פרופסור אחד נכנס ליער
פרופ' דן יקיר זכה השנה בפרס ישראל בתחום חקר מדעי כדור הארץ, גיאולוגיה ומדעי האטמוספרה. בראיון עמו הוא מספר מה גרם לו להוציא לדרך מחקר שנמשך כבר 20 שנה ביער יתיר, על מה שלמד ממנו על שינוי האקלים ועל החשיבות של קשר בין מדענים לציבור הרחב
בתחנה מבודדת בדרום הארץ, בין ערד לים המלח, נמדדים פעם שבוע, כבר כ-20 שנה, נתונים הקשורים לפחמן דו חמצני, מים וקרינה מהעצים הנטועים של יער יתיר. במבט ראשון, התחנה לא נראית כמו חזית הטכנולוגיה - משטחי כסף מלופפים סביב עצים, אנטנות מדידה, מכלי פלסטיק התלויים גבוה, הנפתחים לסירוגין לקליטת אוויר. אך דווקא כאן מתרחשת עבודתו החשובה והמעניינת של פרופ׳ דן יקיר וקבוצת המחקר שלו ממכון ויצמן למדע.
עוד כתבות ב"זווית - סוכנות ידיעות למדע ולסביבה "
שלם, או שאני כורת
למה להפליר כשאפשר לערבב? העלות הסמויה של הפלסטיק
מה גרם לך לרצות להיות מדען אקלים? כשהתחלת ללמוד תואר ראשון לא היה בכלל תואר למדעי כדור הארץ, לא?
"בחרתי בתחום המחקר שלי כי למדתי בפנימייה חקלאית, ובלימודי התואר הראשון עד הדוקטורט עסקתי בעיקר בפיזיולוגיה ובביוכימיה של צמחים ובהשפעה של עקות עליהם והתמקדתי בעיקר בתהליכים מעבדתיים, ברמת המבחנה. בסוף הדוקטורט פגשתי גיאו-כימאי שהגיע למכון ויצמן בשנת שבתון והוא עורר את סקרנותי כשהראה לי שיש צורך שחלק מהמדענים יסובבו את המיקרוסקופ - ובמקום לרדת לרמות יותר ויותר קטנות, יסתכלו על תהליכים גדולים. אנחנו קוראים לזה גישה הוליסטית. הרעיון הזה משך את תשומת ליבי, ובסופו של דבר נסעתי לעשות אצלו דוקטורט במעבדה באוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג׳לס. שם בעצם עברתי את ההיפוך הזה, מלימודי תהליכים ברמת המבחנה ללימודי תהליכים ברמה של מערכת כדור הארץ".במה בעצם עוסק המחקר שלך ביער יתיר?
"המחקר שלי היום עוסק באינטראקציה שבין הצמחייה לאטמוספרה, בשני הכיוונים - כלומר, באיזה אופן האקלים משפיע על הצמחייה, ובאיזה צורה הצמחייה משפיעה על האקלים. הקמנו את התחנה ביער יתיר בשנת 2000, לפני כמעט 20 שנה, ומאז אנחנו משלבים שם עבודת מעבדה עם עבודת שטח. התחנה היא חלק משיתוף פעולה בינלאומי, מרשת גדולה של תחנות דומות ליתיר בכ-600 מקומות שונים בעולם".
מה ייחודי בתחנה ביתיר? במיקום הגיאוגרפי שלה?
"באותו זמן שהקמנו את התחנה התפתח מאמץ עולמי להבין את השפעת הצמחייה על האקלים. הוקמה רשת בינלאומית, אבל במבט מהיר ברשת ראינו שהיא לא מפוזרת בצורה נכונה על פני כדור הארץ. המדענים אוהבים למדוד ב'חצר האחורית' שלהם, מטעמי נוחות, ולכן היו כמה תחנות גדולות באירופה ובארצות הברית, אבל שאר העולם היה ריק יחסית. במיוחד האזור היובשני, הצחיח-למחצה, לא היה מכוסה בכל הרשת. הבנו שהאזור שאנחנו חיים בו נפגע כתוצאה מכך, כיוון שאין לו ייצוג ברשת העולמית, ושאנחנו יכולים בקלות להדביק את הפער הזה בגלל שאנחנו חיים פה. לא כל אחד יכול להקים תחנה כזאת - היא יקרה, מורכבת וקשה פיזית להקמה. העובדה שיש לנו אפשרות לתרום בצורה ייחודית על ידי הקמת תחנה באזור שאין לו תחליף, דירבנה אותנו להקים אותה. גם היום, כ20 שנה אחר כך, התחנה ביער יתיר היא היחידה מסוגה מבחינה אקלימית. התחנה הקרובה ביותר היא בספרד, אבל גם שם כמות הגשמים היא כפולה משלנו. אנחנו עדיין התחנה היערנית היחידה באזור עם כמות משקעים נמוכה, על סף המדבר".
מה בעצם מודדים בתחנת המחקר ביער יתיר? ומה המדידות מראות לנו?
"היום התחנה היא מרכז פעילות תוסס בנושאים שונים שסביב פעילות צמחיה והשפעתה על האקלים. היום בתחנה נמדדים מאות פרמטרים - בצמחייה, מעליה, בעלים, בגזעים ובקרקע שביניהם בכל התחומים שקשורים בפחמן, במים ובאנרגיה. לתוצאות בתחנה של יתיר יש כמה היבטים. קודם כל, ולהפתעתנו, ראינו שבאזור יובשני, על סף המדבר, בעצם בגבול של התפשטות יערות בעולם, קיבוע הפחמן הוא הרבה יותר משמעותי ממה שחשבנו.
"למעשה, מצאנו שקצב קיבוע הפחמן ביער יתיר דומה לקצב קיבוע הפחמן של יערות אורנים באירופה. ההסבר הקצר לכך הוא שרמת הפוטוסינתזה שמבצעים העצים ביער יתיר היא אמנם נמוכה יחסית, אבל גם רמת 'הנשימה' ואיבוד הפחמן שלהם הם נמוכים יחסית. לכן, הפער ביניהם, שהוא החלק שמעניין אותנו, זה של הפחמן שנשאר ביער, הוא יחסית גדול. לעומת זאת ביערות אירופים, באזורים רטובים יותר, הפוטוסינתזה היא גבוהה, אך גם איבוד הפחמן הוא גבוה כך שההפרש נשאר דומה. בנוסף ראינו שביער כהה, הנמצא באזור מדברי בהיר, כמות הקרינה היא גבוהה וגורמת להתחממות פני השטח. כאן נוצרה דילמה מעניינת - איך לכמת את האפקטים המנוגדים. מצד אחד, קליטת הפחמן היוצאת מהכלל ומצד שני התחממות פני השטח כתוצאה מבליעת קרינה".
איך התוצאות קשורות לשינוי אקלים? קיבוע הפחמן הוא למעשה חיובי, לא?
"כן, קיבוע פחמן הוא אפקט חיובי. אנחנו רוצים להאט את קצב עליית פחמן באטמוספרה כמה שאפשר וקיבוע פחמן על ידי צמחייה בעולם הוא דרך טובה לעשות זאת. אבל אנחנו צריכים להבין איפה נקלט הפחמן הזה ביערות במקומות שונים בעולם ומה קובע את קצב הקליטה. זה צריך לעשות באזורי אקלים שונים. זה נעשה בעבר באזור צפוני, באזור משווני, אך לא באזור יובשני וזה התפקיד שלקחנו על עצמנו. ואכן, ראינו שגם כאן קליטת הפחמן יכולה להיות משמעותית. לעומת זאת, האפקטים הקרינתיים הם שליליים - הם גורמים להתחממות פני כדור הארץ והם פועלים כנגד ההשפעה של קיבוע הפחמן. המטרה של המדענים היא לכמת את האפקטים השונים ולהראות מהו האפקט הנטו כל שהתוצאה הסופית תהיה מיטבית, ואז להדריך את היערנים איפה טוב לנטוע יער".
ראיתם שינוי לאורך השנים? אין הרבה מחקרים שמתנהלים על תקופות זמן ארוכות כל כך.
"כאמור, העבודה ביתיר נמשכת כבר כ-20 שנה, והיום אנחנו יודעים שזה המינימום שצריך בשביל להבין את המערכת. בניגוד לניסויי מעבדה, שבהם אנחנו יכולים לחזור על הניסוי שוב ושוב באינקובטורים ובתאים מבוקרים, בתחנת מחקר בשטח אנחנו צריכים פשוט לשבת ולחכות שהניסוי יקרה. אנחנו צריכים לחכות לשנת בצורת ואז לחכות לעוד אחת על מנת להשוות ביניהן, לחכות שתהיה שנה עם שלג, שנה קרה, שנה חמה - ואת זה אפשר לעשות רק על ידי המתנה סבלנית, מעקב ולמידה של התהליכים לאורך זמן. 20 שנה היא תקופה שרק מתחילה לאפשר לנו לבדוק תהליכים שחוזרים על עצמם. ואנחנו רואים באמת שינויים – לדוגמה, עליית ריכוז הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה, שאנחנו חוששים מפניה משום שהיא משפיעה על האקלים.
"את האפקט הזה אנחנו רואים מתגבר עם הזמן במשך השנים כתוצאה מעליית ריכוז הפחמן באטמוספירה. עליית ה-CO2 היא לא טובה, היא מחממת את האקלים ואנחנו רוצים להאט אותה כמה אפשר. תופעת הלוואי של הגברת קצב הפוטוסינתזה היא לא פתרון הבעיה, היא לא חוסכת לנו את האפקטים הישירים של עליית הפחמן הדו-חמצני על האקלים, אבל היא איזושהו היזון חוזר, איזשהו פידבק שמאפשר לנו לקיים יערות באזורים יובשניים למרות ההתחממות וההתייבשות".
מה התחזית שלך לעתיד? איך היער יראה בעוד 20 מעכשיו שנה?
"אחת התחזיות שאנחנו מנסים להפיק היא האם יערות באזור שלנו ימשיכו להתקיים. והתשובה שלנו היא חיובית - אנחנו חושבים שהם ימשיכו להתקיים, משום שאנחנו רואים כל מיני שינויים והתאמות של הצמחייה לשינוי האקלים. מובן שיהיה לזה מחיר - תהיה תמותה של חלק מהעצים, צפיפות היער תרד, אבל עדיין קיום הצמחים יתאפשר. היבט נוסף קשור למערכת המים. אנחנו צופים שכמות הגשמים אמורה לרדת. הצמחים צורכים כמויות גדולות של מים והשאלה היא כמה מהמים יישארו גם לצריכה שלנו, לצריכה אנושית. זה אספקט שמאוד מעניין אותנו. כרגע אנחנו רואים שבאזור יובשני הצמחים דורשים את כל כמות המים שמגיעה, בלי שנשארת כמעט שום רזרבה לצרכים אחרים".
מה הניסוי ביתיר לימד אותך על שינוי האקלים?
"האקלים משתנה אמנם גם בתהליכים טבעיים, אבל זה בעיקר בקנה מידה גיאולוגי, קנה מידה של זמן הרבה יותר ארוך, כמו תקופות קרח. אבל לנו המדענים אין ספק שב-150-100 השנה האחרונות האדם ממלא תפקיד דומיננטי בשינוי האקלים על ידי פליטת גזי חממה. מובן שיש תהליכי היזון ויש אינטראקציות, והמערכת מסובכת, ואנחנו לא רואים את התמונה הברורה כל יום וכל קיץ וכל חורף, אבל התהליך הוא ברור, ולרוב המדענים אין היסוסים או בעיות בהבנת התהליכים שעומדים מאחורי השינויים. יחד עם זאת, אנחנו מנסים גם לתרום להתמודדות עם השינויים האלה. אנחנו יכולים לנסות להאט, למנוע אם אפשר, את השינויים, או להתאים את עצמנו לשינוי. לגבי קצב השינויים אנחנו יודעים שהצמחייה היא שחקן חשוב וכאן המחקר שלנו ממלא תפקיד עיקרי.
"היום אנחנו יודעים שהאנושות פולטת כעשרה מיליארד טונות של פחמן לאטמוספרה כל שנה, אבל המדידות באטמוספרה מראות שנשארים בה רק כמחצית מהכמות הנפלטת. שאר הפחמן הדו-חמצני נקלט בסביבה שלנו, בעיקר באוקיינוסים וביערות, ואנחנו רוצים שהקליטה הזאת תימשך. האוקיינוסים מתחממים והאפשרות שלהם לקלוט פחמן דו-חמצני יורדת, ולעומתם הקליטה ביערות גדלה מכיוון שהם נהנים מההתחממות ומעליית ריכוז הפחמן הדו חמצני, ולכן הם יכולים להאט את קצב עלייתו באטמוספרה. אנחנו רוצים להשתמש במבלע הזה, ולהראות איפה כדאי לנטוע עצים כדי למקסם את ההשפעה המטיבה שלהם ולהביא להאטה מקסימלית של ההתחממות".
איך הרגשת שהודיעו לך על הזכייה בפרס ישראל השנה?
"קבלת פרס ישראל הייתה במידה מסוימת מפתיעה, כי התחום של מדעי כדור הארץ לא נחשף פעמים רבות בין פרסי ישראל לאורך השנים. זה מרגש לראות שמחקר ארוך טווח ולאו דווקא המצאה חד-פעמית זוכה לתשומת לב, וגם כמובן יש תקווה שהחשיפה הזאת תביא ליותר תשומת לב לתחום הרחב הזה ולמחקר שנעשה בו. רוב הפרסים, המענקים והמלגות שמוענקים למדענים הם בתוך הקהילה המדעית. אבל הפרס הזה הוא יוצא דופן, הוא בבת אחת מוציא אותנו מהקהילה המדעית לזירה הציבורית וזה משהו שאנחנו לא רגיל אליו כל כך. התגובות מתלמידים שלמדו איתי, מהשכנים, מהקהילה הלא-מדעית, הן מאוד מפתיעות ומרגשות. אני חש שנוצר קשר בין מדע לציבור, שאני חושב שמאוד חשוב. במיוחד בנושא של שינוי האקלים בלי הקשר הזה בין מדענים לציבור לא נתקדם. אנחנו יודעים לייצר ידע, אבל הוא סגור בעולם האקדמי, ואנחנו צריכים להעביר אותו לקהל הרחב, שצריך להפעיל לחץ על מקבלי ההחלטות, ואז אולי יתרחש שינוי חיובי".
הכתבה הוכנה על ידי "זווית - סוכנות ידיעות למדע ולסביבה".
לפנייה לכתב/ת 
