שלג ימי

מתוך אנציקלופדיה, המכון למדעי כדור הארץ, האוניברסיטה העברית

קפיצה אל: ניווט, חיפוש

שלג ימי- Marine snow

באוקיאנוס העמוק, "שלג ימי" הוא שטף מתמיד של חלקיקים המכילים בעיקר חומר אורגני הנופלים מהשכבות העליונות של עמודת המים. מקור החלקיקים הוא באורגניזמים מתים והפרשות של אורגניזמים חיים. לשלג הימי תפקיד מכריע בהעברת מקור אנרגיה מהאזור הפוטי, שם יצורים פוטואוטוטרופים מנצלים את אנרגיית השמש לייצור חומר אורגני, לאזור הא-פוטי מתחת, שם החומר האורגני הוא מקור האנרגיה העיקרי. המושג Marine Snow הוטבע לראשונה על ידי חוקר בשם וויליאם ביב. מכיוון שמקור השלג הימי הוא בפוטוסינתזה של הפיטופלנקטון באזור הפוטי, שטף השלג הימי משתנה עם השינויים קצב הייצור של פיטופלנקטון שמשתנה עם עונות השנה ועם אופי הזרמים האוקיאניים.

הרכב: שלג ימי מורכב ממגוון חומרים, אורגנים בעיקר וכולל בעלי חיים מתים או שחדלו לתפקד, אצות, פלנקטון, הפרשות של אורגניזמים (fecal pellets), וגם חול, פיח, אבק ועוד חומרים אי אורגנים נוספים. רוב השלג הימי מורכב מתלכיד של חלקיקים קטנים, המלוכדים שעל ידי סוג של רב סוכר רירי ושקוף. זהו פולימר שהופרש כפסולת, בעיקר על ידי פיטופלנקטון ובקטריות. ריר שמופרש על ידי זואופלנקטון משמש גם כן כחומר מלכד בשלג הימי. התלכידים גדלים עם הזמן, ככל שהם צוברים יותר חלקיקים, ומסוגלים להגיע עד לגדלים של סנטימטרים אחדים אשר נופלים במשך שבועות עד שמגיעים לקרקעית האוקיאנוס או מפורקים בדרך. שלג ימי נוצר לעיתים קרובות בזמן פריחות של אצות בשכבות העליונות של האוקיאנוס.

כאשר התנאים מתאימים והאצות מצטברות הן מתלכדות או נתפסות בתלכידים אחרים וכך קצב השקיעה שלהן מתגבר. לתהליך הליכוד ושקיעת האצות מיוחס חלק משמעותי בירידה בכמות האצות בפני האוקיאנוס. מרבית החומר האורגני בשלג הימי נצרך על ידי יצורים חד תאיים, זואופלנקטון ויצורים מסננים נוספים (filter feeders) ב 1000 המטרים הראשונים של מסעם. בצורה זו השלג הימי מהווה בסיס למערכת האקולוגית המזופלאגית והבנטית, שם לא מגיע אור שמש וזהו מקור האנרגיה הראשוני של מערכות אלו. שלג ימי שלא נצרך מעמודת המים וצונח לקרקעית נערם ומתווסף לבוץ (ooze) שם הוא עובר תהליכים פירוק ביולוגים נוספים. החומר שלא מתפרק נקבר בסדימנט.

ליכוד- אגרגציה (Aggregation) מרבית החומר האורגני החלקיקי (POM) במי האוקיאנוס אינו זמין למרבית האורגניזמים בגלל מאפייני הגודל שלו שנע בין 1ננומטר למיקרונים אחדים. על מנת שהחומר החלקיקי הקטן יהפוך לזמין ויוכל להיות ממוחזר עליו להתלכד לחלקיקים גדולים יותר. ליכוד יכול להתרחש במספר תהליכים:

• החלקיקים שנעים רנדומאלית מתנגשים זה עם זה ומתלכדים ליצור תלכידים קטנים שממשיכים להתנגש בצורה אקראית עד שמתקבלים תלכידים בקוטר של מיקרונים אחדים.

• לאחר שהחלקיקים מגיעים לגודל של מספר מיקרונים הם גדולים מספיק ביחס לצפיפותם על מנת להתחיל לשקוע ובנוסף בקטריות יכולות ליצור מושבות עליהם ולהשתמש בחומרים הזמינים לפעילות אוטוטרופית והטרוטרופית. עם שקיעת החלקיקים לעומק, תנאי הסביבה משתנים בעוד הטמפרטורה יורדת והלחץ עולה. החיידקים לא מסוגלים להתקיים בתנאים אלו ומתים.

• חלקיקים ששוקעים במהירויות שונות, עקב הבדלים בצפיפות וגודל, מתנגשים ומתלכדים זה עם זה.

• זרימה של מים גורמת לתנועה של החלקיקים באדבקציה ומקרבת אותם זה לזה עד למרחק שבו תנועה בדיפוזיה מביאה להתנגשות וליכוד.

• ליכוד יכול להתרחש בין חלקיקים קטנים שנלכדים על פני בועות גז הנעות אל פני השטח.


חשיבות השלג הימי מבלע של פחמן: האוקיאנוס העמוק מהווה מבלע חשוב במחזור הפחמן הגלובלי בטווחי זמן ארוכים. כ 40% מהיצרנות הראשונית מתבצעת על ידי מיקרואורגניזמים ימיים הקטנים מ 10 מיקרון, ב 100 המטרים העליונים של האוקיאנוס. מיקרואורגניזם פוטוסינטטי יחיד מקבע פחמן איאורגני. כאשר היצור מת והחומר האורגני בו נצרך, משתחרר הפחמן וחוזר לאטמוספרה. יצור חד תאי שמת הוא קל מידי בשביל לשקוע ולכן כל מחזור חייו הוא בשכבה העליונה כל שהפחמן שהוא קיבע חוזר לאטמוספרה בתוך ימים עד שבועות בלבד. תלכיד של שלג ימי, לעומת תא יחיד, יכול לשקוע וכך להעביר חלק מהפחמן המקובע לעומק האוקיאנוס שם תהליך המחזור הביולוגי יכול להמשך מאות שנים אם הגיע לשכבות הביניים ואף מיליוני שנים אם הגיע לקרקעית ונקבר.

אספקת מזון לקרקעית הים העמוק: קצב הגעת השלג האוקיאני קובע את צפיפות והרכב החיים על קרקעית הים העמוק, אשר רבים מהם מתקיימים ממיצוע חומר אורגני מהסדימנט (deposit feeders). אוכלוסיית הקרקעית משתנה בהתאם לשינוי בקצב הגעת השלג הימי אשר תלוי ביצרנות הראשונית שמתבצעת בפני המים. שינויים עונתיים בין חורף לקיץ, המשפיעים על הפוטוסינטזה בפני השטח נראים בשינויים באוכלוסיית הקרקעית. מחקרים מראים שישנם חיידקים המתקיימים על הקרקעית ומסוגלים לפרק חומרים המגיעים בשלג הימי ואשר לא זמין ליצורים החיים בפני השטח ובעמודת המים, ובכך הופכת את החומרים לזמינים למארז המזון על הקרקעית.

מצע גידול למיקרואורגניזמים: בקטריות ואצות חד תאיות מתיישבות על חלקיקי השלג הימי העשיר בחומרי תזונה אורגנים ואיאורגנים.

נושא זה נחקר במכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית בירושלים http://earth.huji.ac.il

כלים אישיים