כתב: גילי חסקין

למצגת דידקטית על קרחונים

מדריך שדה על קרחונים

הקדמה

דמיינו כוח טבע כה עצום, עד שהוא מסוגל לחצוב הרים, לנתב נהרות ולשנות את פני היבשות – וכל זאת מבלי להשמיע קול, בתנועה איטית שנדמית כקיפאון מוחלט. הקרחונים ויריעות הקרח מכסים כיום כ-10% משטח היבשה של כדור הארץ, והם הרבה יותר מגושי קרח מרהיבים ביופיים; הם המערכת הדינמית שעיצבה את הנוף שאנו מכירים היום.

בתוך שכבות הקרח הקפואות טמון הרבה מעבר למים: שם נשמר הארכיון האקלימי המדויק ביותר של כדור הארץ, המאפשר לנו להציץ אחורה בזמן אל הרכב האטמוספרה לפני מאות אלפי שנים. בעודם מתנהגים כחומר צמיג הזורם בכוח הכבידה, הקרחונים משמשים כמאגר מים מתוקים חיוני עבור מיליארדי בני אדם, אך הם גם הטריגר הפוטנציאלי לשינויים דרמטיים בקווי החוף שלנו.

כיצד הופך שלג רך וקליל לקרח גמיש ורב-עוצמה? מדוע הקרח מפגין גוון כחול עמוק בבקיעי הקרחון? מה הם הצלילים שמשמיע קרחון בסערה? וכיצד, דווקא בתקופה שבה הקרחונים הולכים ונסוגים, הם פותחים בפנינו את סודות העבר של כדור הארץ?

חלק ראשון – שם ומקור: מסע לשוני מרומא ועד העברית

הגלגל הלשוני של Glacier

ראשית הדרך היא בלטינית, בשורש glacies, שפירושו "קרח". זו הייתה המילה הרומית המקובלת לתיאור מים שקפאו, והיא שימשה הן במשמעות המילולית והן במשמעויות מטפוריות של קור, קיפאון ונוקשות. מן המילה הזאת נגזר שם התואר הלטיני glacialis – אבי המונחים המדעיים המודרניים glacial ו-glaciation.

מקור המילה הלטינית עצמה עתיק עוד יותר, ומקובל לקשור אותה לשורש ההודו-אירופי הקדום gel- או gʰel-, שפירושו "לקפוא" – שורש שהוליד מילים רבות בשפות אירופה: congeal – לקפוא, gelid – קר מאוד, ואף gel – חומר בעל תכונות של התמצקות.

בלטינית העממית שהתפתחה לאחר נפילת האימפריה הרומית הפכה glacies לצורות מקוצרות, ומהן נולדה בצרפתית העתיקה המילה glace – "קרח" עד היום, ובאופן מעניין גם "גלידה", שנתפסה כ"מעדן קרח". מן הצרפתית התפתח באזורי האלפים המונח glacier בהוראת "מקום של קרח". במאות ה-18 וה-19, עם התפתחות מדעי הגיאולוגיה, קיבלה המילה את משמעותה המדעית המדויקת: נהר קרח הנע באיטיות תחת כוח הכבידה. מן אותו מקור נוצרו גם Glaciology – צירוף הלטינית glacies עם היוונית logos ("תורה") – ומונחי לוואי כגון glacial period ו-deglaciation.

המילה 'קרחון' – חידוש עברי

המילה קרחון היא חידוש עברי מודרני, שנוצר ככל הנראה בראשית המאה העשרים בידי פרופ' יוסף קלוזנר, כחלק מן המאמץ להרחיב את העברית כדי שתוכל לתאר את עולם המדע המודרני. קלוזנר לא שאל את המונח האירופי Glacier, אלא יצר מילה מקורית מן השורש המקראי ק-ר-ח – שורש ותיק שהופיע כבר בספר איוב: "מִנִּשְׁמַת-אֵל יִתֶּן-קָרַח" (לז, י).

על בסיס המילה קרח צמחה קרחון באמצעות הסיומת -וֹן, שאינה מציינת כאן הקטנה אלא להפך – גוף עצום של קרח בעל זהות גאוגרפית. בעוד שבשפות אירופה נותר הקשר הישיר לשורש הלטיני, העברית בחרה בפתרון עצמאי המבוסס על שורש מקראי קדום – ויצרה מילה מודרנית לחלוטין, שנשמעת טבעית כל כך עד שקשה להאמין שאינה עתיקה כמו המילה קרח עצמה.

חלק שני – תנאי הרקע: שלג, אקלים, עידני קרח

עידני קרח ומחזוריות גלציאלית

לאורך ההיסטוריה הגיאולוגית התרחשו לפחות חמישה עידני קרח עיקריים: הקרחון ההורוני (לפני כ-2.4 מיליארד שנה), הקרחונים הקריוגניים (700–600 מיליון שנה – שבשיאם כוסה כדור הארץ כולו בקרח), הקרחון האנדו-אורדוביקי, הקרחון הקרבוני-פרמי, ועידן הקרח הקנוזואי הנוכחי. עידן הקרח הנוכחי החל לפני כ-34 מיליון שנה עם התקרחות אנטארקטיקה. המחזורים הגלציאליים-בין-גלציאליים של הפלייסטוקן החלו לפני כ-2.58 מיליון שנה; בשיאם כוסה עד שליש מפני כדור הארץ ביריעות קרח, והגל האחרון חלף לפני כ-10,000 שנה.

התפיסה המודרנית רואה את הקרחון כמערכת דינמית של מאזן מסה: האלמנטים הנכנסים הם בעיקר שלג; היוצאים הם מים שנמסו או התאדו. כשמסת המשקעים הנכנסת גדולה מזו היוצאת – נוצר קרחון.

השלג – חומר הגלם של הקרחון

לשלג כשלעצמו אין השפעה מורפולוגית רבה, אולם הוא חיוני כחומר הגלם ממנו נוצר הקרח. המשקעים המוצקים מגיעים אל פני כדור הארץ כשלג, המורכב מגבישים שטוחים בצורת כוכב; הרווחים ביניהם מהווים לעתים כ-95% מן הנפח הכולל. צפיפות שלג טרי נעה בין 0.05 ל-0.20 גרם לסנטימטר מעוקב, ובשל קלותו מצטיין השלג היבש בכושר ניידות רב, בדומה לאבק. כשהרוח נתקלת במכשול, מושקע השלג לפניו ומאחוריו – כך נוצרות לשונות שלג בדומה לדיונות חול במדבר, וכן שקערוריות של סלסלי שלג הנוצרות ממערבולות רוח.

קו השלג

אזורים שבהם יורדים משקעים רק בצורת שלג מכונים אזורים ניבאליים (Nival; מן הלטינית nivales – שלג). הגבול המציין את קו ההשתרעות של שלג העד הוא 'גבול השלג האקלימי', והוא מושפע מקו הרוחב, הגובה הטופוגרפי, כמות המשקעים, הריחוק מן הים ומפנה המדרון.

באזורים משווניים גובה קו השלג נמצא בדרך כלל מעל 5,000 מטר; ככל שמתרחקים מקו המשווה, יורד גובהו. באלפים נמצא קו השלג בחודשי דצמבר-ינואר בגובה 600–700 מטר, ואילו באוגוסט מעל 3,000 מטר. במדרונות הפונים אל קו המשווה קו השלג גבוה יותר; ככל שהמשקעים רבים יותר, גבול השלג נוטה להיות נמוך יותר. בתקופות הקרח היה גבול השלג באלפים נמוך ב-1,000 עד 1,500 מטר לעומת ימינו.

מפולות שלג (Avalanche)

תנועת מאסה של שלג הנסחפת במדרון, אוספת חומר רב ומגבירה את מהירותה, מכונה מפולת שלגים. ניתן להבחין בכמה סוגים: מפולת יבשה (Dry Avalanche) – תנועת שלג טרי שגבישיו טרם התלכדו, דומה בתנועתה לאבק גולש; מפולת רטובה – מתחוללת כשהשלג מפשיר ומכיל מים הפועלים כחומר סיכה, ועשויה להגיע לנפח גדול פי אלפיים מנקודת המוצא; מפולת קרקע (Ground Avalanche) – משלבת קרקע ובלית עם שלג רטוב, שכיחה באביב, ועשויה לסכור אפיקי נהרות.

חלק שלישי – מן השלג אל הקרח: דחיסה, מטמורפוזה וצבע

דחיסה ומטמורפוזה

השלג הנשאר על הארץ נדחס בשל משקל השלג הממשיך לרדת עליו, והרווחים הבין-גבישיים הולכים ומצטמצמים. הגבישים מאבדים את מבנם הכוכבי, צורתם מתעגלת, ובנקודות המגע בין גביש לגביש הופך השלג למים השבים וקופאים. שלג שנשאר על מקומו שנה בערך הופך לשלג גרגירי: גבישיו גדולים ומוצקים, קוטרם מגיע למספר מילימטרים, וצפיפותו מגיעה למחצית מזו של המים. חומר זה, הנמצא במצב ביניים בין שלג לקרח, נקרא מקפא (Firn).

הפיכת המקפא לקרח של ממש דורשת שנים רבות – תהליך שמשכו משתנה מאוד בהתאם לטמפרטורה, לקצב ההצטברות ולעובי השלג: בקרחונים חמים ייתכן שיארך שנים בודדות, בעוד שבאנטארקטיקה הקרה הוא עשוי להתמשך מאות ואף אלפי שנים. ככל שהדיחוס נמשך, החללים הבין-גרגריים מצטמצמים ותכולת האוויר מתמעטת. כשעובי השלג מגיע לכ-50–70 מטר, הופכות שכבות השלג התחתונות לקרח גמיש המתחיל לזרום.

מדוע הקרח כחול?

בבקיעי הקרחון מופיע צבע כחול מרהיב, בטווח שבין 'אקווה מרין' לכחול עמוק. ההסבר המדעי נעוץ בתכונות בליעת האור של מולקולות המים: אלה בולעות ביתר יעילות אורכי גל ארוכים – אדום, כתום וצהוב – בעוד שהאור הכחול, בעל אורך הגל הקצר יותר, מוחזר ומועבר דרך הקרח בצורה יעילה הרבה יותר. ככל שהקרח עבה ומגובש יותר ומכיל פחות בועות אוויר, כך ה'סינון' הזה בולט יותר ועינינו קולטות כחול עמוק יותר.

חשוב להבחין: פיזור אור בתוך הקרח – בדומה לחוק ריילי המסביר את כחלות השמים – תורם לתופעה בעיקר כאשר הקרח עשיר בבועות אוויר זעירות. אולם בקרח 'כחול עמוק' מדובר בבליעה סלקטיבית טהורה, ולא בפיזור. כשלקרחון פנים מחוספסים ומלאי בועות, ההחזר מן הפנים שולט ולכן הקרח נראה לבנבן.

חלק רביעי – היווצרות הקרחונים וסוגיהם

תנאי ההיווצרות

קרחון איננו גוש קפוא אלא גוף זורם. למרות שהקרח מוצק, בלחצים ובטווחי זמן ארוכים הוא מתנהג כחומר צמיג. הקרחון נוצר כאשר מסת השלג הנכנסת בכל שנה גדולה ממסת השלג האובדת בהמסה ואיבוד מסה (Ablation). כשתנאי זה מתקיים לאורך זמן ועודף השלג נדחס לקרח גמיש, הקרחון מתחיל לזרום. הוא ממשיך לגדול כל עוד ההצטברות עולה על האיבוד, וישרוד כל עוד מקורות הזנתו נמצאים מעל קו השלג.

סוגי קרחונים

יריעות קרח (Ice Sheets)

שדות קרח עצומים מכסים את אנטארקטיקה (כ-14 מיליון קמ"ר) ואת גרנלנד (כ-1.7 מיליון קמ"ר) – ובסך הכול כ-99% מכלל הקרח היבשתי בעולם. עובי הקרח באנטארקטיקה מגיע ל-4,500 מטר, ובגרנלנד ל-3,000 מטר ויותר. בשיא תקופת הפלייסטוקן כיסה הקרח עד שליש מפני כדור הארץ היבשתיים. יריעת קרח מתפשטת לכל הכיוונים בשל לחץ משקל הקרח – כיוון הגלישה הוא תמיד מן המרכז לשוליים. כשהקרחון מוגבל על ידי הרים, הוא שולח לשונות ארוכות וצרות בין המכשולים – אלו הם קרחוני המוצא.

כיפות קרח (Ice Caps)

קטנות מיריעות הקרח, כיפות קרח נמצאות באזורים שטוחים סביב הים הארקטי ובאזורים גבוהים כגון בסקנדינביה ובאיסלנד; שטחן מגיע למאות קמ"ר. הן מתנקזות לאזורים נמוכים יותר באמצעות קרחוני עמק.

קרחוני עמק (Valley Glaciers) וקרחוני הרים (Alpine Glaciers)

קרחוני עמק הם 'נהרות קרח' קלאסיים: הם ניזונים משדות שלג המצטברים מעל קו השלג, ונכנעים לכוח הכבידה כשהם זורמים במורד העמק, בדומה לנהר מים – אך בקצב של צב. בניגוד לנהרות, גודלם הוא בבואה מדויקת של הטופוגרפיה והאקלים הסובב. באלפים, למשל, הם אמנם קטנים יחסית – לרוב פחות מ-3 קילומטרים – אך הם מהווים את מגדל המים הבלתי נלאה של האוכלוסייה המקומית. מי ההמסה מתנקזים למערכות נהרות; תרומתם לעליית מפלס הים קטנה בסדרי גודל מזו של יריעות הקרח הקוטביות, אולם משמעותם עבור אספקת מים מתוקים לאוכלוסיות ההרים ניכרת ביותר.

קרחון הדום (Piedmont)

קרחונים היורדים מהרים למישורים ומתפזרים שם בצורת מסות שטוחות. בניגוד לשדה קרח, לקרחון ההדום אין אגן הזנה משל עצמו; הוא נמצא מתחת לקו האיזון ולכן בדרך כלל אובד ממנו יותר ממה שהוא מקבל.

קרחון קירקס (Cirque Glacier)

קרחונים אלה נמצאים בשקעים שבמדרונות ההרים המשמשים כאגן לצבירת שלג. הצלעות התלולות של האגן נוצרות מפעולות קפיאה והפשרה לסירוגין, בשילוב הסחיפה הנגרמת מהחלקת הקרח ובליית הסלעים.

קרחונים המסתיימים בים (Marine Terminating Glaciers)

קרחוני עמק המגיעים עד לחופי הים ממשיכים את תנועתם לתוך המים. כשהחלק הקדמי צף בגובה מספיק, נפרדת ממנו מסת קרח הצפה בים – קרחון צף (Iceberg). חזית הקרחון (Glacier Front / Terminus) הנוגעת בים היא אזור פעיל שבו שגירה (Calving) – תהליך ניתוק גושי קרח מחזית הקרחון – מתרחשת באופן תכוף ולעתים קרובות בליווי קולות רעם עצומים.

מדפי קרח (Ice Shelves)

כאשר יריעת קרח יבשתית מתפשטת מעל מי הים ומרחפת עליהם מבלי לאבד את קשרה ליבשה, נוצר מדף קרח. מדפי הקרח הגדולים ביותר נמצאים באנטארקטיקה – מדף רוס ומדף פילכנר. הם משמשים 'בלמים' ליריעות הקרח שמאחוריהם, ולכן התמוטטותם מאיצה את זרימת הקרח היבשתי לים.

קרח ים (Sea Ice)

קרח ים אינו קרחון: הוא נוצר ישירות מהקפאת מי ים, ואינו קשור ליבשה. הוא מתכווץ בקיץ ומתרחב בחורף. בארקטיס, קרח הים נסדק לחתיכות בשל רוחות וזרמים; כשהן מתנגשות נוצרים רכסי קרח קטנים. בשל כך – בניגוד לקרח יבשתי – המסת קרח הים אינה מעלה ישירות את מפלס הים, שכן הנפח כבר מומס במים. בניגוד לקרחון צף, שנוצר בייבשה, קרחון שנוצר בים, נראה כבלוק שטוח.

חלק חמישי – תנועת הקרח: מנגנונים ומהירות

מדוע קרח זורם?

בשל לחץ הכובד, הקרח מתחיל לנוע בכיוון ההתנגדות הקטנה ביותר. למרות שהקרח מוצק, בטווחי זמן ארוכים הוא מתנהג כחומר צמיג-גמיש: גבישי הקרח נעים ומתארגנים מחדש, נמסים ושבים וקופאים. בתנאים מסוימים, פוטנציאל הלחץ יכול לדחוף את הזרימה גם מעל רכסים תת-קרחוניים, כך שפני הקרח עשויים לעלות מעל מכשולי קרקע – תופעה מוכרת בקרחוני אנטארקטיקה.

שלושת מנגנוני הזרימה

הגלאציולוגיה המודרנית מבחינה בשלושה מנגנוני זרימה עיקריים הפועלים בו-זמנית בחלקים שונים של הקרחון:

עיוות פלסטי פנימי (Internal Deformation) – תחת לחץ כבד, גבישי הקרח נחתכים ומחליקים זה על זה כמו חפיסת קלפים הנלחצת ונעה. זרימה זו שולטת בקרחונים קרים ('פולריים'), שבהם הטמפרטורה בבסיס נמוכה מנקודת ההמסה, מה שמונע יצירת שכבת מים מחליקה.

החלקה בסיסית (Basal Sliding) – כאשר הלחץ בבסיס הקרחון מביא את הקרח לנקודת ההמסה, נוצרת שכבת מים דקה בין הקרחון לסלע התשתית – שכבה המתפקדת כחומר סיכה ומאפשרת לקרחון לנוע במהירות הרבה יותר. מנגנון זה שכיח בקרחונים מתונים (Temperate Glaciers); שינויים עונתיים בכמות מי ההמסה יכולים לשנות את מהירות הקרחון תוך ימים בלבד.

עיוות משקעי תשתית (Subglacial Sediment Deformation) – כשתחתית הקרחון שוכנת על שכבת משקעים רוויי מים (טיל רך, חרסית), המשקעים עצמם נעים ומשתנים, ומייצרים תנועה נוספת. מנגנון זה קריטי להבנת הקרחונים המהירים שבגרנלנד ובאנטארקטיקה המערבית. בפועל, רוב הקרחונים מפגינים שילוב משתנה של שלושת המנגנונים לאורך גופם.

קרחוני סערה (Surging Glaciers)

תופעה מרתקת במיוחד היא קרחון הסערה – קרחון המתאפיין בתקופות ארוכות של זרימה איטית, שאחריהן פרצי האצה קצרים ודרמטיים: מהירות הזרימה מתגברת פי 10 עד 100, לעתים לאורך חודשים אחדים. קרחוני סערה ידועים באלסקה, בסבאלברד ובמרכז אסיה. מנגנון ההאצה קשור להצטברות לחץ ומים בבסיס הקרחון עד שנוצרת 'שכבת פריצה'. לאחר כל פרץ חוזר הקרחון למצב קיפאון יחסי ומחדש את מחזורו.

מהירות הקרחון ומאזן המסה

זרימת הקרח איטית מזרימת המים, אך אינה אחידה. המהירות תלויה בשיפוע, בטמפרטורה, בעובי הקרח ובכמות אספקת השלג. בדומה לנהר, הזרימה במרכז מהירה יותר מאשר בצדדיו; בשיפוע תלול מאוד עלול הקרח להישבר וליצור מפלי קרח. מאזן המסה – היחס בין ההצטברות לאיבוד (Ablation) עקב התאיידות והמסה – מכתיב את גורל הקרחון לאורך זמן. בראש הקרחון (אזור ההצטברות) קיים לרוב יחס חיובי; בחלקו הסופי – יחס שלילי. קו האיזון בין שני האזורים הוא קו שיווי המשקל.

חלק שישי – האנטומיה של הקרחון ההררי

שדה ההצטברות, הקרקס והעמק הקרחוני

שדה ההצטברות הוא אזור שטוח יחסית שבו השלג מצטבר והופך למקפא. ברוב המקרים הוא נמצא בתוך מסגרת סלעית בדמות תיאטרון הנקרא קרקס הקרחון; המדרונות התלולים שמעליו מזינים אותו בשלג הנתדרדר אליו. הקרחון הנע בתוך העמק דומה במידה מסוימת לנהר; הוא מאסף בדרכו קרחוני יובל. אם קרקעית קרחון צדדי גבוהה משל המאסף, ייווצר קרחון תלוי. הזרימה המהירה ביותר מרוכזת באמצע הקרחון, לכן פניו מוגבהים שם מעט ושופעים לצדדיו – חתך רוחב קמור. חתך האורך הוא בעל צדודית קעורה בכללה, עם נקעים מדי פעם.

חזית הקרחון ובקיעים

הקרחון אינו מסתיים בהדרגה אלא בחזית קרח תלולה (Glacier Front / Terminus) שבתחתיתה נמצא בדרך כלל פתח של מנהרת קרח. דרך פתח זה יוצאים מי ההפשרה בצורת נחל לבנבן – תוצאה של תכולת קמח סלעי עצומה; קמח זה, הנוצר משחיקה עדינה של סלע תחת הקרחון, הוא שמעניק לאגמים קרחוניים את הצבע הטורקיז המפתיע שלהם. באזורים קוטביים, כשקרחון מגיע אל הים, הקרח ממשיך לנוע עד שלחץ המים מתגבר עליו – אז מתרחשת שגירה (Calving): ניתוק חלק מן החזית, לעתים בליווי קולות רעש כמו יריות תותח.

בתוך הקרחון נוצרים בקיעי קרח רבים (Crevasse) – חלקם אורכיים (כשהעמק מתרחב), חלקם רוחביים (באזורי ניקוז שבהם השיפוע אינו אחיד). סוג מיוחד הם בקיעי קפיאה: חימום הקרינה בצלעות הסלעיות מפשיר את הקרח הסמוך וגורם לבקיע בין הסלע לקרח. הבקיעים מעבירים מי הפשרה מפני הקרחון לתשתיתו ועד לקרקעיתו.

המערכת ההידרולוגית התת-קרחונית

מתחת לפני הקרחון ובתוכו מתקיימת מערכת מים עשירה ומורכבת, שלאחרונה זכתה לתשומת לב מחקרית גוברת. מולינים (Moulins) הם פירים אנכיים – לעתים עמוקים מאות מטרים – שדרכם מי ההפשרה ממשטח הקרחון צונחים לתוך גוף הקרח ומגיעים עד לבסיסו. בבסיס הקרחון נמצאים לעתים אגמים תת-קרחוניים, כמו 'אגם ווסטוק' הסמוי באנטארקטיקה, שנשמר נוזלי מאות אלפי שנים בזכות לחץ הקרח ממעל. בנוסף, נהרות תת-קרחוניים זורמים בין הקרח לסלע, משפיעים על קצב ההחלקה הבסיסית ועל כמויות המים המגיעים לחזית הקרחון.

חלק שביעי – הקרחון כגורם מעצב נוף: ארוזיה, הובלה ותצורות

מנגנוני הארוזיה הקרחית

הקרחון פועל על פני השטח כמכונה גיאולוגית ענקית, ועיצובו אינו מקרי אלא תוצאה ישירה של הדינמיקה המכנית שלו. שני המנגנונים העיקריים הם:

שחיקה (Abrasion) – הקרחון נושא בבסיסו ובצדדיו שברי סלעים, חצץ ואבנים שנדבקו אליו במהלך תנועתו. הסלעים הללו פועלים ככלי חיתוך: הם חורצים את סלע האם ויוצרים חריצי קרחון (Glacial Striations) – קווים ישרים ומקבילים המעידים על כיוון הזרימה. שחיקה עדינה יותר הופכת את הסלעים לחלקים ומבריקים – 'סלעי כבשים' (Roche moutonnée) – שבהם צד אחד נשחק בעדינות בעוד הצד השני עבר תלישה אלימה.

תלישה (Plucking / Quarrying) – מנגנון אלים יותר שבו מי המסה מחלחלים לסדקים בסלע האם, קופאים, ובתהליך של התפוצצות מפנים (Frost Wedging) הם משחררים גושי סלע גדולים שהקרחון סוחב איתו. זהו הכוח המרכזי שיוצר את צורת ה-U המפורסמת: בעוד שנהר חוצב עמק בצורת V, הקרחון, בעל הנפח האדיר, מרחיב את העמק תוך כדי העמקה ותולש סלעים מהדפנות ומהקרקעית כאחד. ככל שהקרחון נע לאט יותר תחת לחץ עצום, כך הוא מבצע עבודה גיאולוגית מסיבית יותר.

הובלת טעונה ומורינות

בתוך הקרח מצויות כמויות שונות של חומר מוצק – זוהי 'טעונת הקרחון'. תחת הלחץ העצום, חומר סלעי נטחן עד לגודל של אבק – 'קמח סלעי' – שמייצר את הגוון הלבנבן של מי הנחל היוצא מן החזית, ובמפגשו עם אגמים יוצר את הצבע הטורקיז המיוחד האופייני להם.

החומר המוסע על ידי הקרחון ומורבד על ידו מכונה מורינה (Moraine). ניתן להבחין בכמה סוגים: מורינה בסיסית – ציפוי עבה בתשתית הקרחון; מורינות צדיות – בפאות הקרחון, העשויות לכסות כליל את הקרח ולהגן עליו מפני קרינה ישירה; מורינה תיכונה – נוצרת כשמורינה צדית של קרחון יובל נצמדת לקרחון המאסף; מורינה קצווית – נערמת בחזית הקרחון; ומורינות נסיגה – שורות המציינות שלבי תנועה ועצירה, כאשר הרחוקה ביותר מסמנת את שיא ההתפשטות. לעתים ניתן למצוא על פני הקרחון גוש סלע גדול המגן על תשתיתו, בעוד סביבתו הקרחית נמסה ויוצרת בליטה שראשה מוכתר בסלע – 'פטרית קרחון'.

קרחוני פסולת (Debris-Covered Glaciers)

תת-סוג מיוחד ומרתק הוא הקרחון המכוסה בשכבת סלעים ובלית – Debris-Covered Glacier. ההשפעה של הכיסוי על קצב ההמסה אינה חד-משמעית: שכבה דקה של פסולת (כמה סנטימטרים) דווקא מגבירה ספיגת קרינה ומאיצה המסה, בעוד שכיסוי עבה (עשרות סנטימטרים ויותר) מבודד את הקרח ומאט את ההמסה בצורה ניכרת. בהימלאיה ובמרכז אסיה שכיחים קרחונים שחלקם הגדול מכוסה פסולת, מה שמקשה על הערכת מאזן המסה שלהם ומסבך את תחזיות אספקת המים האזוריות.

חלק שמיני – הנוף הקרחוני: עמקים, פיורדים ותבליט הררי

עמקים קרחוניים

צדודית האורך של עמק קרחוני אינה רגולרית: היא מחולקת לקטעים שטוחים ואף קעורים, המופרדים זה מזה על ידי בליטות וסיפים גבוהים – בניגוד לנהר, שנוטה לאיזון צדודית האורך שלו. ההבדלים נובעים מסיבות ליתולוגיות ומשינויים בעובי הקרח. חתך הרוחב מקבל צורת אבוס אופיינית – צורת U מפורסמת – בשונה מצורת ה-V האופיינית לעמקי נהרות; מדרונות תלולים אלה נובעים הן מהשחיקה הקרחית והן מבליה מכנית עצמית בשטח המגע בין הסלע לקרח.

פיורדים – שוקות של זמן

כשמי הים חדרו לשוקות קרחוניות באזורים הרריים, נוצרו פיורדים. הם מאפיינים בעיקר את החופים המערביים של יבשות שעברו התקרחות בפלייסטוקן: נורבגיה, קנדה, אלסקה, צ'ילה, ניו זילנד ואיסלנד. פיורדים מגיעים לעומק רב – סוגנה-פיורד בנורבגיה, למשל, מגיע ל-1,200 מטרים – וזאת משום שהקרחונים שחצבו אותם העמיקו הרבה מתחת למפלס הים הנוכחי.

בקצה הפיורד ניתן למצוא לעתים סיפי סלע (Sills) – אזורים רדודים שנוצרו כי בנקודה זו הקרחון איבד מעוצמת השחיקה שלו. בקצהו הפנימי קיים בדרך כלל שטח מישורי של חומר אלוביאלי. בנוסף לנורבגיה, ניתן לראות תהליכים דומים בצ'ילה, ניו זילנד, אלסקה וקנדה – אזורים שבהם עדיין קרחונים פעילים זורמים אל הים.

התבליט ההררי הקרחוני

כשכמה קרקסים נוגסים בהר אחד מכל עבריו, נותרת פסגה חדה ומשוננת – 'קרן' (Horn). הדוגמה הקלאסית היא הר מטרהורן. כשקרקסים על המדרונות הנגדיים של גב הררי מתארכים לאחור, מקבל הגב צורת רכס צר ומשונן – 'גב חדיד' (Arête). במקום פגישת שני קרקסים נוצרים אוכפים רחבים הנקראים 'קול' (Col) – תהליך שהביא ליצירת רבים ממעברי האלפים. בניגוד לחדות הצורות בתבליט עמקים קרחוניים, מאופיין התבליט מתחת למכסות קרח נייחות בסיפים, גבשושיות נמוכות ושקערוריות שטוחות; השקערוריות ממולאות לעתים באגמים, והניקוז בהן אינו סדיר.

אגמים קרחוניים וסכנת GLOF

נסיגת הקרחונים ברחבי העולם יוצרת תופעה שסכנתה גוברת: אגמים קרחוניים – Glacial Lakes – הנוצרים בין המורינות ובמקומות שבהם הקרחון נסוג. אגמים אלה כלואים לעתים מאחורי מורינות טבעיות הפועלות כסכרים. כאשר הסכר המוריני נכשל – בין אם בשל עומס המים, רעידות אדמה, נפילת סלעים או המסה מהירה – כמויות אדירות של מים משתחררות בבת-אחת: GLOF (Glacial Lake Outburst Flood). שיטפונות אלה עלולים להרוס כפרים ותשתיות בעמקים שמתחת, לעתים במרחק של עשרות קילומטרים מן האגם. ההימלאיה, האנדים ואסיה המרכזית נמצאים בסיכון מיוחד, והתחממות האקלים מגבירה את תדירות התרחשות תופעה זו.

חלק תשיעי – הקרחון כארכיון אקלימי

קפסולת זמן בשכבות הקרח

הקרחון אינו רק גורם מעצב נוף; הוא גם הארכיון המקיף ביותר על העבר האקלימי של כדור הארץ. כאשר השלג נדחס והופך לקרח, הוא לוכד בועות אוויר קטנות שהיו קיימות באותה עת. חוקרים קודחים ליבות קרח עמוקות ומנתחים את הבועות הללו, מה שמאפשר להם לדעת בדיוק מה היו ריכוזי הפחמן הדו-חמצני והמתאן באטמוספרה לפני מאות אלפי שנים.

שיטות תיארוך

לחקר הקרחונים ותיארוכם כמה שיטות משלימות: בדיקת שכבות – התפרצות הר געש מותירה שכבת אפר אופיינית; מכיוון שאנו יודעים מתי התרחשו התפרצויות גדולות, שכבות האפר מאפשרות לתארך את הקרח הסמוך בדיוק רב. שכבות הקיץ והחורף שונות זו מזו, ואפשר 'לספור שנים' לפיהן, בדומה לספירת טבעות עצים.

חמצן 18 – יחסו לאיזוטופים אחרים משתנה בהתאם לטמפרטורה ששררה בעת ירידת השלג, ומאפשר שחזור שינויי הטמפרטורה הגלובלית לאורך תקופות ארוכות. פחמן 14 – אינו מתארך את הקרח עצמו אלא חומר אורגני הכלוא בו: עלים, מקטעי עץ או חרקים; זמן מחצית החיים שלו (5,730 שנה) מאפשר תיארוך מהימן עד לגיל של כ-50,000 שנה. קידוח פירים – קידוח עמוק באנטארקטיקה ובגרנלנד מאפשר בחינה ישירה של תכונות הקרח שהצטבר בתקופות שונות, כולל ניתוח בועות אוויר עתיקות.

חלק עשירי – הקרחונים ושינוי האקלים

נסיגת הקרחונים

הקרחונים הם מן הסמנים הרגישים ביותר לשינויי האקלים. נסיגתם בעשורים האחרונים מתועדת בבירור: קרחוני האלפים, הימלאיה, האנדים וקרחונים רבים ברחבי העולם מאבדים מנפחם בקצב שלא נראה כמוהו בתקופות ההיסטוריות.

גורם מאיץ מרכזי הוא ירידת אלבדו (Albedo) – החזרתיות של פני הקרח. קרח טרי ונקי מחזיר כ-80–90% מן הקרינה הסולארית, אך שכבות אבק וחלקיקי פיח ממקורות תעשייתיים ושריפות מכהים אותו ומורידים את האלבדו. כתוצאה, פני הקרח סופגים קרינה רבה יותר, ההמסה מואצת ופני הקרח הנמסים חושפים שכבות כהות נוספות – לולאת משוב חיובית המגבירה את עצמה.

השפעה על אספקת מים מתוקים

בין 1.5 ל-2 מיליארד בני אדם תלויים במידה מסוימת במים שמקורם בשלג ובקרח עונתי וקרחוני הרים – בין אם מדובר בנהרות הגנגס, האינדוס, האמזונס או נהרות סין. חשוב לציין שרוב הנהרות הגדולים תלויים יותר בשלג עונתי מאשר בקרחונים עצמם; עם זאת, קרחוני הרים הנסוגים מאיימים על מאזן המים האזורי – תחילה בגאות הולכת וגדלה, ולאחר מכן בצמצום הדרגתי ודרמטי של ספיקות הנהרות.

עליית מפלס הים

הקרחונים הכלואים ביבשות – בעיקר יריעות הקרח של אנטארקטיקה וגרנלנד – מכילים כמות מים אדירה: המסה מלאה של גרנלנד תעלה את מפלס הים בכ-7 מטרים, ואת אנטארקטיקה – בכ-58 מטרים נוספים. ביחד, ה'מאגר' הזה שווה ערך לעליית מפלס של כ-65 מטר. קרח שעל היבשה, בניגוד לקרחונים צפים, אינו תופס מקום באוקיינוס; ברגע שהוא נמס וזורם אליו, הוא מוסיף נפח מים חדש ומעלה את המפלס באופן ישיר.

מדפי הקרח פועלים כמחסום טבעי המאט את גלישת הקרחונים היבשתיים אל הים. כאשר הם נמסים או נשברים – תהליך המואץ בשל מים חמים יותר בבסיסם – ה'סכר' מוסר וקצב הזרימה מואץ דרמטית. גם התפשטות תרמית של מי הים – מים חמים תופסים נפח גדול יותר – מוסיפה לעלייה. עוד תופעה מפתיעה: לקרחונים העצומים יש משיכה כבידתית משלהם, המושכת את מי הים לכיוונם; כאשר קרחון מאבד מסה, משיכתו נחלשת, והמים נוטים להתרחק ממנו ולהתאסף באזורים מרוחקים – כך נוצר פרדוקס שבו אזורים רחוקים מהקרחונים עלולים לסבול מעליית מפלס חדה יותר.

הקרחונים וזרמי האוקיינוס – AMOC

השפעה פחות ידועה אך בעלת משמעות אקלימית עמוקה היא הקשר בין המסת הקרחונים לבין מחזור האוקיינוס הגלובלי. מי ההמסה הזורמים מגרנלנד ומאנטארקטיקה לאוקיינוסים הם מים מתוקים, קלים יחסית, הצפים על פני המים המלוחים והכבדים יותר. עירוב זה מחליש את מנגנון ה-AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation) – מחזור המים האוקיינוסי שמוביל חום מן הטרופיקה לעבר צפון האטלנטי ומחמם את אירופה.

היחלשות ה-AMOC עשויה להוביל לפרדוקס אקלימי: בעוד שהעולם בכללותו מתחמם, חלקים מצפון אירופה ומזרח אמריקה הצפונית עשויים להתקרר. חוקרים רבים סבורים שה-AMOC כבר מחליש בשנים האחרונות, ומחקרים מצביעים על קשר ברור בין קצב המסת הקרחונים לבין עתיד מחזור זה.

גרר פוסט-גלציאלי (Post-Glacial Rebound)

השפעה ידועה פחות היא על הקרום היבשתי עצמו. משקל יריעות הקרח העצומות דחס את הקרום לעומקו; לאחר ההמסה הקרום מתרומם בחזרה – תהליך המכונה גרר פוסט-גלציאלי (Post-Glacial Rebound) או איזוסטזיה קרחונית. תופעה זו בולטת במיוחד בסקנדינביה, קנדה וצפון בריטניה: בסקנדינביה, למשל, הקרום ממשיך להתרומם עד היום בקצב של כ-8–10 מילימטרים בשנה, כאלפי שנים לאחר שהקרחונים נסוגו. עליית מפלס הים שנצפתה לחופי ישראל לאחר עידן הקרח האחרון היא בעיקרה אאוסטטית – עלייה גלובלית הנובעת מהמסת הקרחונים בכלל העולם – ולא תגובה איזוסטטית מקומית, שכן ישראל שוכנת מחוץ לאזורים שהיו מכוסים ישירות בקרח.

חלק אחד עשר – המאה ה-21: האם אנו חיים בסוף עידן הקרח?

שאלה זו, שבמאה הקודמת היה נשמעת פרובוקטיבית, כיום היא שאלה מחקרית לגיטימית. ממד הזמן הוא קריטי: לא כל הקרחונים נוהגים באותה צורה, ועתידם שונה בהתאם לגודלם, מיקומם וחשיפתם לשינויי האקלים.

קרחוני ההרים – בסכנה מיידית: מרבית קרחוני האלפים, ובהם קרחונים שהיו אייקוניים לנסיעות מדע, צפויים להיעלם עד סוף המאה ה-21 אם מגמות ההתחממות הנוכחיות ימשכו. קרחוני ההימלאיה, שמחייהם מיליארדים, יאבדו נפח ניכר, עם השלכות ישירות על מאזן מי השתייה, החקלאות וייצור החשמל ההידרואלקטרי.

גרינלנד – כבר בתהליך: יריעת הקרח של גרינלנד כבר מאבדת מסה בקצב מואץ. מחקרים עדכניים מצביעים על כך שחלקים ממנה עברו נקודת אל-חזור, ולא יצמחו מחדש גם אם ההתחממות תיעצר כיום. ההשלכה: עלייה של מספר מטרים במפלס הים בטווח של מאות שנים.

אנטארקטיקה – אי-הוודאות הגדולה: כאן מתרכז עיקר אי-הוודאות המדעית. אנטארקטיקה המזרחית נותרת יציבה יחסית, אולם אנטארקטיקה המערבית – ובה קרחוני ת'וויטס ופיין איילנד – מאבדת מסה בקצב מדאיג. קרחון ת'וויטס, המכונה לעתים 'קרחון יום הדין', הוא בעצמו גדול כמו בריטניה; התמוטטותו יכולה לפתח שרשרת של קריסות ביריעת הקרח המערבית ולהוסיף עד שני מטרים למפלס הים עולמי.

השלכות גאופוליטיות: מעבר לעליית המפלס, נסיגת הקרחונים פותחת שאלות גאופוליטיות חדשות. ים הארקטי, שנפתח ימים ספורים בשנה בעבר, נפתח כיום לחודשים ארוכים יותר – ויוצר מסלולי ספנות חדשים ותחרות על משאבי הים התחתי. הבנת הדינמיקה הגלאציולוגית אינה, אם כן, עניין אקדמי גרידא; היא תנאי הכרחי לגיבוש מדיניות אקלים, תכנון פיתוח ואסטרטגיה ביטחונית.

סיכום – כוח איטי שאין כמותו

הקרחון הוא כוח איטי – אך האיטיות אינה מעידה על חולשה. במהלך מיליוני שנים עיצבו הקרחונים יבשות שלמות: חצבו עמקי U, יצרו פיורדים, פסלו קרניים ורכסים, השאירו מורינות ואגמים, ולחצו קרומים יבשתיים לעומקם ואפשרו להם לשוב ולהתרומם. הם לכדו בתוכם ארכיון אקלימי שאין שני לו, ועכשיו, בעידן ההתחממות הגלובלית, הם פותחים את הארכיון הזה – בעת שהם עצמם הולכים ונסוגים.

עדות לכוחם נמצאת בכל מקום: בצליל רעם השגירה של הקרחון הגולש אל הים, בגוון הטורקיז של האגמים שנוצרו מקמח הסלעים שהם טחנו, בגוון הכחול העמוק של הקרח המגובש – כמו אוצר טמון בתוך שכבות השנים.

הקרחון הוא מערכת, מעצב נוף ומאגר חיים – שלושתם בו יחד. הבנתם היא הצעד הראשון הן להבנת ההיסטוריה של כדור הארץ, והן לגיבוש החלטות חכמות לגבי עתיד האנושות.

ביבליוגרפיה

שטנר, א׳ (1975). גיאומורפולוגיה (תרגום לעברית). תל־אביב: יחדיו. [ראו במיוחד: הפרק על קרחונים ותהליכים גלציאליים].

Benn, D. I., & Evans, D. J. A. (2010). Glaciers and Glaciation (2nd ed.). London: Routledge.

Cuffey, K. M., & Paterson, W. S. B. (2010). The Physics of Glaciers (4th ed.). Burlington, MA: Elsevier.

Hambrey, M. J., & Alean, J. (2016). Glaciers (3rd ed.). Cambridge: Cambridge University Press.

Huggett, R. J. (2017). Fundamentals of Geomorphology (5th ed.). London: Routledge.

IPCC. (2021). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Cambridge: Cambridge University Press.

Knight, P. G. (1999). Glacier Science and Environmental Change. Oxford: Blackwell Science.

Meredith, M., Sommerkorn, M., Cassotta, S., et al. (2019). Polar Regions. In: IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate. Geneva: IPCC.

Paterson, W. S. B. (1994). The Physics of Glaciers (3rd ed.). Oxford: Butterworth-Heinemann.

Rignot, E., Mouginot, J., Scheuchl, B., et al. (2019). Four decades of Antarctic Ice Sheet mass balance from 1979–2017. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(4), 1095–1103.

Scambos, T. A., Bell, R. E., Alley, R. B., et al. (2017). How much, how fast? A science review and outlook for research on the instability of Antarctica’s Thwaites Glacier. Global and Planetary Change, 153, 16–34.

Sugden, D. E., & John, B. S. (1976). Glaciers and Landscape: A Geomorphological Approach. London: Edward Arnold.

Tarbuck, E. J., Lutgens, F. K., & Tasa, D. (2020). Earth: An Introduction to Physical Geology (13th ed.). Boston: Pearson.

Velicogna, I., Sutterley, T. C., & van den Broeke, M. R. (2020). Regional acceleration in ice mass loss from Greenland and Antarctica using GRACE and GRACE Follow-On data. Geophysical Research Letters, 47(8).

Weertman, J. (1973). Can a water-filled crevasse reach the bottom surface of a glacier? IAHS Publication, 95, 139–145.

Wouters, B., Gardner, A. S., & Moholdt, G. (2019). Global glacier mass loss during the GRACE satellite mission (2002–2016). Frontiers in Earth Science, 7, 96.