עד כמה מדענים מוכנים ללכת רחוק כדי להביא תוצאות? דומה שפרופ' אורית כהן סיון מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב שברה פה אפילו שיא מסוים. היא טסה, ונסעה, והפליגה עד הקרחונים באלסקה, פעלה שם במינוס 30 מעלות - וחזרה לנגב. על הפרק: קצב השחרור של גז החממה מתאן. לתוצאות המחקר שהייתה בין המובילות שלו יש משמעות דרמטית על העתיד של כולנו, למרות המרחק הרב. הוא יאפשר חיזוי מדויק יותר של התחממות כדור הארץ.
מחקר מתאן באלסקה
(צילום: ירדן גררה ואפרת אליאני, אוניברסיטת בן גוריון בנגב)
הקרקעות הקפואות באזור הארקטי מהוות כרבע מהשטח היבשתי בעולם. כתוצאה מהתחממות כדור הארץ, הן החלו להפשיר. תהליך זה מוביל להיווצרות ולשחרור של מתאן, גז חממה מרכזי התורם להאצת ההתחממות הגלובלית.
מדעני אקלים מרחבי העולם חוקרים את האצת פליטות גז המתאן באזור הארקטי. פרופ' אורית כהן סיון מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב חברה לחוקרת הנודעת פרופ' קייטי וולטר-אנתוני מאוניברסיטת פיירבנקס באלסקה, והשתיים הגיעו לקרקעות הקפואות במדינה כדי לחקור את קצב שחרור המתאן.
שתי מדעניות הסביבה ושינויי האקלים המובילות חקרו את גז החממה מתחת לקרקע קפואת-העד באלסקה. שיתוף הפעולה הניב מאגר נתונים שיאפשר לשפר את ההערכות באזורים הארקטיים. "אנחנו מצליחים לכמת את קצב ייצור המתאן באגמים הללו", מסבירה פרופ' כהן סיון. "נתוני המחקר מצביעים על תרומה חשובה של האגמים לחימום כדור הארץ. יתאפשר כעת חיזוי מדויק יותר של ההתחממות הגלובלית ועתיד האזורים האלה".
מתחילים בכנרת
איך הגיעה מדענית מהנגב לקרקעות אלסקה המפשירות והקורסות? בזכות המחקר שלה על הכנרת. במחקרה על האגם בחנה פרופ' כהן סיון תהליכים המחמצנים את המתאן באמצעות תחמוצות ברזל בסביבה הטבעית. "הראינו שבמשקעים בקרקעית של הכנרת יש תהליך משמעותי של צריכת מתאן. הצבענו למעשה על תהליך גלובלי שמתרחש בסביבה של מים מתוקים".
פרופ' כהן סיון, מהמחלקה למדעי כדור הארץ והסביבה ומפורום הים של בית הספר לקיימות ושינויי אקלים בבן-גוריון, הרצתה בכנס בארה"ב על המחקר בכנרת. פרופ' וולטר אנתוני, מהחוקרות הידועות בתחום, שאפילו ג'ון קרי, השליח האמריקני הנשיאותי המיוחד לענייני אקלים, הציע לה לשתף עימו פעולה. "היא מאוד התלהבה מהמחקר בכנרת, ואמרתי שאשמח לעבוד איתה", סיפרה פרופ' כהן סיון. "היא נוצריה אדוקה והמחקר בישראל הלהיב אותה. אמרה שזה חלום חייה להגיע לכנרת. ב־2018 הייתי בשבתון בהוואי, רק עם בגדי קיץ, ונסעתי לאלסקה. התרומה שלנו הייתה במחקר גיאו-כימי בעומק הבוץ. בדקנו האם כל פליטות המתאן שהיא מודדת, הן אכן מה שמיוצר".
6 צפייה בגלריה
משימת המחקר באלסקה
(צילום: ירדן גררה ואפרת אליאני, המחלקה למדעי כדור הארץ והסביבה, אוניברסיטת בן גוריון בנגב)
כהן סיון עשתה את הפוסט-דוקטורט שלה בהרווארד. מאז הפכה לאחת החוקרות המובילות בישראל. "בעבר השתיקו את ההתחממות הגלובלית", היא אומרת. "כשנסעתי לפוסט-דוקטורט ב-2003, חקרתי את ייצור המתאן במשקעים ימיים. כבר אז הקהילה המדעית ידעה ודיברה על כמה המתאן הוא אפקטיבי כגז חממה".
כהן סיון אומרת ש"מצד אחד מתאן הוא מקור אנרגיה חשוב. קידוחי תמר ולווייתן? זה בגז מתאן. זה גז חשוב כאנרגיה ומצע חשוב לפעילות ביולוגית. יש חיידקים שמשתמשים בו לנשימה. מצד שני, הוא גז חממה מאוד אפקטיבי ומסוכן. כל מולקולה שלו מחממת פי 28 מאשר פחמן דו חמצני. אנחנו מאוד מודאגים מקצב העלייה שלו. חצי מהפליטות של מתאן זה גם ממקור טבעי. במקורות הטבעיים אנחנו מוטרדים מאדמות הביצות והאגמים, המהווים את עיקר פליטות המתאן. קרקעית האוקיינוס היא מאגר עצום של מתאן, אבל רובו לא מצליח להגיע לפני השטח כי הוא נלכד על ידי יונים של גופרית שמחמצנים אותו באופן טבעי. הוא יציב מבחינת טמפרטורה ולחץ. אם יהיו שינויים גדולים בטמפרטורת האוקיינוס, יש מקום לדאגה".
למה כל כך חשוב לנו להבין את תהליך ייצור המתאן?
"כל מולקולה של מתאן יעילה יותר ומסוכנת יותר בהרבה מפחמן דו חמצני. לכן יש דאגה מקצב העלייה של פליטות המתאן. הקהילה המדעית יודעת על המתאן והסכנות שלו כבר הרבה מאוד שנים. הביולוגים הראו את התהליכים המייצרים מתאן. אני מחשבת את קצב הייצור, מנגנון הייצור, באיזה עומק בבוץ זה מיוצר ואיזה מנגנון טבעי צורך אותו. מה מתוך זה נפלט. כדי להבין את נושא התחממות כדור הארץ חייבים להכיר את המערכות של האוקייינוס, האטמוספרה ויבשה, ואת הקשר בין כל המערכות. כדור הארץ מתחמם. זה כבר לא נתון לוויכוח. הטמפרטורה עלתה כבר ביותר ממעלה אחת ב-100 שנים האחרונות, ומפלס פני הים עלה ביותר מ-20 ס"מ. כיסוי השלג ירד ביותר מ-1.5 מיליון קמ"ר בעשורים האחרונים. ברור לכולם שאלה הם גזי חממה. אין פה ספקות. אנחנו ממש רואים בעין הפשרה ונסיגה של קרחונים. גם אלסקה וסיביר מפשירות. קרח מפשיר. הן פשוט קורסות. יש שם קריסות של מבנים".
6 צפייה בגלריה
בועות גז מתאן במים
(צילום: ירדן גררה ואפרת אליאני, המחלקה למדעי כדור הארץ והסביבה, אוניברסיטת בן גוריון בנגב)
פרופ' כהן סיון אומרת ש"יש עוד מחקרים שמסתכלים על השטף הכללי של מתאן לאטמוספרה. אנחנו חוקרים איפה זה קורה ומה הקצב של הייצור והצריכה הטבעית שמובילים לשטף החוצה אל האטמוספרה. זה חשוב כי אנחנו לא מבינים את המנגנון, ואיך קצב פליטות המתאן ישתנה כשהטמפרטורה תעלה. אנחנו עדיין יודעים מעט מאוד על מה שקורה. יש כאלה שמודדים כמה מתאן יוצא לאטמוספרה. אבל אנחנו לא באמת יודעים כמה מיוצר וכמה נצרך".
המדענית מאוניברסיטת בן־גוריון מספרת את מה שראו עיניה. "התחלנו לעבוד שם וזה היה מדהים וגם עצוב", היא אומרת. "אלסקה וסיביר קורסות. יש הפשרה של קרח. הבורות האלה מתמלאים מים. האגמים האלה גדלים וגדלים. מיליונים של אגמים חדשים. הקרקע קורסת מתחת לרגליים. מבחינת המתאן זו נקודה חמה. אלה מאגרים שיכולים לשחרר מתאן ופחמן דו־חמצני לאטמוספרה".
כוח אש
קבוצת המחקר של פרופ' כהן סיון מאוניברסיטת בן-גוריון, יחד עם הקבוצה של פרופ' וולטר-אנתוני מאוניברסיטת פיירבנקס באלסקה, יצאו לדיגום משותף באזור הארקטי. איסוף הנתונים נעשה כולו באלסקה ושילב מדידות וניסויים ביוגיאוכימיים (תהליכים ביולוגיים, כימיים וגיאולוגיים – א"ק). זאת במטרה לאתר את מיקומי ייצור המתאן העיקריים בעומק הקרקע ולבנות מודל שבעזרתו ניתן יהיה לחשב את קצבי הייצור שלו הצריכה הטבעית שלו ולבחון את המנגנונים השולטים בו והשפעת שינויי הטמפרטורה על קצבים אלה. כאמור, הבנת הקשר בין הפשרת הקרקעות לפליטות המתאן תאפשר חיזוי מדויק יותר של ההתחממות הגלובלית ועתיד אזורים אלה.
6 צפייה בגלריה
מתוך פעילות המשלחת באלסקה
(צילום: ירדן גררה ואפרת אליאני, המחלקה למדעי כדור הארץ והסביבה, אוניברסיטת בן גוריון בנגב)
בסרטונים מאלסקה הקפואה (בתחילת הכתבה) ניתן לראות איך החוקרים נועצים דוקרני קרח כבדים, ומציתים את המתאן המשתחרר מבועות הגז באמצעות לפיד, מה שיוצר גייזר של להבות המתפרצות בכוח. באגמים הקפואים ניתן לראות את בועות המתאן הלכודות מתחת למים. הפעילות של הצוות הישראלי באזור הארקטי הקפוא הייתה מאתגרת. "מדובר בעבודה בתנאי קיצון", אומרת פרופ' כהן סיון. "בארץ אני עובדת בכנרת ובים התיכון. אני יוצאת ללא מעט הפלגות וזה לא קל. אלו הפלגות קשוחות עם הרבה הקאות, אבל לפחות יותר חם. באלסקה הדיגום נעשה כשהאגם קפוא. כלומר, צריך לעשות את המחקר מנובמבר ועד סוף מרץ, כשהטמפרטורות הן מינוס 30 מעלות. מדובר ביום שלם במצב כזה, במרחב פתוח עם ציוד כבד. אנחנו צריכים לסחוב בעצמנו את הציוד, להוציא את דוגמיות הבוץ מקרקעית האגם. בארץ אנחנו צריכים לשמור שהדוגמיות לא יתחממו ושם הדברים קופאים עוד לפני שאנחנו מתחילים לעבוד עליהם".
הפרויקט קיבל חלק מהמימון ממועצת המחקר האירופית במסגרת האיחוד האירופי. מדובר במענק של עד שני מיליון יורו לחמש שנים עבור המחקר בתחום גז החממה. המשלחת מומנה גם ממלגת נאס"א והקרן הלאומית למדע של ארה"ב.
"מדידת ריכוזי המתאן, בשילוב עם מדידות איזוטופיות, אפשרו לנו לאתר את עומקי ייצור וחמצון המתאן העיקריים בקרקע והקצבים שלהם", אומרת כהן סיון. "מהתוצאות אנחנו מעריכים באופן ראשוני שרוב המתאן הנוצר בקרקעות הקפואות־עד נפלט לאטמוספרה ורק מעט ממנו נצרך באופן טבעי. הנטרול הטבעי כנראה יפחת ככל שהטמפרטורה תמשיך לעלות".
6 צפייה בגלריה
מתוך פעילות המשלחת באלסקה
(צילום: ירדן גררה ואפרת אליאני, המחלקה למדעי כדור הארץ והסביבה, אוניברסיטת בן גוריון בנגב)
מדובר רק בתחילת המחקר. בהמשך הוא צפוי להתרחב לאגמים נוספים באלסקה. "המסקנות כרגע הן שנמשכת התחממות כדור הארץ", אומרת כהן סיון. "הפליטות של גזי חממה יאיצו את החימום. אנחנו חייבים להפחית את פליטות גזי החממה מיד".
אופטימיות זהירה
פרופ' כהן סיון נכנסה לתחום במטרה לתרום משהו לחברה. "רציתי להבין את התהליכים שקורים על פני השטח", היא אומרת. "בתחום המחקר שלי יש יחסית מעט נשים. במדעים הפיזיקליים האחוז באקדמיה של פרופסוריות מן המניין, ובכלל חוקרות בכירות, הוא מאוד נמוך. גם בשטח, כשעובדים ויוצאים למשלחות כאלה, זה עולם מאוד גברי".
איך מעודדים עוד נשים להיכנס לתחום?
"אני מנסה להראות לסטודנטיות שלי ולנשים אחרות שזה אפשרי, שזו לא משימה בשמיים. הסטודנטיות צריכות להאמין בעצמן. צריך גם משפחה תומכת ובן זוג תומך".
6 צפייה בגלריה
(צילום: ירדן גררה ואפרת אליאני, המחלקה למדעי כדור הארץ והסביבה, אוניברסיטת בן גוריון בנגב)
את אופטימית לגבי היכולת שלנו לשנות את המסלול שבו אנו צועדים?
"צריך לעשות עכשיו צעדים דרסטיים. אין לנו חלון הזדמנויות גדול. זה ממש בחודשים הקרובים, בשנה הקרובה. אני אהיה יחסית אופטימית אם יינקטו צעדים מול ההתחממות של כדור הארץ. למשל אם יפחיתו את הנסיעה במכוניות פרטיות או שיאכלו פעמיים בשבוע בשר במקום בכל יום. זה יפחית המון פליטות מתאן. כמה מתוך הגידולים החקלאיים הולכים אלינו וכמה לתעשיית המזון מהחי? אלינו רק 3%. השאר להאכיל פרות וכבשים. זו מערכת שצריך לתקן אותה. אפשר לטפל בדברים האלה. אני אופטימית לגבי המצב בישראל. פחות לגבי ארה"ב. כמו שהייתה לנו משמעת מים. פה ובאירופה מקשיבים. אני מאמינה בציבור הישראלי".
