אבק ברוח

01.03.2007
ד"ר אילן קורן. מסע אל מעבר לים
 
עקרות בית נואשות יודעות שלפעמים, ניקוי הבית אינו אלא העברה של אבק ממקום למקום. אבל למען האמת, גם מדענים שואלים את עצמם, לפעמים, מנין מגיע האבק ולאן הוא הולך. חלקיקי אבק זעירים משפיעים במידה דרמטית על תהליכים אטמוספריים ואקלימיים, ובכך קובעים עובדות חשובות בחיינו. אבק המרחף באוויר, ומחזיר או קולט את קרני השמש, משנה את כמות הקרינה החודרת לאטמו-ספירה, ומשפיע בכך על טמפרטורת האוויר והקרקע. אבק משנה את תכונות העננים, ובעקבות זאת גורם שינויי בכמויות המשקעים ובמחזור המים; ברזל הנישא על גרגרי אבק הוא מינרל חיוני לקיומו של הפלנקטון, ולכן סערות אבק גורמות לשגשוג הפלנקטון באוקיינוסים, ומשפיעות על שרשרת המזון בים, ועל טמפרטורת המים - המשפיעה על  זרמים ימיים.
 
מאמר מדעי מפתיע שפורסם בשנות ה-90 של המאה הקודמת קבע, שקיומם של יערות הגשם באיזור האמזונס תלוי באבק שמגיע מהמדבר הגדול בעולם - מדבר סהרה. כמויות הגשם הגדולות שיורדות באמזונס גורמות לשטיפה מתמדת של המינרלים מהקרקע. ענני אבק מהסהרה, העוברים מרחק של כ-5,000 ק"מ מעל לאוקיינוס האטלנטי, נושאים מינרלים חיוניים אלו ומנחיתים אותם על הקרקע, כמעין סיוע אווירי שמאפשר את המשך קיומם של היערות. ללא אספקת המינרלים הקבועה מהסהרה, אפשר להניח כי יערות הגשם היו נכחדים, ואיזור האמזונס היה הופך ל"מדבר רטוב".

גילוי התלות של יערות הגשם באבק הסהרה הוביל למחקרים נוספים באשר לתנועת האבק. כך התברר, כי קיים הבדל מהותי בין התנהגות האבק בקיץ ובחורף. משטר הרוחות בסהרה בעונת הקיץ משחרר את האבק מצפון המדבר, ומוביל אותו למרכז  אמריקה ולצפונה (אל האיים הקריביים ופלורידה). בחורף נודדות הרוחות דרומה - האבק משתחרר מאזורים בדרום הסהרה שגובלים בסוונה האפריקאית (ה"סהל"), ומגיע לדרום אמריקה, ליערות האמזונס. למעשה, האבק מגיע מאזורים מסוימים, מצומצמים יחסית, ולא מכל שטחו של מדבר סהרה, אך עדיין לא ברור מדוע אזורים מסוימים מהווים מקורות אבק עיקריים. המדענים משערים, כי מאפיינים שונים של הקרקע באזורים אלה מאפשרים הצטברות של אבק, כך שרוחות קרקע חזקות מסוגלות להרים אותו לאטמו-ספירה. ייתכן גם, שכדי לגרום לפליטת ענני אבק יש צורך בהרמת חול לאוויר. כאשר החול נופל בחזרה על הקרקע, הוא משחרר את חלקיקי האבק. קושי נוסף התעורר מתחשיב, שלפיו קיום של יערות הגשם באיזור האמזונס מחייב אספקה של 50 מיליון טונות אבק בשנה. אבל בפועל משתחררים מהסהרה רק 13 מיליון טונות. אי-התאמה זו העלתה שאלות נוספות: כמה אבק נפלט מהסהרה? כמה מתוך הכמות הזאת חוצה את האוקיינוס ומגיע ליערות האמזונס? אילו תנאים צריכים להתקיים כדי שאיזור מסוים בסהרה יהיה מקור לאבק רב? שאלות אלה עומדות במרכז מחקר חדש של ד"ר אילן קורן מהמחלקה למדעי הסביבה וחקר האנרגיה במכון ויצמן למדע. מחקר זה, שבוצע בשיתוף עם ד"ר יורם קאופמן מנאס"א ומדענים נוספים מאנגליה ומישראל, פורסם באחרונה בכתב העת המדעי Environmental Research Letters.
 
ד"ר קורן התמקד באיזור מסוים - עמק בודלה (Bodele), המשתרע על 45,000 קמ"ר בצפון צ'אד, ומהווה את מקור האבק הגדול ביותר בעולם. המחקר נועד להוכיח את חשיבותו הגדולה של עמק בודלה לקיום יערות האמזונס, ולהעריך, לראשונה באופן כמותי, את חלקו של העמק באספקת אבק ליערות אלו. מטרה נוספת הייתה לנסות להסביר מה הופך את העמק הקטן למקור האבק הראשי בחשיבותו. המדענים שילבו נתונים שנאספו משני מכשירים שונים, שלכל אחד מהם יתרון יחסי אחר: מכשיר אחד מאפשר לכסות טווח רחב ולהעריך את היקף ענן האבק וההתקדמות שלו (אך אינו מסוגל למדוד תכונות אבק מעל קרקע בהירה).המכשיר השני מספק נתונים אופטיים מדויקים, אך הוא מכסה רק שטח קטן וחלקי. ממיזוג הנתונים ניתן להגיע להערכה כמותית מדויקת. בנוסף, צילומי לוויין שבוצעו בהפרשי זמן קבועים איפשרו להעריך את מהירות הרוח וכיוונה, ולחשב את גודל "חבילת" האבק הנעה עם הרוח. המדידות האופטיות בוצעו כ-24 שעות לאחר התרוממות האבק, לאחר שהחל לנוע לכיוון האוקיינוס. בשלב זה שוקע החול שמתרומם עם האבק, והמדידות משקפות ברמת דיוק טובה את כמות האבק המגיעה לאטמוספירה. מדידות נוספות בוצעו מעל לאוקיינוס האטלנטי, בשתי נקודות שונות, במטרה להעריך את כמות האבק ש"הולך לאיבוד" בדרכו לאמריקה הדרומית.
 
ניתוח הנתונים העלה תוצאות בלתי-צפויות: עמק בודלה, איזור קטן המהווה כחמישית האחוז משטח מדבר סהרה, מספק יותר ממחצית מכמות האבק שמגיעה ליערות האמזונס. עוד התגלה, כי אפריקה אכן "מספקת" לאמריקה הדרומית 50 מיליון טונות אבק, כמות גדולה בהרבה מהאומדן שהיה מקובל עד כה, ומתאימה לחישובים התיאורטיים באשר לכמות האבק הנחוצה לקיומם של יערות הגשם.
 
ד"ר קורן בחן את התכונות המיוחדות של העמק, המאפשרות לו למלא תפקיד כה משמעותי בשחרור האבק. "הסתכלתי בתצלום לוויין של האיזור, והתשובה הייתה מול עיני". עמק בודלה תחום משני עבריו בגושי הרים בזלתיים עצומים, כך שהוא מעוצב כמעין משפך בעל פתח צר. הרוחות מתנקזות אל תוך העמק, ועוברות "מיקוד" דרך פתח המשפך, בדומה לדרך שבה עדשה אופטית ממקדת את קרני האור. כך נוצרות מעין "מנהרות רוח" המכסות שטח נרחב, ומתקדמות מצפון-מזרח לכיוון הפתח. סילוני הרוח החזקים מרימים את כמויות האבק הגדולות המצטברות בעמק - תוצר השחיקה של ההרים הסמוכים.

שאלות מעניינות נוספות הקשורות בתנועת האבק מעמק בודלה נותרו פתוחות: כמה זמן פולט העמק אבק בכמויות גדולות כל כך? כמה זמן הוא יוסיף לפלוט אותן? האם מקור המינרלים החיוני של יערות הגשם ימשיך להפעיל את קווי האספקה? באחרונה יצאה משלחת מחקר למקום, כדי לנסות למצוא תשובות לשאלות אלה. 
 
תמונת לוויין של עמק בודלה. שני גושי ההרים הבזלתיים יוצרים משפך בעל פתח צר (למעלה מימין), שדרכו מתנקזות "תעלות" רוח (פסים בהירים), תוך שהן מרימות "חבילות" אבק (במרכז). בפינה השמאלית התחתונה נמצאת "חבילת" אבק שהועלתה ביום הקודם, בדרכה לאוקיינוס האטלנטי. בין שתי חבילות האבק: אגם צ'אד
    

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם