מי מדשן את יערות האמזונס? לא מה שחשבתם

צמחים צריכים דשן, את זה אנחנו יודעים מהגינה הפרטית שלנו. בכל פארק עירוני מסתובב גנן עם דשן לפי הצורך. מי מדשן את הג'ונגלים הענקיים שבאמזונס? אלפי אלפים של קילומטרים עמוסים בצמחים, כיצד הם מקבלים את הדשן?

התשובה המפתיעה היא, שהדשן מגיע ממרחק של אלפי קילומטרים!

בצפון אפריקה משתרע מדבר הסהרה. מרחב עצום של סלע, חצץ, קרקע חשופה ודיונות, שכמעט ואינו מקבל גשם. מעברו השני של האוקיינוס האטלנטי, בצפון אמריקה הדרומית, משתרע אגן האמזונס. מאות מיליוני דונמים של יער טרופי צפוף, לח וירוק.

בין שני המקומות האלה מתקיים מדי שנה קשר פיזי ישיר: חלקיקי אבק זעירים מתרוממים מאדמת אפריקה, חוצים אלפי קילומטרים מעל האוקיינוס, ולבסוף שוקעים על היער. יחד איתם מגיע אחד החומרים שהאמזונס זקוק להם במיוחד – זרחן.

בשנת 2015 הצליח צוות חוקרים בראשות המדען הונגבין יו מאוניברסיטת מרילנד וממרכז החלל גודרד של נאס"א לכמת לראשונה, באמצעות מדידות לוויין רב-שנתיות, את היקפה של התנועה הזאת. התוצאה הממוצעת היתה יוצאת דופן: כ-28 מיליון טונות של אבק אפריקאי שוקעות מדי שנה באגן האמזונס. אין מדובר בגרגרי חול. מה שחוצה את האטלנטי הוא בעיקר אבק מינרלי דק ביותר – חלקיקי חרסית, סילט ומינרלים זעירים שהרוחות מסוגלות להרים לגובה של קילומטרים ולהחזיק באוויר במשך ימים. בשיאם נראים ענני האבק הללו מהחלל כיריעה חומה-צהובה המשתרעת מחופי מערב אפריקה עמוק אל האוקיינוס האטלנטי.

המספרים שאסף הלוויין CALIPSO מאפשרים לעקוב אחר המסע כמעט כמאזן משלוחים. בממוצע, כ-182 מיליון טונות אבק בשנה חולפות מערבה מעבר לקו אורך 15 מעלות מערב, סמוך לחופה של אפריקה. עד שהענן מגיע לאזור קו אורך 35 מעלות מערב, בקרבת החוף המזרחי של אמריקה הדרומית, נשארות באוויר כ-132 מיליון טונות. חלק מהאבק שקע בינתיים באוקיינוס או נשטף מהאטמוספרה בגשם. מתוך המסה שנותרה, כ-27.7 מיליון טונות שוקעות מעל אגן האמזונס. עוד כ-43 מיליון טונות ממשיכות מערבה לעבר הים הקריבי.

היערות הטרופיים נראים למתבונן כמקום שאין בו מחסור בדבר. עצים בגובה עשרות מטרים, צמחייה צפופה, כמויות עצומות של עלים וחומר אורגני. אך דווקא קרקעות רבות באגן האמזונס דלות מאוד בחומרי הזנה מסוימים. החום, הלחות וכמויות הגשם האדירות פועלים על הקרקע במשך תקופות ארוכות מאוד. מינרלים עוברים בליה, וחומרים מסיסים נשטפים עם מי הגשם אל הנחלים והנהרות. חלק גדול מהעושר התזונתי של יער גשם נמצא, אפוא, לא בקרקע עצמה, אלא בתוך העצים, העלים ושאר החומר החי. כאשר עלה נושר ומתפרק, החומרים שבו נקלטים במהירות מחדש בשורשים. זו מערכת מחזור יעילה מאוד – אך היא איננה סגורה לחלוטין.

אחד החומרים החשובים ביותר שאובדים מהמערכת הוא זרחן. הזרחן דרוש לצמחים לתהליכים בסיסיים של צמיחה, חילוף חומרים ובניית רקמות, ובאגן האמזונס הוא גורם מגביל במיוחד: מדי שנה חלק ממנו נסחף עם מי הגשמים והנהרות מחוץ למערכת. החוקרים משווים זאת לאמבטיה שיש בה דליפה איטית. החומרים ממוחזרים שוב ושוב בתוך היער, אבל בכל מחזור מעט מהמלאי יוצא החוצה.

לעזרתנו בא מדבר סהרה. חולותיו חשופים לרוחות, שעושות בו כבשלהן. הן מרימות כמות עצומה של חלקיקים ונושאות אותן אל על. מתוך כ-28 מיליון טונות האבק השוקעות מעל האמזונס, העריכו יו ועמיתיו שכ-22 אלף טונות הן זרחן. בממוצע כ-23 גרם זרחן לכל הקטר של יער. הכמות נראית זעירה ביחס למיליוני טונות האבק, אך מבחינת מאזן הזרחן של היער היא משמעותית מאוד: החוקרים מצאו שהיא דומה בסדר הגודל לכמות הזרחן שהאמזונס מאבד מדי שנה באמצעות זרימת מים ושטיפה!

אבל חשבנו שבמדבר יש חול, מאיפה יש שם זרחן?

אחד מאזורי האבק הידועים בצפון אפריקה הוא שקע בּוֹדֶלֶה שבצ'אד. כיום זהו אחד המקומות היבשים בעולם, אך בעבר היה האזור חלק ממערכת האגמים העצומה של אגם מגה צ'אד. בקרקעית האגם הקדום הצטברו במשך אלפי שנים משקעים ובהם שרידים של יצורים מיקרוסקופיים, לרבות דיאטומים - אצות חד־תאיות בעלות שלד מינרלי. לאחר שהאגם הצטמק והשטח התייבש, נשארו שכבות האבקה הקדומות חשופות. רוחות חזקות הפוקדות את השקע מרימות חלק מהמשקעים הללו לאוויר, ובתוכם גם מינרלים עשירים בזרחן. שרידים של יצורים שמתו באגם אפריקאי קדום מגיעים אל מעבר לאוקיינוס ומזינים צמחייה חיה באמריקה הדרומית.

היכולת למדוד את כל התהליך הזה הגיעה בעיקר בזכות מכשיר יוצא דופן בשם CALIPSO. הלוויין, ששוגר בשנת 2006, השתמש ב"לידאר", מעין מכ"ם המבוסס על אור לייזר. הוא שלח פעימות אור אל האטמוספרה ומדד את האור המוחזר מחלקיקי האבק. בדרך זו ניתן היה לדעת לא רק שיש ענן אבק מעל האוקיינוס, אלא גם באיזה גובה הוא נמצא, מה עוביו וכיצד משתנה המסה שלו במהלך המסע. במקום צילום שטוח של כתם חום מעל הים, התקבלה לראשונה תמונה תלת ממדית ורב־שנתית של הנהר האטמוספרי המחבר בין היבשות.

מחקרים משנות השמונים והתשעים כבר זיהו אבק שמקורו באפריקה בתוך מרכז אגן האמזונס. החידוש במחקר של 2015 לא היה עצם הידיעה שאבק סהרה מגיע לאמריקה הדרומית, אלא האפשרות לתת מספרים לתופעה: כמה עוזב את אפריקה, כמה נשאר מעל האוקיינוס, כמה נוחת ביער וכמה זרחן מגיע יחד איתו.

מכאן מתקבלת תמונה גאוגרפית כמעט הפוכה מהאינטואיציה. אחד המקומות היבשים ביותר על פני כדור הארץ משתתף במאזן החומרים של אחד המקומות הלחים ביותר. גשם האמזונס, שהוא מקור החיים של היער, שוטף מהקרקע בכל שנה חלק מהזרחן, רוחות הסהרה מרימות חומר מינרלי מקרקע חשופה אל האטמוספרה, זרמי האוויר מסיעים אותו מעל האוקיינוס, גשם וכוח הכבידה מורידים חלק ממנו אל צמרות העצים ואל הקרקע, ושם נכנס הזרחן מחדש למחזור החומרים של היער.

התשובה הטכנית לשאלה "מי מדשן את יערות האמזונס" נמצאת כמעט 3,000 קילומטרים מעבר לאוקיינוס. אבל התשובה המהותית בולטת: בורא העולם דאג ליערות לדשן, בדרכים שלבני אדם קשה לשער ולדמיין. חלק קטן מהשכלול שבבריאה מתגלה אחרי מחקרים מעמיקים, המחזקים את האמונה בבורא העולם!