהמלח ונהפכים לתמלחת, שהיא תמיסה מלוחה מאוד. מליחות, המונח המתאר מדד של כמות מלח, יכולה לגדול עד פי שבעה בתמלחות אלו. התמלחות האלו כבדות, ולכן הן מתרכזות בקרקעית הים ומצטברות במעמקים, שנוצרים על ידי הקרום האוקייני. הצפיפות הגבוהה של התמלחות ומיקומן המוגן באזורים העמוקים בקרקעית הים, מונעים מהן להתערבב עם מי הים. בשל כך, תמלחות עומק הים הן יציבות מאוד, ונראות כמו אגמים מתחת למים. יש להן אפילו גלים על פני השטח שלהן, וחופים בשוליים שלהן. נוסף על המליחות הגבוהה יותר, ישנם הבדלים נוספים בין התמלחות למי הים: אין בהן חמצן, והן מכילות כמויות גדולות יותר של מתכות ושל יסודות אחרים. חומציותן של התמלחות נמוכה מזו של מי ים, והטמפרטורה שלהן גבוהה יותר.

תגלית מקרית ובעלת משמעות

תמלחות עומק הים התגלו במקרה בשנות ה-50 של המאה הקודמת, כאשר חוקרים אספו דגימה של מי ים עמוקים שהיו הרבה יותר מלוחים וחמים מהרגיל. סקרי המשך גילו לפחות 25 אזורי תמלחות עמוקים, שמפוזרים על פני מרכזו של ים סוף (איור 1). כל אזור תמלחת הוא ייחודי כתוצאה מהבדלים בגיאולוגיה המקומית, בגיל ובשוני במידת החימום על ידי קרום כדור הארץ [1]. אטלנטיס II הוא האזור הגדול ביותר (יותר מ-80 קילומטרים רבועים), החם ביותר (68.2 מעלות צלזיוס) ואחד העתיקים ביותר. בקיצוניות השנייה, קֶבְּרִיט הוא האזור הקטן ביותר (2.5 קילומטרים רבועים), הקר ביותר (23.3 מעלות צלזיוס) ואחד הצעירים ביותר. אזור זה גם עשיר בגופרית, ומסריח מאוד – ''קבּריט'' היא המילה הערבית לגופרית, שמריחה כמו ביצים סרוחות.

אילו יצורים חיים בתמלחות עומק הים?

במשך זמן רב, חוקרים חשבו שהתנאים בתמלחות עומק הים הם קיצוניים מדי לחיים, והניחו שאין אורגניזמים שיהיו מסוגלים לשרוד בהן. אולם, התקדמויות בשיטות המחקר, במיוחד בביולוגיה מולקולרית, אפשרו לנו לחקור את התמלחות ביתר פירוט, וחשפו חברות משגשגות. מחקרים מצאו בתמלחות מיקרובים, חיות ואפילו וירוסים [1]. מחקרים אלו גילו הרבה מינים חדשים, חלקם לא דומים לאף מין אחר על כדור הארץ (איור 2). האורגניזמים האלה כל כך ייחודיים, שחלק מהממצאים משתווים למציאת אוכלי הבשר או בעלי החוליות הראשונים ביותר!

חקירת מיקרובים של תמלחות – למה זה חשוב?

ישנם יותר מיקרובים באוקיינוסים שלנו מאשר כוכבים ביקום ![4] ועדיין, יותר מ-99% מהמגוון המיקרובי הכולל עוד לא נחקר. תמיד מרגש לגלות מיקרובים חדשים ולחקור את יכולותיהם. אנו ממשיכים לגלות דרכים חדשות שבהן מיקרובים משפיעים על כדור הארץ שלנו ועל כל החיים שבו.

מאחר שמיקרובים יכולים לגדול בתנאים ייחודיים שכאלה, המיקרובים שמגיעים מסביבות קיצוניות הם לא פעם מקור למולקולות חדשות בעלות-ערך. מגוון היישומים של המולקולות האלה כל כך רחב, שלעיתים קרובות הן נראות כפתרונות עתידיים לסוגיות כמו כיצד להזין, לתדלק ולרפא את העולם [5]. מסתמן שגם מיקרובים מהתמלחות של ים סוף הם שימושיים ביותר. חלקם מפגינים פעילות נוגדת סרטן, אחרים נראים כמסוגלים לייצר ביו-פלסטיק (פלסטיק המיוצר מחומרים ביולוגים ואינו מבוסס על שימוש בתוצרי דלקים), לנקות שפכי שמן, או אפילו ללכוד פחמן דו-חמצני [6]. מדענים חושבים שחלק מהמיקרובים האלה יכולים לשמש לטיפול באתרים מזוהמים, או אפילו למניעת שינוי אקלים! חקירת סביבות קיצוניות כמו תמלחות עומק הים גם מסייעת לנו לבחון השׁערות על המגבלות הפיזיקליות והכימיות של קיום חיים. ממצאים אלה יכולים לסייע לחוקרים שמחפשים חיים במקומות אחרים ביקום.

אל האינסוף, ומעבר לו!

אסטרוביולוגיה היא מדע חדש שמשלב תחומים שונים לרבות ביולוגיה, גיאולוגיה, כימיה ומדעי כוכבי הלכת. מטרתו העיקרית היא חֵקֶר חיים מחוץ לכדור הארץ. כיום, כוכב מאדים, ירחוֹ של צדק שנקרא אירופה וירחוֹ של שבתאי שנקרא אֶנְקֶלָדוּס, הם המועמדים המובילים במה שקשור לחיפוש חיים חוצניים (איור 3). התנאים הקיצוניים שמתקיימים במקומות האלה אינם שונים מאוד מחלק מהמקומות הקיצוניים על כדור הארץ [7]. נוכחותם של מים, שהכרחיים לחיים, סבירה מאוד על הכוכב ושני הירחים הללו, ומליחותם של מים אלה היא ככל הנראה גבוהה כמו זו של התמלחות בים סוף. אסטרוביולוגיה חוקרת גם את מגבלותיהם של החיים – עד כמה קיצוניים צריכים להיות התנאים כדי שחיים לא יוכלו להתקיים? ניתן לסייע למטרה זו באמצעות חקירה של סביבות קיצוניות על כדור הארץ. ממצאים מהסביבות הארציות הקיצוניות האלה יכולים לסייע לנו להתכונן למשימות חלל עתידיות בחיפוש אחר חיים.

תמלחות בעומקו של ים סוף הן אתרים אסטרוביולוגיים חשובים [7]. הם מדמים את התנאים המשוערים בקרקעית האוקיינוסים של אירופה ואנקלדוס, ומשמשים מקור למיקרובים שנבחרו בתור מטרות מועדפות למחקרים אסטרוביולוגיים. כמה מהמיקרובים האלה נבחנים בתאי הדמיה ובמסעות בלון לשכבות העליונות של אטמוספרת כדור הארץ. מיקרובים נבחרים יישלחו לתחנת החלל הבינלאומית לניסויי חשיפה לחלל. מחקרים אלה יאפשרו לנו לגלות אם המיקרובים האלה יכולים לשרוד ולגדול כשהם חשופים לחלל, או לתנאים שנמצאו במאדים.

מסקנות

תמלחות עומק בים סוף הן סביבות מדהימות וקיצוניות, שאינן דומות לאף סביבה אחרת בכדור הארץ. התמלחות האלו חשובות לתחומים רבים ושונים: הן מקור למיקרובים אקזוטיים חדשים, ליישומים חדשים, והן גם שימושיות בחיפוש אחר חיים מחוץ לכדור הארץ. מדענים רק החלו לחקור את תמלחות עומק הים ואת היצורים שמאכלסים אותן, ואנו יכולים לצפות להרבה ממצאים חדשים בעתיד הקרוב.

מילון מונחים

לוחות טקטוניים (Tectonic Plates): ↑ פיסות של קרום כדור הארץ שנעות או מוזחות, לעיתים מתנגשות זו בזו, או נעות הרחק זו מזו.

ביולוגיה מולקולרית (Molecular Biology): ↑ חֵקֶר דברים חיים שמבוסס על המולקולות שלהם (כמו למשל דנ''א וחלבונים), ולא על האורגניזם השלם.

סביבה קיצונית (Extreme Environment): ↑ מקום עם תנאים שונים מאוד מאלה שאנו מסוגלים לחיות בהם. לדוגמא טמפרטורות גבוהות או נמוכות, תנאים חומציים או בסיסיים, לחץ גבוה, או מליחות גבוהה.

הצהרת ניגוד אינטרסים

המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהעדר כל קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.