אבק באוויר

 

 

אבק, ממאפייניו הבולטים של המדבר,אינו מגביל את עצמו לאזורים שבהם הוא נוצר. למעשה, סופות אבק שנוצרות מעל למדבריות מכסות לעתים מזומנות חלקים גדולים מפני כדור-הארץ, מעל ליבשות ולאוקיינוסים כאחד. סופות אלה מתחוללות במשך זמן רב, והן מסיעות חלקיקי אבק למרחקים גדולים מאוד. כך, למשל, חלקיקי אבק ממדבריות אפריקה מגיעים לפלורידה, וחלקיקי אבק ממדבריות סין מגיעים לקליפורניה.

 

חלקיקי האבק המרחפים באוויר בולעים ומפזרים את קרינת השמש הפוגעת בהם, וכן את הקרינה הנפלטת מכדור-הארץ. בכך השפעתם דומה לזו של גזי החממה, שמשפיעים על האקלים. חומו שלכדור-הארץ מתחיל לעלות כאשר הקרקע בולעת חלק מקרינת השמש, מתחממת, וכתוצאה מכך פולטת קרינה ("קרינת גוף שחור"), בטמפרטורה האופיינית לה. קרינת הקרקע נבלעת בחלקה בגזי החממה שבאטמוספירה, שבראשם אדי מים, וביניהם גם פחמן דו-חמצני, אוזון ועוד, ואינה נפלטת לחלל. תהליך זה, הנקרא "אפקט החממה", מתחולל באופן טבעי והוא חיוני לקיומם של חיים בכדור-הארץ. חלקיקי האבק פועלים בדרך דומה לגזי החממה, אבל בנוסף לכך הם יכולים גם לפזר ולבלוע קרינת שמש המגיעה ישירות לכדור-הארץ, ולכן השפעתם על האקלים מורכבת יותר.

 

להרכב הכימי של חלקיקי האבק נודעת השפעה על מערכות אקולוגיות וביולוגיות שונות. למשל, כאשר חלקיקי האבק מכילים ברזל, הם בולעים יותר קרינת שמש בטווח אורכי הגל הנראים לעין האדם.בנוסף, הם גם מהווים "מזון" מבוקש על ידי הפלנקטון (המיקרואורגניזמים החיים בשכבות המים העליונות של האוקיינוסים) באזורים המתאפיינים במחסור בברזל.במלים אחרות, אבק המגיע באמצעות סופות מהמדבריות עשוי להביא לפריחה משמעותית באוכלוסיית הפלנקטון. אבל, כאשר אותו אבק מגיע לאזורים מיושבים והברזל הכלול בו נשאף על ידי בני-אדם, הוא יוצר בריאותיהם רדיקלים (חומרים פעילים), התוקפים את רקמות הגוף.

 

אחד הגורמים שקובעים את השפעת חלקיקי האבק על האקלים הוא ההרכב הכימי שלהם. ד"ר ינון רודיך, ותלמידת המחקר אלה פלקוביץ מהמחלקה למדעי הסביבה וחקר האנרגיה שבמכון ויצמן למדע, ביצעו באחרונה סדרת מחקרים שהתמקדו בדרך שבה ההרכב הכימי שלחלקיקי אבק מדברי משפיע על תהליכים אטמוספריים וסביבתיים אחרים בכדור-הארץ.

 

אחת מהתעלומות בחקר האקלים היא השפעת ארוסולים (חלקיקים המרחפים באטמוספירה) על תכונותיהם של עננים. למעשה, רק ארוסולים המכילים חומרים מסיסים עשויים להשפיע על עננים. כדי להבין את השפעת האבק על תכונות של עננים, התמקד ד"ר רודיך בניתוח ובזיהוי המאפיינים הכימיים של חלקיקי אבק מדברי שמקורם במדבר סהרה. לצורך זה הוא השתמש במערכת הכוללת שימוש במיקרוסקופ אלקטרונים (המשמש לזיהוי היסודות הכימיים הכלולים בחלקיק האבק, ולקביעה אם יסוד מסוים מרוכז בעיקר על פני שטחו של חלקיק האבק, או בליבתו). החוקרים השתמשו גם במערכת נוספת, פרי פיתוחם, המבוססת על ספקטרוגרפיית מאסות ששימשה לאיפיון החומרים האורגניים הספוחים אל חלקיקי האבק. במחקרים אלה נבחנו חלקיקי אבק שנאספו בסופת אבק גדולה שהתחוללה בישראל בחודש מארס 1988, והתברר כי חלקיקים אלה מצופים בברזל ובגופרית (שבדרך כלל מצויה בחומצות ובמלחים המסיסים במים). המסקנה שעלתה ממחקר זה היא, שמקור הגופרית שמצפה את חלקיקי האבק הוא במדבריות. כלומר, הגופרית הגיעה לאטמוספירה באמצעות סופות האבק הטבעיות, ולא כתוצאה ממגע שהתחולל באטמוספירה בין חלקיקי האבק לבין אוויר מזוהם, כפי שהיה מקובל לחשוב עד כה.

 

הימצאות חומר מסיס על פני החלקיקים היא המפתח להבנת השפעת האבק על תכונות של עננים. כדי לבחון את ההשפעה הזאת, השתמשו החוקרים בנתונים שהתקבלו מלווייני מחקר, ושיתפו פעולה עם פרופ' דניאל רוזנפלד מהאוניברסיטה העברית בירושלים, שביצע אנליזה של נתוני מערכות העננים והגשם. שילוב המידע שהגיע מהלוויינים עם נתוני האנליזות הכימיות הביא למסקנה, שעננים שנוצרו בתוך איזור שהכיל חלקיקי אבק לא הורידו גשם; ואילו עננים שנוצרו באותו זמן ובאותו איזור מחוץ לתחום השפעתו של האבק, הורידו גשם.

 

המסקנה שעלתה ממחקרים אלה היא, שחלקיקי האבק המצופים מתפקדים באטמוספירה כגרעיני התעבות שסביבם נוצרות טיפות מים. נוכחותם של גרעיני התעבות רבים גורמת לכך שנוצרים עננים המכילים הרבה מאוד טיפות מים קטנות. בעננים מסוג זה נבלמים התהליכים של התלכדות הטיפות וגדילתן, שהם חיוניים להיווצרות גשם. ריכוז גבוה של אבק באטמוספירה ממעיט את כמות המשקעים ו"מייבש" את הקרקע, דבר שמגביר את היווצרות האבק, וחוזר חלילה. תהליך המשוב הזה שבין האבק לתכונות הורדת הגשם של העננים עשוי להסביר את תהליך המידבור המתחולל בשנים האחרונות באזור הסאהל שבמערב אפריקה, מצפון לקו המשווה, עד לסודן. במובן זה, השפעתם של חלקיקי האבק על עננים דומה לקשר שבין שריפות יער שמתחוללות באזורי האמזונס ובאינדונזיה, לבין התמעטות גשמים המאפיינת את האזורים האלה בשנים האחרונות. במקרה זה, השריפות מעשירות את האוויר בהרבה ארוסולים, שהמרכיבים המוצקים או הנוזליים שלהם מתפקדים כגרעיני התעבות, ובכך מפחיתים את הגשמים. במלים אחרות, שריפות ענק תורמות להתמעטות הגשמים.

 

ד"ר ינון רודיך אומר, שהקשר שבין ארוסולים לעננים משפיע בדרכים רבות נוספות על תופעות אקלימיות שונות באזורים שונים של העולם. קשרים אלה ומשמעותם יעמדו בשנים הקרובות במרכז מחקריהם של חוקרי האקלים במכון ויצמן למדע ובמקומות נוספים בארץ ובעולם.