ישנן דרכים רבות ללמוד על האקלים של אזור מסוים בתקופות קדומות. תיעוד סדיר ממכשירי מדידה קיים רק מאז המאה ה-19, אך חוקרי האקלים נעזרים במאובנים, בקרחונים, במשקעים מקרקעית אגמים ואוקיינוסים או בטבעות הגזע של עצים כדי לקבל מידע על טמפרטורות, על משקעים ועל נתוני אקלים אחרים בעבר הרחוק.
בעבודת הדוקטורט שלה פיתחה יעל ארליך דרך ללמוד על ההיסטוריה של האקלים בעזרת גלעינים של זיתים, בהדרכת ראש צוות המחקר אליזבטה בוארטו מהיחידה לארכיאולוגיה מדעית במכון ויצמן. במחקר השתתפו גם הרש ראג', יבגניה מינץ וליאור רגב. תוצאות העבודה פורסמו במאמר בכתב העת המדעי Quaternary Science Reviews.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
ארטמיס בדרך לירח
להכניס את החמצן ישירות לדם
הריח של הפרקינסון
עצי הזית נפוצים מאוד בארצנו. מחקרים רבים מעידים כי הזית בוית בבקעת הירדן לפני כ-7,000 שנה – מהאזורים הראשונים בעולם שהתרחש בהם ביות של עצי זית – ופירותיו שימשו למאכל, למאור ולפולחן. במחקר הנוכחי השתמשו החוקרים בגלעיני זיתים מפוחמים שנאספו באתרים ארכיאולוגיים בכל רחבי הארץ. הגלעינים נמצאו במצב טוב, הודות לפחם שסייע בשימור שלהם, והחוקרים נעזרו בשיטות של אנליזת פחמן כדי להבין מתי התרחשו תקופות של יובש באזורים שונים בארץ ישראל.
מפתח הפחמן
צמחים משתמשים בפחמן דו-חמצני כחומר מוצא בתהליך הפוטוסינתזה, או הטמעה. בגרעינים של רוב אטומי הפחמן יש 6 ניטרונים ו-6 פרוטונים, ולפיכך הם נקראים אטומי פחמן-12, אך בערך באחוז אחד מכלל אטומי הפחמן, בגרעין יש 7 ניטרונים ו-6 פרוטונים, והם נקראים בהתאם אטומי פחמן-13. פחמן-12 ופחמן-13 הם איזוטופים של פחמן, כלומר הם אטומים בעלי אותו מספר פרוטונים אך מספר ניטרונים שונה, ובמקרה של פחמן-12 ופחמן-13, שניהם טבעיים ויציבים.
צמחים קולטים את הפחמן הדו-חמצני הדרוש להם לצורך הפוטוסינתזה דרך פתחים על גבי העלים הנקראים פיוניות. בתקופות יובש, הצמחים פותחים את הפיוניות שלהם למשך פרקי זמן קצרים ככל האפשר, כדי לצמצם את איבוד המים אל הסביבה. לפיכך נכנסת לתוכם כמות קטנה יותר של פחמן דו-חמצני. בדרך כלל הצמחים מעדיפים להשתמש בפחמן הקל יותר, פחמן-12; אך בתקופות של יובש הם נאלצים להיות פחות בררנים, ולהשתמש גם בפחמן הכבד יותר, פחמן-13. במאמר החדש מדווחים החוקרים, כי על פי היחס בין הכמויות של שני האיזוטופים האלה בגלעין הזית הצליחו לזהות מתי היו באזורנו תקופות של יובש ומתי – תקופות עתירות משקעים.
החוקרים ליקטו זיתים מודרניים מעצים לא מושקים מאתרים שונים ברחבי הארץ ובדקו מה הקשר בין יחס האיזוטופים פחמן-12 ופחמן-13 בגלעינים ובין כמויות המשקעים הידועות באתר. לאחר מכן בדקו גלעיני זיתים שנאספו מ-51 אתרים ארכיאולוגיים מתקופות שונות. בעזרת תארוך פחמן-14, קבעו החוקרים מה גילו של כל אחד מגלעיני הזיתים. אחר כך בדקו החוקרים את היחס בין כמויות האיזוטופים פחמן-12 ופחמן-13 בגלעינים, והסיקו ממנו, בעזרת ההשוואה למידע שהתקבל מהגלעינים המודרניים, מה היו כמויות המשקעים בתקופה שבה הבשילו הזיתים האלה. למשל, התקופה שבין שנת 1950 ל-1700 לפני הספירה הייתה ככל הנראה תקופה מרובת משקעים ביחס לשנים קודמות אפילו באזור בית שאן, שנחשב היום לאזור יבש במיוחד. לעומת זאת, מבדיקה של גלעיני הזיתים שנאספו באזור ירושלים הסיקו החוקרים שהתקופה שבין השנים 1700 ל-1550 לפני הספירה הייתה תקופה שחונה באזור זה.
לדברי יעל ארליך, הזיתים הם כלי רב-ערך במחקר של אקלים העבר. כיוון שניתן למצוא זיתים מפוחמים כמעט בכל אתר ארכיאולוגי בישראל אפשר לקבל מושג על תנאי אקלים בנקודות רבות מאותה תקופת זמן; הגיל של כל גלעין זית במחקר הוערך בנפרד וכך התקבלו מאות תארוכי פחמן-14; הזיתים גדלים סמוך למקומות יישוב של בני האדם שנטעו אותם והשתמשו בהם, ולכן הם משקפים את האקלים שאותו חוו גם בני האדם. וסיכמה, "מכיוון שאתרים ארכיאולוגיים ממשיכים להיחפר כל הזמן, זיתים מפוחמים גם ממשיכים להתגלות כל הזמן - כך שעוד ועוד נקודות מידע ימשיכו להתווסף לאלו הקיימות, ויתרמו לאט לאט לשיפור הרזולוציה שיש לנו על אקלים העבר".
בזכות התפוצה הרחבה של עצי הזית באזור המזרח התיכון ויכולתם של הגלעינים להשתמר לאורך שנים, יכולים גלעיני הזית לשמש ככלי יעיל לחקר תופעות אקלימיות שהתרחשו לפני אלפי שנים.
מאי שדה, מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
