ב-10 בדצמבר בכל שנה מתקיים טקס הענקת פרסי נובל באולם הקונצרטים של סטוקהולם שבשבדיה. השנה יעלו על הבמה שלושה חוקרים יפניים – איסאמו אקסאקי, הירושי אמאנו ושוג'י נקמורה – שהצליחו לפתח תאורת LED (Light Emitting Diode, דיודה פולטת אור) בצבע כחול.

הפיתוח הזה היה הבסיס ליצירת תאורה LED בצבע לבן, מה ששינה את שוק התאורה העולמי – אורן של הנורות האלה חזק יותר מזה של נורות להט וצריכת החשמל שלהן נמוכה משמעותית, ואורך חייהן עומד על פי 100 מזה של הנורות הוותיקות כך שהן נחשבות לידידותיות לסביבה.

עם זאת, יש להן שני חסרונות בולטים: ראשית, הן יקרות הרבה יותר מאלה של פעם, ושנית – וחשוב בהרבה – מחקרים רבים גילו שאורכי הגל הקצרים הנפלטים מהן גורמים לעלייה בתחלואה אצל מי שנחשפים אליהן, בעיקר התפתחות של סוגי סרטן שונים.

השימושים הראשונים ב-LED היו מוגבלים לשעונים דיגיטליים ולאורות של רמזורים אבל אחרי המצאת הנורה שמפיקה אור לבן התפשט השימוש בהן לכל תחומי החיים. אחד המקומות האלה הוא מערות תת קרקעיות הפתוחות לקהל הרחב, שאין בהן הארה טבעית. מחקר חדש של יריב מליחי ונעם לידר מרשות הטבע והגנים בחן את ההשפעות האקולוגיות של תאורה מלאכותית בסביבה פשוטה יחסית ואת השפעתן הביולוגית של טכנולוגיות תאורה חדשניות.

פוטוסינתזה? לא כאן

מערות תת-קרקעיות הן סביבות ייחודיות החשוכות לחלוטין באופן טבעי. בגלל הצורך בתאורה, התגלתה תופעה מעניינת: התפשטות של לַמְפֶּנְפְלורה (Lampenflora) – מינים של אורגניזמים פוטו-טרופיים המייצרים אנרגיה באמצעות פוטוסינתזה כמו ציאנובקטריות (כחוליות), אצות ירוקיות, טחב ועוד. הם נצמדים אל סלעים, חומרי משקע ומצעים מלאכותיים שנמצאים סביב המנורות שבמערה ויכולים לגדול מספיק ולכסות משטחים גדולים ואף לגרום נזק לקירות המערה עצמה. דרכי הטיפול הן הסרה מכנית, כימית וביולוגית – תהליכים שעושים שימוש בחומרים שעלולים לפגוע בקירות ובנטיפים, ולרוב יעילותם נמוכה לאורך זמן.

המחקר החדש בחן את סוגיית השפעת תאורת ה-LED במערה והתמקד במערת שורק – מערת נטיפים שגודלה כ-5,000 מ"ר הממוקמת בשמורת טבע בהרי יהודה. המערה התגלתה בשנת 1968 ונפתחה למבקרים ב-1975 שנחשפו לריכוז גדול במיוחד של נטיפים.

בשנת 2012 החליטה רשות הטבע והגנים להחליף את מערכת התאורה הישנה והלא יעילה במערכת תאורה חדשה המבוססת על נורות LED. הדרישות התכנוניות למערכת כללו חיסכון אנרגטי משמעותי, הארה אסתטית ובטוחה למבקרים ושמירה קפדנית על השפעה אקולוגית מינימלית.

לצורך כך תוכננה והוקמה מערכת תאורה ממוחשבת מבוססת LEDשהוסרו ממנה אורכי גל ספציפיים (אורכי גל קצרים וארוכים) המשמשים את האורגניזמים הפוטוטרופיים לביצוע פוטוסינתזה. ברחבי המערה הוקמו חלקות ניטור להשוואה עם התאורה מהסוג הישן שבעזרתם נבדקה היעילות האנרגטית של מערכת התאורה החדשה.

אוהבים את התוצאה

ניתוח ממצאי המחקר מעלה שחלה ירידה ניכרת בגדילת צמחיית למפנפלורה ולכן בהיבט זה מערכת ה-LED החדשה הוכחה כנכונה יותר סביבתית מקודמתה. יחד עם זאת, החוקרים גילו גידול מצומצם של אצות כחולות ליד חלק מהנורות וכעת מתוכננות התאמות תאורה כדי למזער את נוכחותן שם.

התקנת המערכת החדשה הביאה לחיסכון של 60% בצריכת האנרגיה במערה, לייצוב הטמפרטורה בה ולעלייה כוללת של 20% במספר המבקרים שאוהבים את שינוי התאורה ואת פיזור האור הנוכחי.

מבחינת האדם והסביבה מדובר בהצלחה: התאורה עולה פחות ונותנת יותר, ואינה פוגעת בטבע. המחקר הזה מציג את הדרך שבה אפשר לטפל בקונפליקט שבין צורכי המערכת הביולוגית ובין צורכי המבקרים במערה בדרך פשוטה ויעילה – שימוש בטכנולוגיה חדשנית שבשימוש מושכל היא ידידותית יותר לסביבה.