בשנת 1973 האסטרונום קורט ריגל הזהיר כי תאורה מלאכותית משנה במהירות את המבט על שמי הלילה. מאז ועד היום, פורסמו כמה מחקרים שהראו כיצד זיהום אור כתוצאה מעיור מואץ מוביל לנזקים סביבתיים. כעת, מחקר חדש מראה כי שמי הלילה ברחבי העולם הופכים בהירים יותר ויותר, בקצב מהיר ממה שמדידות לווייניות של פליטת אור מלאכותי על פני כדור הארץ העלו בעבר. במילים אחרות, הכוכבים העמומים ביותר בשמי הלילה נעלמים במהירות כאשר אור מלאכותי מאיר את שמי הלילה. למעשה, ניתן להסביר את השינוי בנראות הכוכבים, בעלייה בבהירות השמיים בשיעור של 10-7% בשנה.
4 צפייה בגלריה
השפעת זיהום אור, משמי לילה חשוכים לגמרי (משמאל) לשמי לילה מאורים בקרבת אזור מיושב (מימין)
(צילום: NOIRLab/NSF/AURA, P. Marenfeld)
קבוצת מחקר בראשות ד"ר כריסטופר קיבה ממרכז המחקר הגרמני למדעי הגיאוגרפיה בפוטסדאם ומאוניברסיטת רוהר בבוכום, שכוללת בתוכה גם את עמיתיו ממרכז המחקר הגרמני למדעי הגיאוגרפיה ומהמעבדה הלאומית לחקר אסטרונומיה אופטית־אינפרה אדומה (NOIRLab) של הקרן הלאומית למדע בארה"ב, פרסמה את ממצאיה בכתב העת Science. החוקרים ניתחו יותר מ-50 אלף תצפיות שנערכו ללא אמצעי תצפית מתווך על ידי אזרחיים ברחבי העולם מ-2011 עד 2022 כחלק מהפרויקט הבינלאומי למדע אזרחי Globe at Night, שנועד לשם הגברת המודעות הציבורית להשפעת זיהום האור על הסביבה, והיוו השלמה חשובה לשיטות מדידה קודמות.
על פני חלק גדול משטח כדור הארץ, השמיים ממשיכים לזהור בדמדומים מלאכותיים זמן רב לאחר השקיעה. התופעה שנקראת "זוהר שמיים" (Skyglow) הינה סוג של זיהום אור שיש לו השפעות חמורות על הסביבה - מה שהפך אותה למוקד המחקר. אחרי הכול, התנהגויות ותהליכים פיזיולוגיים רבים של יצורים חיים נקבעים על ידי מחזורים יומיים ועונתיים - ובכך מושפעים מהאור. "תופעת 'זוהר השמיים' לא רק שמשפיעה על חיות יומיות וליליות כאחד, אלא גם הורסת חלק חשוב מהמורשת התרבותית שלנו בלילה", אמרה ד"ר קונסטנס ווקר, שעומדת בראש פרויקט Globe at Night מאז הקמתו ונמנית על צוות המחקר.
(סרטון (באנגלית) המסביר את המחקר)
4 צפייה בגלריה
דוגמה לאופן בו השתנתה התאורה בקלגרי שבקנדה, בין השנים 2010-2021, באמצעות מעבר לתאורת לד (2021) מתאורה של נורות נתרן לחץ גבוה (2010)
(צילום: Earth Science and Remote Sensing Unit, NASA Johnson Space Center, georeferencing by GFZ Potsdam)
על אף שמראה שמי הלילה משתנה, עם השפעות שליליות על תצפיות כוכבים ואסטרונומיה, השינוי שחל ב"זוהר השמיים" לאורך זמן לא נמדד בעבר באופן גלובלי. אמנם ניתן באופן עקרוני למדוד אותו על ידי לוויינים, אך מדובר בשיטה לא מדויקת מספיק, שכן הם אינם מסוגלים לזהות אורכי גל נמוכים מ-500 ננומטר (דוגמת אור כחול אותו פולטות נורות לד לבנות) - אורכי גל קצרים של אור אשר מתפזרים בקלות רבה יותר באטמוספירה מאשר אורכי גל ארוכים יותר, ופוגעים בכך בחשיכת שמי הלילה.
לכן נעשה שימוש בכוח התצפית האנושי של אלה המשתמשים בעיניהם כ"חיישן". לכן נערך ניסויי Citizen Science, המסתמך על כוחו של ההמון. פרויקט Globe at Night, ביוזמת NOIRLab של הקרן הלאומית למדע בארה"ב, פועל מאז 2006, כשאנשים מכל העולם יכולים להשתתף בפרויקט זה. המשתתפים מביטים על שמי הלילה באזור מחייתם, ומדווחים על מידת ההתאמה בין קבוצה של שמונה תרשימי כוכבים לבין מבין מה שמופיע בטופס מקוון שנמצא בידם (כל תרשים מציג את השמיים תחת רמות שונות של זיהום אור).
ד"ר קיבה ניתח יחד עם עמיתיו מ-NOIRLab נתונים של 51,351 משתתפים ברחבי העולם, אשר נאספו בלילות נטולי עננים וירח בין 2011 ל-2022. מאגר הנתונים התקבל מ-19,262 מקומות ברחבי העולם, כולל 3,699 מיקומים באירופה ו-9,488 מיקומים בצפון אמריקה. "הקצב שבו כוכבים הופכים בלתי נראים עבור אנשים בסביבות עירוניות - הוא דרמטי", אמר ד"ר קיבה. החוקרים מצאו שניתן להסביר את השינוי במספר הכוכבים הנראים על ידי עלייה בבהירות שמי הלילה, כשבאירופה, נמדדה עלייה של 6.5% בבהירות השמיים לאורך השנה, כשבצפון אמריקה האמיר נתון זה ל-10.4%. כדי להכניס את המספרים הללו להקשר מובן יותר, ד"ר קיבה הסביר את ההשלכות שיש לעלייה בממוצע העולמי של בהירות השמיים (9.6% בשנה). "אם ההתפתחות תימשך בקצב הזה, ילד שנולד במקום מסוים בו נראים 250 כוכבים, יוכל לראות באותו מקום רק 100 כוכבים ביום הולדתו ה-18".
עם זאת, לגישת המדע האזרחי ישנן גם מגבלות. לדוגמה, מספר המשתתפים מאזורים שונים בעולם קובע את המשמעות של מגמות מרחביות וזמניות. עד כה, אנשים מצפון אמריקה ואירופה היו בעלי אחוז ההשתתפות הגדול ביותר במחקר, בעוד שמחצית מהמשתתפים האסייתיים מגיעים במדינה אחת בלבד: יפן. "רוב הנתונים מגיעים מאזורי כדור הארץ שבהם 'זוהר השמיים' הוא הנפוץ ביותר כרגע. זה שימושי, אבל זה אומר שאנחנו לא יכולים לומר הרבה על שינוי ב'זוהר השמיים' באזורים עם מעט תצפיות", הדגיש ד"ר קיבה, כשהוא מתייחס בדבריו למדינות מתפתחות.
4 צפייה בגלריה
השפעת זיהום אור, משמי לילה חשוכים לגמרי (משמאל) לשמי לילה מאורים בקרבת אזור מיושב (מימין)
(צילום: NOIRLab/NSF/AURA, P. Marenfeld)
החוקרים מסיקים מממצאיהם שתי מסקנות עיקריות: מצד אחד, המעבר לשימוש בתאורת לד טרם הביאה לשיפור כלשהו, לפחות ברמה היבשתית, חרף המודעות הגוברת לזיהום אור, אך מצד שני נרשמה הצלחה בכל הנוגע לנתוני שיטת המדע האזרחי, שמשלימים את שיטות המדידה בשנים קודמות. "אם הייתה לנו השתתפות רחבה יותר, היינו יכולים לזהות מגמות עבור יבשות אחרות, ואולי אפילו עבור מדינות וערים בודדות. הפרויקט נמשך, כך שאין זה מאוחר להצטרף אליו ולדווח על השינויים שמבחינים בהם בעת תצפית על שמי הלילה זרועי הכוכבים", סיכמה ד"ר ווקר.
