לקרקע יש חשיבות גבוהה מאד בחיינו. אנו פוסעים עליה, בונים עליה, ומגדלים בה את התבואה שמזינה אותנו ואת העצים שמקנים לנו צל ואוויר לנשימה. בשכבת הקרקע העליונה מתקיימים מגוון חיידקים, פטריות, זרעים של צמחים ובעלי חיים, בעלי חשיבות מכרעת לאיזון האקולוגי העדין עליו מבוססים החיים במערכות היבשתיות.
רבות דובר בתופעת ההתחממות הגלובלית ושינוי האקלים, לה אנו עדים בשנים האחרונות. כחלק מכך נצפית בעולם עלייה בתדירות גלי החום ובאירועי קור קיצוניים, נראים גשמי קיץ באזורים צחיחים ושלג מגיע למקומות בהם הפתיתים הלבנים לא נצפו מזה שלושה עשורים ויותר. הסיבה לכל התופעות הללו היא שינוי האקלים, שמתבטא בחוסר יציבות של מזג האוויר כפי שפורסם בשנת 2012 בספרות המדעית ובדוחות של הפאנל הבין-ממשלתי לשינוי האקלים (IPCC).
עד היום התרגלנו לשמוע על עלייה מתמדת בטמפרטורת האוויר ובטמפרטורת מי הים. כעת, שני חוקרים ממכון שמיר למחקר, ד"ר דוד בורג וד"ר עודד כהן, בשיתוף פעולה עם אגף מטאורולוגיה חקלאית בשירות המטאורולוגי, מראים במחקר חדש ששינוי האקלים מתבטא בעלייה בתדירות גלי החום גם מתחת לפני הקרקע. תוצאות המחקר יוצגו בוועידה השנתית למדע ולסביבה שתיערך באוניברסיטת תל אביב בין 21-23 ביוני.
עלייה מתמדת באירועי החום הקיצוניים
החוקרים ניתחו נתוני טמפרטורת קרקע מהתחנה המטאורולוגית בבית דגן. מדובר בנתונים מחיישנים שהוטמנו בעומק 5 סנטימטרים מתחת לפני הקרקע באזור בית דגן, בתנאים של קרקע חולית החשופה לקרינת השמש. השתנות טמפרטורת הקרקע עם העומק תלויה בסוג הקרקע (חול, חמרה, אדמה סלעית, לס וכו') וברטיבות הקרקע. בעומקים של 0-20 ס"מ ניתן לדגום את השפעות האקלים היומיות, וככל שיורדים בעומק, התנודה היומית נחלשת. לדוגמה, בעומק של כמטר מתחת לפני הקרקע קיימת תנודה שנתית חלשה בלבד. במחקר הנוכחי, החוקרים התמקדו בערכי הטמפרטורות המקסימליות במהלך היממה במשך חודשי הקיץ (החל מ-1 ביוני וכלה ב-31 בספטמבר, סה"כ 122 ימים). נתוני הטמפרטורה נמדדו בתקופה של 43 שנים, בין השנים 1970 ו- 2013.
בורג וכהן חישבו את הממוצע הרב-שנתי של הטמפרטורות היומיות המקסימאליות בקרקע – 40.7 מעלות צלזיוס (מ"צ) – ואת השונות ביניהן. ימים שבהם טמפרטורת המקסימום חרגה מעבר לסף של 43.3 מ"צ, שנקבע סטטיסטית מעל הממוצע ומהווה כ-15 אחוז ממכלול הנתונים, הוגדרו כאירועי חום קיצוניים. באופן דומה, ערכים נמוכים מ-38.1 מ"צ נחשבו לאירועים קיצוניים מתחת לממוצע הרב-שנתי. ממצאי מחקר ראשוניים מלמדים על מגמת התחממות כללית, שבאה לידי ביטוי בעלייה בתדירות של אירועי חום קיצוניים גבוהים והפחתה בתדירות הימים בעלי טמפרטורה מקסימלית יומית מתחת ל-38.1 מ"צ. מספר הימים הממוצע לשנה במשך עשור, שבהם נרשמה טמפרטורה קיצונית גבוהה השתנה באופן הבא: בשנות השבעים נרשמו 7.6 ימים חריגים בלבד, בשנות השמונים נרשמו 4.6 ימים, בשנות התשעים 19.8 ימים, בשנות האלפיים 45.5 ימים ובממוצע לארבעת השנים מאז 2010 נרשמו כבר 50.8 ימים. כך לדוגמא, בשנת 2012 תועדו 79 ימים קיצוניים המהווים למעלה מ-60 אחוז מתקופת הקיץ. ניתן לזהות בנתונים הללו מגמה של עלייה מתמדת במספר האירועים הקיצוניים.
כמו כן, נמצאה מגמת עלייה גם במשך הזמן של אירועי גלי החום בקרקע, כלומר – מספר הימים הרציפים שבהם טמפרטורת הקרקע גבוהה בצורה קיצונית. הגידול הן בתדירות אירועי החום הקיצוני והן באורך האירועים מביא לגידול כללי במשך הזמן המצטבר במהלך הקיץ. ניתוח טמפרטורת הקרקע קריטית להבנה של השפעת התהליכים המניעים את שינוי האקלים בעשורים האחרונים.
הולכים על הקצה
כיצד טמפרטורת הקרקע הגבוהה משפיעה על בעלי החיים והצמחים שחיים בתוכה? הידע על כך עדיין מוגבל יחסית, ומגיע ממחקרים שנעשו בתחום החקלאות על עשבים ומזיקים שונים שחיים בתוך הקרקע. מחקרים אלה הראו שעלייה בטמפרטורת הקרקע משפיעה במובהק על חיוניותם ותפקודם של בעלי החיים והצמחים כאשר היא מתרחשת בפרקי זמן ארוכים, במיוחד בתנאים של קרקע לחה. על בסיס התגובה הקטלנית של אורגניזמים לחום לח, פותחה שיטת החיטוי הסולרי שפורסמה בשנת 1976 על ידי פרופסור יעקב קטן, חתן פרס ישראל לשנת 2014. עקרונות השיטה מתבססים על כיסוי קרקע לחה ביריעת פוליאתילן במהלך הקיץ. בתנאים אלו הטמפרטורה עולה בעומק הקרקע (5 – 10 ס"מ) לערכים של 40 – 60 מ"צ. ממצאי מחקר זה מרמזים שיעילות החיטוי הסולרי בשטחים החקלאיים עשויה להשתפר עם הזמן ולחסוך חלק מן השימוש הרב בתכשירים כימיים כנגד עשבים רעים, מזיקים וגורמי מחלה. יחד עם זאת, מעט מאד יודע על השפעת השינויים הצפויים בטמפרטורת הקרקע על כלל האורגניזמים שוכני הקרקע הן בשטחים החקלאיים והן בשטחים הטבעיים. מידע לגבי מגמות דומות של שינוי אקלים בקרקע נמצאו גם באוסטרליה, שם החוקרים מזהירים מפני הכחדת בנק הזרעים של צמחים בסכנת הכחדה.
לאור האקלים השורר במדינת ישראל, כתלות במיקומה הגיאוגרפי ולנוכח צפיפותה הגבוהה והפעילות האינטנסיבית בשטחים הפתוחים שבה, אזורים רבים נתונים להפרעות המתבטאות בהסרה של צפיפות כיסוי הצומח וחשיפתה של הקרקע לקרינה ישירה של השמש. הפרעות אלו עשויות להתרחש בשטחים הפתוחים בעיקר כתוצאה משריפה, בצורת, רעיית יתר, ושילוב בין הגורמים האלו. החוקרים משערים שהשפעת מגמות ההתחממות הקרקע על תפקוד המערכות האקולוגיות עשויה להיות משמעותית בעיקר באזורים הנתונים להפרעות רבות במהלך הקיץ. לחות הקרקע ידועה כגורם המגדיל את רגישות האורגניזמים לחום, הן מכיוון שהלחות מובילה את החום לעומקים גבוהים יותר, והן מפני שלחות מעודדת פעילות של פטריות ונביטה של זרעים. "מהסיבות הללו קיים צורך בבחינת ההשלכות האקולוגיות של מגמות ההתחממות במגוון קרקעות ומאפייני הפרעות, ובפרט בבתי גידול לחים", מדגיש כהן.
לסיכום מוסיף בורג ש"הממצאים של ניתוח זה מראים לנו כי החום הקיצוני של העבר הופך לאקלים הרגיל של המחר". ובנימה לא אופטימית זו, עלינו כנראה להתחיל להתרגל לטמפרטורות גבוהות יותר ותדירות עולה של אירועי קיצון – גם מתחת לרגלינו.
המחקר הוצג במסגרת הוועידה השנתית למדע ולסביבה 2016.
