ירושלים של פחמן: תיארוך נרחב ומדויק של העיר בתקופת ממלכת יהודה

ירושלים מאוכלסת, ללא הפסקה, כבר אלפי שנים. העיר שימשה מרכז דתי ובירה של יותר מממלכה אחת, אך למרות כמות בלתי נדלית של מסמכים היסטוריים זמינים, עדיין ישנם חורים בתיארוך של אירועים היסטוריים שונים שהתרחשו בעיר. מדעני מכון ויצמן למדע, יחד עם צוות ארכאולוגים מחפירות עיר דוד בירושלים, מרשות העתיקות ומאוניברסיטת תל-אביב, הצליחו להרכיב לראשונה כרונולוגיה מפורטת של העיר בתקופת הברזל – בימים שבהם שימשה בירתה של ממלכת יהודה התנ"כית. ממצאיהם מתפרסמים ב"רשומות האקדמיה הלאומית למדעים של ארה"ב" (PNAS).

רבות נכתב על ההיסטוריה של ירושלים, אך תיארוך ההתיישבות האנושית בעיר במהלך תקופת הברזל הייתה ונותרה משימה מאתגרת במיוחד. האתגר קשור בין היתר בעניין קוסמי: יחסי הגומלין בין האטמוספרה של כדור-הארץ לקרניים קוסמיות מחוץ לכדור-הארץ באותה התקופה משבשים את היכולת לבצע תיארוך פחמן-14 – השיטה המדעית המקובלת והמדויקת ביותר לקביעת גילו של שריד ארכאולוגי. כתוצאה מכך, כאשר מנסים לתארך דגימה כלשהי משלהי תקופה זו באמצעות פחמן-14, במקום לקבל גיל מדויק, מתקבל גרף מישורי שאינו מאפשר להבחין בין שרידים מהמאה ה-8 לפני הספירה לכאלו מהמאה ה-5 לפני הספירה. תופעה זו הקרויה "מישור האלשטאט" – על-שם תרבות האלשטאט ששלטה במרכז אירופה באותה התקופה – היא מהאתגרים המרכזיים במחקר הארכאולוגי של תקופה מכוננת זו בהתפתחות האנושית.

בעקבות זאת, ארכאולוגים החוקרים את ירושלים בתקופת הברזל נוהגים להסתמך לרוב על מסמכים היסטוריים, על טקסטים תנ"כיים ועל כלי חרס – שיטות שמאפשרות לבסס תיארוך יחסי של "מה קדם למה", אך לא מאפשרות לקבוע תיארוך אבסולוטי המתבסס על פחמן-14.

""מחקר ארכאולוגי של רקמה עירונית מסובך בהרבה מתיארוך המתבצע בסביבות ארכאולוגיות אחרות. לא כל שכן כאשר מדובר במרכז עירוני המאוכלס ברציפות במשך יותר מ-4,000 שנה"

אבל ירושלים מציבה אתגרים נוספים מלבד "מישור האלשטאט". העירוב הארכיטקטוני מתקופות שונות, אינספור המלחמות שעברה, שלל אסונות ובנייה מחודשת בלתי פוסקת, הופכים את העיר למרחב עירוני מורכב וסבוך. "מחקר ארכאולוגי של רקמה עירונית מסובך בהרבה מתיארוך המתבצע בסביבות ארכאולוגיות אחרות. לא כל שכן כאשר מדובר במרכז עירוני המאוכלס ברציפות במשך יותר מ-4,000 שנה, המבנים בו מצויים בשימוש מאות בשנים, וחלקים מהם עשויים היו להיהרס ולהיבנות מחדש", מחדדת פרופ' אליזבטה בוארטו, ראשת היחידה לארכאולוגיה מדעית במכון.

כדי להתגבר על שלל אתגרים אלה שהותירו חורים משמעותיים בכרונולוגיה של ירושלים, רתם צוות המחקר בהובלת פרופ' בוארטו וד"ר יוהנה רגב את ארגז הכלים של המיקרו-ארכאולוגיה – תחום חדש יחסית במדעי הארכאולוגיה שפותח בין היתר במכון ויצמן למדע ומאפשר לתארך במדויק ממצאים ארכאולוגיים באמצעות ניתוח שרידים אורגניים, ולו הזעירים ביותר. הגישה המיקרו-ארכאולוגית מתמקדת  בדגימה קפדנית של ראיות שהושארו מאחור באתרים ארכאולוגיים – זרעונים, עצמות, שרידי מלט או פחם – ובחינתם באמצעות מכשור מדעי חדשני.

לצורך עבודת התיארוך המדוקדקת, פקדו פרופ' בוארטו וד"ר רגב כמה אתרים ארכאולוגיים בירושלים  ואספו אלפי דגימות של חומר אורגני. "לדגום את החומרים האורגניים מהאתרים הארכאולוגיים זה ממש לא מספיק, צריך להבין את ההקשר", מסבירה פרופ' בוארטו את תהליך העבודה. "אנחנו צריכות להבין כיצד נוצר האתר הארכאולוגי, כך שכשאנחנו דוגמות בשטח, יש לנו ביטחון בכך שהחומרים שאספנו היו שם כשהאתר נבנה ושאפשר לתארך באמצעותם את האתר עצמו. למשל, כאשר מצאנו כמות גדולה של זרעונים חרוכים – היינו צריכות להבין קודם כל היכן בדיוק הם נשרפו. אנחנו עושות זאת באמצעות שיטות שפיתחנו לאורך השנים, תוך שימוש במכשור מעבדתי מתקדם שגם מגיע איתנו לשטח".

לאחר איסוף הדגימות ובחינתן במעבדה, נבחרו לתיארוך למעלה מ-100 מהן. החוקרות בודדו אותן ממזהמים שונים והריצו שורת מדידות פחמן-14 במעבדת מאיץ ספקטרומטר מאסות על-שם דנגור (D-REAMS) במכון. פחמן-14 נוצר באטמוספרת כדור-הארץ, ונטמע ברקמות של צמחים, בעלי-חיים ובני-אדם. לאחר מותם, הרקמות מפסיקות לספוג את הפחמן הרדיואקטיבי, והפחמן שנותר דועך בהדרגה והופך לחנקן-14. מכיוון שמהירות הדעיכה הרדיואקטיבית של פחמן-14 ידועה, ניתן לקבוע את גילו המדויק של העצם באמצעות מניין מספר האטומים מסוג פחמן-14 שנותרו בו. תיארוך באמצעות פחמן-14 פותח אמנם כבר בשנות הארבעים של המאה הקודמת, אך במעבדה במכון מתבצעת המדידה בעזרת מאיץ, כך שהתוצאות המתקבלות מדויקות ביותר גם כאשר מדובר בדגימות זעירות, למשל של זרעון בודד במשקל מיליגרמים בודדים.

עצים מאירופה, זרעונים מהלבנט

כדי להתמודד עם האתגר שמציב מישור האלשטאט השתמש צוות המחקר בהובלת ד"ר ליאור רגב גם ב-100 טבעות עצים שתוארכו בעבר לאותה התקופה. תיארוך בעזרת טבעות עצים – דנדרוכרונולוגיה – מבוסס על כך שבכל שנה מיתוספת טבעת אחת לגזע עץ. באמצעות שילוב בין דנדרוכרונולוגיה לתיארוך פחמן-14, הצליחו החוקרים לקבל תמונה מלאה ומדויקת יותר של ריכוז הפחמן הרדיואקטיבי באטמוספרה במהלך התקופה הנבחנת.

בנוסף לטבעות העצים, שני אירועים היסטוריים שמועד התרחשותם ידוע ומבוסס שימשו כנקודות עוגן וסיפקו תובנות לגבי התנהגות הפחמן הרדיואקטיבי באטמוספרה: חורבן בית ראשון וגלות בבל בשנת 586 לפנה"ס, ורעידת האדמה שפקדה את העיר במאה ה-8 לפנה"ס. בעזרת גישה זאת, הצליחה קבוצת המחקר לזהות פערים בין ריכוז הפחמן הרדיואקטיבי בדגימות הירושלמיות, לבין ריכוזו בטבעות עצים אירופיים ואמריקאיים מאותה התקופה. הבנת פערים אלה יכולה לסייע לא רק בביסוס כרונולוגיה ארכאולוגית, אלא גם בחקר האקלים והאטמוספרה.

עיר בלי הפסקה

השילוב בין השיטות הוביל לכינונה של כרונולוגיה ירושלמית ברמת פירוט חסרת תקדים בעיר שלא הפסיקה להיות מאוכלסת לרגע. בפרט, הצליחו החוקרים לבסס ראיות להתיישבות אנושית רחבת היקף בעיר כבר במאה ה-12 לפנה"ס, ולתארך את התרחבות העיר מערבה למאה ה-9 לפנה"ס; תיארוך זה הושג באמצעות ביסוס מועד הבנייה של מבנה עתיק המצוי בחלק זה של העיר הקדומה. כמו כן, בעוד מחקרים קודמים זקפו את הפיתוח העירוני הנרחב שלאחר רעידת האדמה למלך חזקיהו, התיארוך חשף שככל הנראה הבנייה המחודשת התבצעה כבר בעת שלטון המלך עוזיהו.

"ירושלים היא עיר שמעולם לא הפסיקה לחיות", אומרת פרופ' בוארטו. "מחקר ארכאולוגי בעיר שונה מהותית מעבודה בתל ארכאולוגי, שבו נערמו שכבות זו על-גבי זו. זוהי עיר שהשתנתה ללא הרף לאורך אלפי שנים, והראיות הארכאולוגיות בה מפוזרות. אך למרות אתגרים אלה ולמרות מישור האלשטאט, הצלחנו להרכיב את הכרונולוגיה המוחלטת שלה בתקופת הברזל".

לשיטות שיושמו במחקר יש השלכות מעבר לירושלים והן יוכלו להיות מיושמות גם באתרים ארכאולוגיים אחרים בעולם, שכן תיארוך פחמן-14 של שרידים מתקופת הברזל הוא סוגייה ארכאולוגית כלל-עולמית. החוקרים מקווים ששיטה זאת תוכל לשמש בצמצום פערי הידע האנושי על תקופה מכרעת זו בהתפתחות האנושית.

את המחקר הובילו פרופ' אליזבטה בוארטו וד"ר יוהנה רגב בשיתוף עם ד"ר ליאור רגב ויבגניה מינץ, כולם מהיחידה לארכאולוגיה מדעית במכון. המחקר בוצע בשיתוף פעולה עם הארכאולוגים ד"ר ג'ו עוזיאל מרשות העתיקות, פרופ' יובל גדות מאוניברסיטת תל-אביב ועמיתיהם. על המחקר חתומים גם אורטל כלף וד"ר יפתח שלו מרשות העתיקות; הלנה רוט, ד"ר ניצן שלום וד"ר נחשון זנטון מאוניברסיטת תל-אביב; אפרת בוצר מאוניברסיטת בר-אילן; פרופ' שרלוט ל. פירסון מאוניברסיטת אריזונה, ארצות-הברית, ודייויד מ. בראון מאוניברסיטת המלכה בבלפסט, צפון אירלנד.

לקבלת מידע נוסף, תמונות ולתיאום ראיונות:
משרד הדוברת - מכון ויצמן למדע
08-9343856 news@weizmann.ac.il