שתפו‬        

מערכת זווית

מדע כחול-לבן וירוק

במיוחד ליום המדע הבינלאומי שחל השבוע: 10 המחקרים הסביבתיים הישראליים המסקרנים ביותר של השנה

16 במרץ 2018



מה אומר לכם צירוף הספרות 3.14? עבור אוהבי המתמטיקה מדובר בקירוב של פאי, מספר טהור המייצג את היחס הקבוע בין היקף המעגל לקוטרו. עבור חובבי ההיסטוריה ה-14 במרץ הוא תאריך הלידה של אחד מגדולי הפיסיקאים בתולדות המין האנושי, אלברט איינשטיין. בלוח השנה שלנו התאריך הזה מסומן בעיגול ולידו נכתב "יום המדע הבינלאומי", שבו אפשר וצריך לציין הישגים מדעיים מרתקים, שייתכן שיידחקו לשולי תשומת הלב הציבורית ב-364 הימים האחרים בשנה.

לכבוד היום המדעי הזה אספנו עשרה מחקרים מדעיים שבמסגרתם בדקו חוקרים ישראלים את הסביבה שלהם במטרה לדעת יותר על המקום שבו כולנו חיים וכדי לנסות להבין איך אפשר לשמור עליו גם לחובבי המדע של העתיד:

 

בעיה של יחסי ציפור

המיינה היא ציפור שיר בצבעי חום-שחור, שמתהדרת בנגיעות אומנותיות של כתום ולבן ומצפצפת בצלילים מגוונים ונעימים לאוזן. בשנים האחרונות נצפית המיינה יותר ויותר בישראל, כשהיא מתהלכת בגאווה בסביבת האדם. עם זאת, מאחורי החזות המרשימה מסתתרת ציפור חכמה אך אגרסיבית, שנמנית עם רשימת מאה המינים הפולשים המזיקים ביותר בעולם.

מחקר ישראלי שנערך במחלקה לזואולוגיה באוניברסיטת תל אביב בדק כיצד משפיעות המיינות על המינים המקומיים בישראל. למרבה ההפתעה המחקר גילה כי דרורים מרגישים בנוח לאסוף מזון כשהמיינות לצדן ומשמשות להם כמעין "שומרות ראש".

 

מה באמת מתרחש במעמקי הים התיכון?

האוקיינוסים והימים על פני כדור הארץ מהווים כ-71 אחוז משטחו ולכן הרבה מהסודות שהים מחביא בתוכו הם כאלה שיש להם השפעה ישירה על חיינו. אבל איך אפשר לחקור את סודות הים העמוק – לנסות לפענח את התהליכים האלה המתרחשים בו ולהבין כיצד הם עלולים להשפיע עלינו?

בדיוק לצורך זה, תחנה ראשונה מסוגה באזורנו שיורדת עד לקרקעית הים בעומק של קילומטר וחצי הוצבה לפני כשנה על ידי חוקרים ישראלים במרחק של שלוש שעות הפלגה מחיפה מערבה אל עומק הים התיכון.

המטרה של התחנה היא להבין מה באמת קורה בים התיכון כתוצאה מפעילות האדם והשפעותיו על תהליכים סביבתיים אזוריים ועולמיים כמו למשל שינוי האקלים והמחקר ייערך בעומק הים במשך תקופה ארוכה ורציפה.

 

זוחלים לעתיד טוב יותר

בעולם שבו הטבע סובל מפגיעה הולכות וגוברת מצד האדם, מיפוי התפוצה של מיני בעלי החיים היא משימה חשובה, שכן על מנת לשמור על בעלי חיים, לתכנן ולהקים שמורות עבורם, לחקור את אורח חייהם ואת הגורמים המסכנים אותם יש לדעת בראש ובראשונה היכן הם חיים.

כעת, במחקר חדש בהובלתם של חוקרים ישראלים, מופתה תפוצתם של כל הזוחלים בעולם. מידע נרחב זה מצטרף למיפויים הקיימים של תפוצת היונקים, העופות והדו-חיים, וכך משלים את התמונה של תפוצת כל בעלי החוליות היבשתיים.

במסגרת המיפוי הכלל-עולמי שהתבצע במחקר, נמצא שבהשוואה לאזורים אחרים בעולם, ישראל מתאפיינת בעושר גבוה של מיני זוחלים.

כך הפרחים השתלטו על העולם

ב-1879 כתב אבי תורת האבולוציה צ'רלס דארווין: "ההתפתחות המהירה, עד כמה שבאפשרותנו לקבוע, של כל הצמחים העילאיים בתקופות הגאולוגיות הקרובות היא תעלומה נתעבת. אשמח לראות את הבעיה כולה נפתרת". התעלומה שטרדה את מנוחתו של האיש ששינה את פני המדע נוגעת לעובדה אחת פשוטה: הצמחים בעלי הפרחים הופיעו בעולמנו לפני כ-140 מיליון שנה והפכו לסיפור הצלחה מסחרר. מחקר ישראלי של ד"ר אופיר כץ ממרכז מדע ים המלח והערבה שופך אור נוסף על התעלומה וטוען שהפתרון לחידה טמון בעובדה שהצמחים בעלי הפרחים פשוט "רכבו על הגל" של התהליכים האבולוציוניים שהתרחשו טרם הופעתם – דבר שניתן לראות גם בקרב מינים אחרים של צמחים ובעלי חיים.

כיום, אנו נמצאים בעיצומו של משבר מגוון ביולוגי המכונה על ידי חלק מהחוקרים "ההכחדה השישית". כאחוז אחד מכלל מיני בעלי-החיים על-פני כדור הארץ נכחד ב-500 השנים האחרונות, כעשירית נתונים בסכנת הכחדה חמורה ועשויים להיעלם בתוך עשורים בודדים, ובין חמישית לשליש נתונים בסכנת הכחדה בטווח של מאות בודדות של שנים. לכן, המסקנות שעולות ממחקרו של כץ על מה שהתרחש לפני עשרות מיליוני שנים עשויות להיות בעלות השלכות עצומות לעתיד.

zach taiji unsplash

 

לא הכול דבש

מאז 2006 החלו דבוראים (מגדלי דבש) בכל העולם להבחין שמדי שנה הולך וגדל מספר כוורות דבורים שלא שורדות את החורף. כך החלה להתגלות תופעת היעלמות הדבורים, שמחקר ישראלי חדש מנסה לתת לה מענה. המחקר בדק את הקשר בין חומרי הדברה לתמותת דבורים בכוורות ומצא שחומרי הדברה שאינם קוטלי חרקים ישירים, כמו קוטלי הפטריות והעשבים, עלולים לפגוע בדבורים.

 

את הזיהום בים המלח אפשר לראות מהחלל

להשלכות של הנזק שגורם המפעל של חברת רותם אמפרט באזור ים המלח ומפעלים רבים נוספים לאיכות האוויר אין כמעט סימנים על הקרקע. כעת, ייתכן ומצב זה ישתנה, זאת לאחר שחוקרים מאוניברסיטת תל אביב הצליחו לזהות את זיהום האוויר בסביבת המפעל של רותם אמפרט מהחלל. החוקרים הצליחו לראשונה להראות את ההשפעה של מפעל רותם אמפרט שבנגב על איכות האוויר שסביבו על ידי שימוש בתצלומי לוויין.

האם בעתיד, על ידי שימוש ממידע לווייני, יוכלו גורמי האכיפה לזהות זיהום בזמן אמת ולשייך את הזיהום למקור מסוים כמו מפעל או אזור תעשייה, כל זאת בלי לשלוח פקחים לאתר? עם התפתחות הכלים המדעיים ובעיקר שיפור הרזולוציה של תצלומי הלוויין ניתן לצפות שכלי זה יהפוך רלוונטי הרבה יותר ויוכל אף לשמש ככלי לניטור אפקטיבי אחרי גורמי זיהום.

 

לשתות את הלחות מהאוויר

למרות ההשפעה החיובית של "נס ההתפלה" הישראלי, הכנרת עדיין נמצאת הרחק מתחת לקו האדום, והאיום של שנת בצורת חמישית ברצף באזור הצפון עדיין לא הוסר.

לא רק אצלנו סובלים מירידה בכמות המשקעים וממחסור במי שתייה: בקייפטאון שבדרום אפריקה יש משבר מים עירוני חמור מאוד וארגון הבריאות העולמי מעריך שבשנת 2025, כמחצית מאוכלוסיית העולם תחיה באזורים שקיים בהם מחסור במים נקיים לשתייה. המצב הזה עלול להביא לחוסר יציבות פוליטית ולמלחמות מים חוצות גבולות.

אבל יכול להיות שהפתרון למשבר המים המקומי והעולמי נמצא, מילולית, ממש מתחת לאף שלנו: חוקרים מהטכניון פיתחו השנה מודל למערכת שמטרתה להפריד את הלחות הטבעית שנמצאת בקביעות באוויר שסביבנו, ולהמיר אותה למי שתייה.

הפטנט החדש שעליו אחראי צמד חוקרים מהטכניון, מציע לייעל הליכים קיימים של הפקת מים מלחות באמצעות הפרדה של הלחות מהאוויר לפני הקירור שלה. כך ניתן יהיה להשקיע אנרגיה בקירור של הלחות עצמה בלבד ובהפיכתה למים זמינים. החוקרים נמצאים כעת בשלב של ניסיונות לגיוס כספים עבור בניית אבטיפוס, והם מחפשים משקיעים שיהיו מעוניינים להשקיע במערכת – שלדעתם היא בעלת פוטנציאל עצום להתמודד עם המחסור במים, שצפוי רק להחמיר בהמשך המאה.

 

מנועים שקטים

מנוע הוא לא רק הדבר שמזיז לנו את הרכב ממקום למקום. בכל פעם שמבוצעת פעולה שמנוגדת למצב הטבעי, כמו לקרר חדר חם או להניע חפץ דומם, צריך להשקיע בכך אנרגיה – ומנוע הוא מכשיר שמסוגל לבצע את ההמרה הזאת של אנרגיה לעבודה. בפיתוח חדש, שהוצג לאחרונה על ידי הפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון, נרתם כוחם של גלי הקול על מנת להחליף את החלקים הנעים במנוע – דבר שעשוי להפוך את המנועים לזולים הרבה יותר, לעמידים יותר, וגם לידידותיים יותר לסביבה.

מנגנון הפעולה של הפטנט החדש, המכונה "מנוע אקוסטי", מבוסס על הפרש טמפרטורות. באופן טבעי, חומר חם מתפשט וחומר קר מתכווץ. במנוע האקוסטי, הגז שחומם מתפשט, ואז מגיע לחלק קר יותר במנוע – ומתכווץ שוב. במנועים האקוסטיים חום ממשיך להיות מוכנס למערכת – ולכן התהליך חוזר על עצמו שוב ושוב. תוך שימוש במכשור שמסוגל לעמוד בתופעה זו היא מנוצלת לצורך הפעלת המנוע. לדברי החוקרים ניתן יהיה להשתמש בתשתית האקוסטית גם במקומות שבהם אין גישה לחשמל בדרך כלל, כמו יישובים מרוחקים, או מדינות מתפתחות שלא נהנות מתשתית החשמל שכה ברורה לנו מאליה.

 

איך הסמארטפון משנה את המוח שלנו

במקביל להתגברות השימוש בטלפון החכם, בשנים האחרונות חוזרת ונשמעת הטענה שהאדם משלם מחיר כבד על השימוש במכשיר. מחקרים מדעיים מצביעים על קשר בין שימוש במכשיר למגוון השפעות פסיכולוגיות. כעת, מחקר ישראלי חדש מראה לראשונה כיצד השימוש בטלפון חכם עלול להשפיע על היכולות הקוגניטיביות וההתנהגותיות של המשתמשים – כפי שאלה משתקפות בפעילות המוח שלהם.

במסגרת המחקר, שכלל  51 משתתפים, נערכה השוואה של התנהגויות ופעילות מוחית של קבוצת צעירים שמעולם לא השתמשו בסמארטפון, לעומת קבוצת משתמשי סמארטפון כבדים. הנבדקים עברו מבחני התנהגות שכללו משימות זיכרון, משימות עיבוד נתונים ומשימות נוספות שמודדות אימפולסיביות, לצד שאלונים שבדקו דאגה חברתית, יכולת דחיית סיפוקים והפרעות קשב וריכוז. לצד כל אלה, המחקר הייחודי כלל גם רישום של הפעילות החשמלית של המוח בעזרת 64 אלקטרודות שמודבקות לקרקפת. המחקר מצא קשר בין שימוש כבד בסמארטפון לקשב פגום, ליכולת מופחתת של עיבוד מידע מספרי ולעלייה בחרדה חברתית

הייחודיות של המחקר היא שמדובר במחקר הראשון שמראה קשר סיבתי, ולא מתאם בלבד, בין שימוש בסמארפון לבין שינויים קוגניטיביים. כמו כן הוא המחקר הראשון שמגבה זאת במשימות התנהגותיות ובאמצעות מדדים אלקטרו-פיזיולוגיים.

 

אילת: המפלט האחרון משינוי האקלים?

ההשפעה של ההתחממות הגלובלית בשילוב השפעת תופעת החמצת האוקיינוסים, שבמסגרתה עולה רמת החומציות של מי הים, מהוות סכנה ברורה ומיידית עבור שוניות האלמוגים המרהיבות והססגוניות ברחבי העולם.

כחמישית משוניות האלמוגים בעולם נפגעו בצורה קשה עד בלתי הפיכה מהשפעות שינוי האקלים. ולפי תחזיות, בתרחיש שבו לא יינקטו צעדים למיתון שינוי האקלים, כיסוי האלמוגים בשונית המחסום הגדולה באוסטרליה (השונית הגדולה בעולם) יירד אל מתחת לחמישה אחוזים.

על פי מחקר ישראלי-שווייצרי חדש יש מקום אחד שמוגן יותר מפני ההשפעות ההרסניות הללו, מקלט אחרון עבור האלמוגים, והוא ממש כאן בארצנו הקטנטונת: מפרץ אילת.

החוקרים בדקו פרמטרים רבים הקשורים לבריאות ותפקוד האלמוגים, כגון קצב נשימתם, קצב הגידול שלהם וצפיפות האצות שבתוכם ובניגוד למתרחש בשוניות מסביב לעולם, השיחן השכיח האילתי הפגין עמידות גבוהה בפני תנאי הטמפרטורה והחומציות הקיצוניים: אף אחד מהאלמוגים שנבדקו לא הראה סימני הלבנה, ובאף אחד מהם לא נפגעו יחסי הגומלין עם האצות. החוקרים אומרים שיש צורך במחקרים נוספים כדי לבדוק כיצד ניתן להיעזר בידע הזה כדי להציל את האלמוגים במקומות אחרים בעולם מפני היכחדות.


בעקבות הכתבה ב"זווית" הסיפור פורסם גם ב-ynet

שתפו‬