פלאי הבריאה: מפל של דם בלב אנטארטיקה

באמצע היבשת הקפואה והמבודדת ביותר על פני כדור הארץ, אנטארקטיקה, שוכנת תופעת טבע שמזכירה יותר סצנת אימה מאשר פלא גיאולוגי. מפל הדמים (Blood Falls), זרם מים אדום-חלודה הבוקע מקרחון טיילור (Taylor Glacier) ונשפך לאגם בוני (Lake Bonney), הוא לא רק מחזה ויזואלי עוצר נשימה, אלא גם תעלומה מדעית שריתקה חוקרים במשך יותר ממאה שנה.

מאז גילויו ב-1911 ועד לפתרונות המדעיים המודרניים, מפל הדמים ממשיך להצית את הדמיון ולפתוח צוהר להבנת החיים במקומות הקיצוניים ביותר. ננסה נצלול לעומק הסיפור של מפל הדמים – מהגילוי הראשוני, דרך התיאוריות המוקדמות ועד ההסברים המדעיים המרתקים של ימינו.

הסיפור של מפל הדמים מתחיל בשנת 1911, כאשר הגאולוג האוסטרלי תומאס גריפית' טיילור, חבר במשלחת טרה נובה הבריטית, חקר את העמקים היבשים של מקמורדו (McMurdo Dry Valleys) במזרח אנטארקטיקה. במהלך מסעו, הוא נתקל במראה שונה מכל מה שראה עד כה: זרם מים אדום בוהק זרם מתוך קרחון טיילור, כאילו הקרחון עצמו "מדמם". המראה היה כה דרמטי, שהוא זכה במהרה לכינוי "מפל הדמים". העמק היבש שבו התגלה המפל נקרא מאז על שמו – עמק טיילור.

באותם ימים, הידע המדעי על אנטארקטיקה היה מוגבל מאוד. החוקרים הראשונים שראו את המפל הניחו שהצבע האדום נובע מאצות אדומות מיקרוסקופיות שצובעות את המים, תיאוריה שנשמעה סבירה בהתחשב בתנאי הסביבה הקשים ובחוסר הידע על התהליכים הגיאוכימיים באזור. עם זאת, ככל שהמחקר התקדם, התברר שההסבר האמיתי מורכב ומרתק הרבה יותר.

 

כדי להבין את מפל הדמים, חשוב להכיר את הסביבה שבה הוא נמצא. העמקים היבשים של מקמורדו, שבהם שוכן המפל, הם אחד המקומות היבשים והקרים ביותר על פני כדור הארץ. טמפרטורות החורף באזור יכולות לצנוח עד למינוס 89 מעלות צלזיוס, והרוחות הקטביות מגיעות לעיתים למהירויות של 200 קמ"ש, סופגות כל טיפת לחות מהסביבה. התוצאה היא מדבר קרחוני, שבו מפלים – ובטח כאלה בצבע אדום – הם תופעה נדירה ביותר.

המפל עצמו נובע מקרחון טיילור, קרחון באורך של כ-54 ק"מ, ונשפך לאגם בוני, אגם מים מלוחים המכוסה בשכבת קרח בעובי של 3.5-4.5 מטרים. המים במפל מגיעים ממקור ייחודי: אגם מלוח קדום, הכלוא מתחת לקרחון בעומק של כ-400 מטר, שנוצר כתוצאה מהצפות של מי ים באזור. אגם זה הוא המפתח להבנת הצבע האדום של המפל.

במשך עשרות שנים, תעלומת הצבע האדום של מפל הדמים העסיקה חוקרים רבים. התיאוריה הראשונית על אצות אדומות נשללה כבר בשנות ה-60, כאשר מחקרים הראו שהצבע אינו נובע מאורגניזמים פוטוסינתטיים. במקום זאת, המפתח לפתרון התעלומה טמון בתהליכים גיאוכימיים וביולוגיים ייחודיים.

בשנים 2006 ו-2018, צוותים של מדענים, כולל חוקרים מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס ומאוניברסיטת אלסקה, לקחו דגימות מהמפל וניתחו אותן באמצעות מיקרוסקופים אלקטרוניים מתקדמים. הם גילו שהמים מכילים ננו-ספירות (חלקיקים זעירים, כדוריים וחלולים) עשירות בברזל, לצד רכיבים נוספים כמו סיליקון, סידן, אלומיניום ונתרן. כאשר המים המלוחים, העשירים בברזל, מגיעים מפני השטח דרך סדקים בקרחון, הם נחשפים לחמצן שבאוויר לראשונה לאחר שנים. תהליך החמצון הופך את הברזל לתחמוצת ברזל – או, במילים פשוטות, חלודה – שמעניקה למים את הגוון האדום-חום האופייני.

אבל הסיפור לא נגמר כאן. המים במפל מגיעים מאגם תת-קרקעי מלוח במיוחד – פי שלושה ממי ים רגילים – שנותר נוזלי למרות הטמפרטורות הקיצוניות בזכות ריכוז המלח הגבוה. באגם זה חיים חיידקים עתיקים, שהסתגלו לתנאים קשים של חושך מוחלט, היעדר חמצן וריכוז מלחים גבוה. חיידקים אלה מייצרים אנזימים עשירים בברזל, שתורמים אף הם לצבע האדום של המים. מערכת אקולוגית זו, ששורדת ללא פוטוסינתזה ומסתמכת על מחזור ברזל, היא ממצא מדהים שפותח דלת להבנת חיים במקומות קיצוניים – לא רק על כדור הארץ, אלא גם בחלל.

 

מפל הדמים הוא הרבה יותר מאשר תופעה ויזואלית מרשימה; הוא מעין "מגרש משחקים" לאסטרוביולוגים. התגלית שחיידקים יכולים לשרוד במשך אלפי שנים בסביבה תת-קרקעית, ללא חמצן או אור שמש, מעוררת שאלות מרתקות לגבי האפשרות לקיום חיים על כוכבי לכת אחרים, כמו מאדים או הירחים הקפואים של צדק ושבתאי. מדענים, כמו קן ליווי מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס, מציינים שהננו-ספירות הלא-גבישיות שנמצאו במפל מדגימות את המגבלות של טכנולוגיות זיהוי מינרלים מסורתיות, מה שרלוונטי במיוחד לחקר משטחים של כוכבי לכת קרים. לדוגמה, רוברים שנשלחו למאדים עשויים להתקשות לזהות חומרים דומים, מה שדורש פיתוח שיטות חדשות לחיפוש אחר סימני חיים.

למרות יופיו המהפנט, מפל הדמים אינו יעד תיירותי רגיל. הגעה לאזור דורשת הכנה קפדנית, ציוד מיוחד ואישורים מיוחדים, שכן יבשת אנטארקטיקה היא שמורת טבע מוגנת עם הנחיות אקולוגיות מחמירות. רוב המבקרים מגיעים למפל במסגרת משלחות מדעיות או טיולי אקסטרים, לעיתים באמצעות טיסות מסוק או שייט בים רוס. התנאים הקשים – קור עז, רוחות עוצמתיות ויובש קיצוני – הופכים את הביקור למסוכן, עם סיכונים כמו היפותרמיה ואובדן התמצאות בסופות שלג.

עם זאת, התמונות של המפל, מראות שווה את המאמץ. המראה של זרם אדום הזורם על פני קרח לבן הוא לא פחות ממדהים, והוא מעורר תחושה של חיבור לעוצמת הטבע ולהיסטוריה העתיקה של כדור הארץ. מה רבו מעשיך ה'.