כדור הארץ, סביבה, אדם

גאוגרפיה ופיתוח הסביבה

לכיתה ח

בילי סביר, מאירה שגב,

איריס שילוני

הוצאת "מטח"

ישראל, תשע"ב, 2011

באחד-עשר כרכים

כרך ראשון

עמודים xvi

עמודי דפוס 5-30

עמודי בראיל 1-

העתיק: זוהר זיו

הספריה המרכזית לעיוורים

נתניה ישראל 2013

הספר כדור הארץ – סביבה – אדם מציג את העולם שאנו חיים בו – את מיקומו בחלל, את נופיו המגוונים, את המתרחש במעמקיו ואת המתחולל על פניו ומחוצה לו.

תוכני ספר מובאים ב-4 יחידות:

- יחידה 1 לוקחת את הלומד למסע אל החלל, להיכרות עם גרמי השמים ועם מיקומו של כדור הארץ ביניהם.

- יחידה 2 מסבירה את התהליכים המרכזיים היוצרים את תופעות מזג האוויר והאקלים בעולם.

- יחידה 3 נחלקת ל-2 חלקים, ובהן יבין הלומד כיצד חברו יחד הכוחות שמקורם במעמקי כדור הארץ, והכוחות הפעילים על פני כדור הארץ, ויצרו את הסביבה הטבעית שחיינו מתנהלים בה.

- יחידה 4 מפגישה את הלומד עם משאביו של כדור הארץ ועם דרכי ניצולם בידי האדם, ועם ההשלכות של ניצולם על הסביבה.

לכל אורך הספר מודגשות השפעות הגומלין בין האדם לבין הסביבה הטבעית, ונידונים בו נושאים סביבתיים המעסיקים את האנושות כיום: ההתחממות הגלובאלית, הדלדול במשאבי כדור הארץ ואסונות הטבע הפוקדים מקומות שונים ברחבי העולם. הספר מציג את תהליכי הפיתוח הנרחבים המתרחשים בעולם בימינו, ואת הדרכים הננקטות כיום לפיתוח בדרך הקיימות.

הספר כולל קטעי מידע עדכניים ושפע של אמצעי המחשה: עשרות איורים ומפות, ומאות תמונות ותצלומי לוויין מכל רחבי העולם. בסופו של כל פרק מופיעות פעילויות רבות ומגוונות. עוד מועשר הספר בקטעי הרחבה ובחקרי מקרים, וכן במילון מושגים. את הספר מלווה מדריך למורה.

הספר מופיע גם בגרסה דיגיטאלית, בסביבת הלמידה כותר ספרי לימוד, בכתובת:

www.school.kotar.co.il שם תמצאו קישורים למקורות מידע נוספים – כתבות, מאמרים, סרטונים, אנימציות – המקשרים את הנושאים המטופלים בספר לאירועים אקטואליים.

אתם מוזמנים לבקר גם באתר הגאוגרפיה באינטרנט:

www.geo.cet.ac.il

תוכן העניינים

(התוכן ערוך כך: שם הפרק ועמוד דפוס)

תוכן כרך ראשון

(התוכן ערוך כך: שם הפרק עמוד דפוס עמוד בראיל)

*5*

מבוא

*5*

מה ידעו בני האדם על כדור הארץ ועל החלל לפני מאות שנים? כיצד הם חקרו את סביבתם?

האדם בוחן את תופעות הטבע ומנסה לתת להן הסבר

מאז ומתמיד התעניין האדם בסובב אותו וניסה להסביר את תופעות הטבע בדרכים שונות. סופות הרעמים והברקים והתפרצויות הרי הגעש הוסברו כזעמם של האלים, ואילו הגשמים היו ברכתם. היוונים הקדמונים סברו שהעולם עומד על גבו של צב גדול העומד על גבם של עשרה פילים חסונים, וכי אלה עומדים על נחש-בריח ענק. הם סברו שהעולם מורכב מארבעה יסודות – אש, אוויר, מים ואדמה – ושיסודות אלה משתנים בהשפעת השמש ויוצרים דברים חדשים.

במשך הזמן התפתחה החשיבה המדעית המודרנית והחקירה המבוססת על תצפיות וניסויים ועל איסוף נתונים ועיבודם. למשל, כשקבע הפילוסוף היווני אריסטו, שחי במאה הרביעית לפני הספירה, שהארץ עגולה (ולא שטוחה), הוא נימק זאת בעזרת תצפיות, כגון תצפית על אוניות המתקרבות לנמל: תחילה רואים רק את התורן שלהן, ורק אחריו מופיע גוף הספינה. לו הייתה הארץ שטוחה, הייתה הספינה מופיעה בבת אחת בכל גודלה. שני הנימוקים האחרים לצורתו הכדורית של כדור הארץ

*6*

קשורים בתצפיות בשמים: אריסטו ציין את העובדה הידועה שאם צופים בשמי הלילה ממצרים, רואים תמונת כוכבים שונה מזו שרואים כאשר צופים בהם מיוון. חלק מהכוכבים שנראים במצרים לא נראים ביוון, ולהפך. לו הייתה הארץ שטוחה, היינו צריכים לראות תמונת כוכבים זהה מכל נקודת תצפית – ולא כך הדבר. בנימוק השלישי והאחרון ציין אריסטו את העובדה כי בעת ליקוי ירח, הצל שכדור הארץ מטיל על הירח הוא צל של גוף עגול.

מתצפיות אלה הסיק אריסטו כי צורתה של הארץ היא כשל מעגל, וזאת בתקופה שבה האמונה הרווחת הייתה כי הארץ שטוחה וכי מי שילך עד הקצה שלה – ייפול.

לא תמיד התקבלה חקירה מדעית בקלות כזאת. האסטרונום הפולני ניקולאי קופרניקוס, אשר הסיק מתצפיותיו שכדור הארץ הוא זה המסתובב סביב השמש, ולא להפך, לא העז לפרסם את ממצאיו ברבים – הוא ידע שייאלץ לשלם בחייו על רעיונותיו. רק כשעמד למות, בשנת 1543, הוציא את ספרו, שהתבסס על תצפיות ועל חישובים מתמטיים. האסטרונום האיטלקי ג'ורדנו ברונו, אשר תמך בגלוי ברעיונותיו של קופרניקוס, שילם על כך מחיר כבד – הוא הוצא להורג.

ואולם סקרנותו של המין האנושי, ורצונו לחקור ולגלות, גברו על קשיים רבים. המדע המשיך להתפתח, תגליות חדשות התגלו, מסעות חקר הרחיקו עוד ועוד, והמצאות חדשות – מהטלסקופ ועד הלוויין – אפשרו למדע להתפתח ולחוקרים להרחיב את ידיעותיהם. הוצאת אנשים להורג רק משום שעסקו בחקר כדור הארץ וצפונותיו פסקה, והתעוזה והדמיון פרצו גבולות חדשים. ז'ול ורן, סופר המדע הבדיוני המפורסם בן המאה ה-19, הצית את דמיונם של מיליונים ברחבי העולם כשתיאר נופי מסע והרפתקאות דמיוניים בספריו על מסעות אל הירח, אל בטן האדמה ואל מעמקי האוקיינוס. מגלי עולם וחוקרים היו לגיבורים עטורי תהילה: מגלי הארצות קולומבוס ומגלן וממשיכיהם, חוקר הטבע והגאולוג צ'ארלס דארווין, חוקרי הקוטב סקוט ואמונדסן, מטפס ההרים אדמונד הילארי, האסטרונאוטים יורי גגרין וניל ארמסטרונג ורבים אחרים – כולם מתחו את גבולות החקר והמדע.

והיום? יודעים כבר הכול?

המדענים והחוקרים תרמו להצטברותו של ידע רב ביותר על כדור הארץ ומערכותיו. אנו יודעים לחזות בדיוק רב שליקוי החמה המלא הבא יתרחש בשנת 2027.

אנו יודעים שהיבשות נמצאות בתזוזה. אנו יודעים להסביר מדוע הרים מתרוממים, מדוע עמק מקבל צורה אחת ולא אחרת, ומדוע מתרחשות תופעות כמו עונות השנה, גיאות ושפל, רעידות אדמה או סופות שלגים.

אנו יודעים לחזות התפרצות געשית גדולה מבעוד מועד ובכך להציל חיי אדם. אנו יודעים היכן יש סיכוי טוב יותר למצוא זהב או נפט, והיכן אין טעם לחפור.

(בספר תמונה:)

צילו של כדור הארץ מוטל על הירח, בעת ליקוי לבנה. קו הצל המעוגל מעיד על צורתו הכדורית של כדור הארץ

(בספר תמונה:)

פסלו של ג'ורדנו ברונו מוצב בכיכר בעיר רומא, איטליה

(בספר תמונה:)

מערת הפיל באי כרתים, יוון. המערה נגישה לצוללנים בלבד

*7*

רבים טועים וחושבים שבעידן המודרני תמו מסעות החקר, אך כדור הארץ צופן עוד סודות רבים. למשל, במרבית המערות בעולם טרם דרכה כף רגל אדם, ומעמקי האוקיינוסים – רובם לא נחקרו ולא מופו עד עצם היום הזה. החוקרים והמדענים מגלים עוד ועוד פרטים על כדור הארץ והחלל, כמו גם על מערכות כדור הארץ הנראות לרבים מובנות מאליהן – האוויר, המים, האדמה והחי והצומח.

מערכות כדור הארץ וקשרי הגומלין ביניהן

הידע הרב שהצטבר מראה שכוכב הלכת ארץ, שאנו חיים עליו, הוא מערכת מורכבת מאוד, דינאמית ופעילה, המשתנה ללא הרף כבר מיליונים רבים של שנים. נהוג לחלק מערכת זאת של כדור הארץ לארבע מערכות המכונות "ספרות" (מהמילה היוונית ספרה, שפירושה כדור): אטמוספרה, גאוספרה, הידרוספרה, ביוספרה (ראו איור). בין 4 הספרות מתקיימים כל העת מעברים של חומר ושל אנרגיה, לדוגמה: מי השיטפונות (הידרוספרה) מפרקים בכוחם את הסלעים (גאוספרה) ומובילים את חלקיהם לאורך הנהרות; גשמים הנוצרים בעננים (אטמוספרה) מחלחלים אל תוך הקרקע (גאוספרה); בעלי חיים החיים באוקיינוסים (ביוספרה) מתפרקים, מצטברים והופכים לסלעים (גאוספרה); והרי געש (גאוספרה) פולטים גזים אל האוויר (אטמוספרה). כך משפיעה הפעילות בכל ספרה על ספרות אחרות.

(בספר איור:)

ארבע הספרות בכדור הארץ

אטמוספרה – מעטפת הגזים המקיפה את כדור הארץ. הגזים העיקריים היוצרים את האטמוספרה הם: חנקן, מימן, חמצן, פחמן דו-חמצני.

הידרוספרה – כל גופי המים הקיימים על פני כדור הארץ: ימים ואוקיינוסים, אגמים ונהרות, קרחונים ומי תהום.

גאוספרה – החלק המוצק של כדור הארץ – הסלעים, הקרקעות וחומרי הבליה.

ביוספרה – כל האורגניזמים – בני האדם, בעלי החיים והצמחים – על פני כדור הארץ וכן בהידרוספרה, באטמוספרה ובגאוספרה.

*8*

האדם ומערכות כדור הארץ

אל המערכות הבונות את כדור הארץ הצטרף האדם, אשר יחסית לגילו של כדור הארץ – קיומו על פני האדמה הוא קצר מאוד. בתחילת דרכו, יכולתו של האדם להתערב בטבע הייתה מועטה, אך הוא למד להשתמש במשאבי כדור הארץ לצרכיו: ליצור כלי אבן, לשלוט באש, לגדל גידולים חקלאיים ועוד. אלה היו הצעדים הראשונים ששינו את המאזן בין האדם והטבע. אך השינוי היה קטן, שכן מעט אנשים אכלסו את כדור הארץ, והטכנולוגיה שעמדה לרשותם הייתה פשוטה ביותר. אמנם הם התערבו בנוף – כרתו עצים לבניית בתיהם או חרשו שדות חקלאיים – אך התערבותם הייתה מצומצמת בהיקפה, והשפעותיה לא היו הרסניות.

השינוי הגדול ביותר ביחסי הגומלין בין אדם לטבע החל במהפכה התעשייתית, שראשיתה במחצית השנייה של המאה ה-18. המין האנושי החל לייצר ולצרוך יותר ויותר מוצרים, לבנות עוד בתים, מפעלים, כבישים וערים, ולהרחיב את ניצול משאבי הטבע לממדים עצומים. אוכלוסיית כדור הארץ גדלה גידול דראסטי, והניצול של משאבי הטבע גבר יחד איתה. חוקרים החלו תוהים: האם יהיה מספיק מזון, מים ואוצרות טבע לכל תושבי כדור הארץ? מהו כושר הנשיאה של כדור הארץ, כלומר – מה יכולתו לכלכל מספר גובר של בני אדם, מבלי שייגרם לו נזק בלתי הפיך? האם נוכל להמשיך ולהתרבות ולנצל עוד ועוד את משאביו של כדור הארץ, ללא הגבלה?

בעשורים האחרונים התברר כי בגלל רגישותן של מערכות כדור הארץ, ובשל האיזון העדין הקיים בקשרי-הגומלין ביניהן, יש לפעילותו של האדם עלי אדמות תוצאות מדאיגות. ממדי הניצול של משאבי הטבע גורמים לתוצאות קשות ולעתים אף הרסניות: לזיהום חמור של מים, אוויר וקרקע; לשינויים בלתי הפיכים במערכות טבע רבות שהאדם תלוי בהן; לסכנת כליה של אחדים ממשאבי הטבע; ולאסונות סביבתיים. אסונות כאלה יכולים להשפיע על אזור קטן (למשל, זיהום במי השתייה של עיר), אך יש אסונות סביבתיים שהשפעתם ניכרת על פני שטחים נרחבים (למשל, כתם נפט המתפשט באוקיינוס וגורם לאסון אקולוגי רחב-ממדים). וישנם גם אסונות שהשפעתם כלל-עולמית, כמו ההתחממות הגלובאלית. יש אסונות שאפשר לתקן את תוצאותיהם, כמו נחל שהזדהם ואפשר לנקותו ולטהרו (בתהליך הנמשך שנים רבות). אסונות אחרים, כמו הכחדה של מיני בעלי חיים וצמחים, או החייאת אזור שהפך למדברי – קשה ואף בלתי אפשרי לתקן.

היום אנחנו מבינים טוב יותר איך לנצל את משאבי כדור הארץ לטובתנו, אבל אנחנו מבינים גם כיצד אנחנו, בני האדם, משנים את כדור הארץ ומביאים במו ידינו לתוצאות השליליות שנגרמות על ידי שינויים אלה. התרחבות החור בשכבת האוזון, הפשרת הקרחונים, התגברות זיהום האוויר וזיהום הים – כל אלה ועוד הם תופעות מדאיגות, הפוגעות כבר כיום באיכות חיינו ועלולות לפגוע בה בעוצמה גדולה הרבה יותר בעתיד.

(בספר איורים:)

גידול האוכלוסייה במאות השנים האחרונות: מ-1 מיליארד בני אדם בשנת 1800, ל-7 מיליארד בשנת 2011

(בספר תמונה:)

השם "ספינת החלל כדור הארץ" הוא שם שהוזכר החל משנות ה-60 של המאה ה-20. הוא מציין תפיסת עולם שלפיה, בדומה לספינת חלל וצוות האסטרונאוטים המאייש אותה – תושבי כדור הארץ חולקים גם הם ספינה קטנה המשייטת בחלל, שמשאביה מוגבלים ועל כל נוסעיה להתנהג כצוות העובד יחדיו לטובת הכלל. בתמונה: מעבורת החלל דיסקברי

*9*

פיתוח בר-קיימא

בשנת 1987 נכנס לשימוש בעולם המושג "פיתוח בר-קיימא" (או פיתוח בדרך הקיימות), כלומר, פיתוח השם דגש לא רק על צרכיו של האדם כיום, אלא גם על צורכיהם של הדורות הבאים; פיתוח שבו ניצול המשאבים נעשה בקצב המאפשר לטבע להתאושש; פיתוח שאינו יוצר בסביבתו מפגעים בלתי-הפיכים. אם כן, האתגר הגדול העומד לפני האדם בימינו הוא כיצד לנצל את משאבי כדור הארץ לטובתו, בלי לפגוע במרקם העדין של "כוכב הלכת הכחול"; כיצד ליהנות ממה שיש לכדור הארץ להציע, ועם זאת לאפשר זאת גם לדורות הבאים.

כדי להבין את כל אלה, וכדי לפעול למען עולם טוב יותר, יש צורך ללמוד את הבסיס – החומרים שמהם כדור הארץ עשוי, הנופים השונים המצויים על פניו, המערכות השונות שמהן הוא מורכב, התהליכים המתרחשים בו, ובאיזה אופן עלינו לנצל את אוצרותיו כך שלא רק אנחנו נוכל להמשיך ולחיות בו בבטחה אלא גם הדורות הבאים.

ובכן, הבה נצא לדרך.

(בספר תמונה:)

תצלום מפורסם של כדור הארץ, שצולם ב-1972 ע"י צוות החללית אפולו 17, ממרחק 45,000 ק"מ מכדור הארץ. כשהאסטרונאוטים צילמו את התמונה, כדור הארץ הזכיר להם במראהו גולת משחק, ולכן כינו אותו בשם "הגולה הכחולה"

אמר הקב"ה לאדם הראשון: "(...) ראה מעשי כמה נאים ומשובחין הם, וכל מה שבראתי – בשבילך בראתי. תן דעתך שלא תקלקל ותחריב את עולמי, שאם קלקלת אין מי שיתקן אחריך (...)"

(מדרש קוהלת רבה, מהדורת וילנה, פרשה ז)

פעילות

1. אייזק ניוטון אמר: "אם הרחקתי ראות, היה זה משום שעמדתי על כתפי ענקים". למה התכוון ניוטון, לדעתכם?

2. בחרו שניים מהחוקרים שברשימה הבאה, ובדקו במקורות מידע שונים מה הייתה תרומתם למדעי כדור הארץ והחלל: ניקולאי קופרניקוס, יוהנס קפלר, גלילאו גליליי, אייזק ניוטון, אלפרד וגנר, סטיבן הוקינג, אדווין האבל, אדמונד האלי, גרארדוס מרקטור.

3. שאילת שאלות היא כלי ראשון במעלה המשרת מדענים, חוקרים ומגלים. נסחו 3 שאלות שהתעוררו אצלכם בעקבות קריאת המבוא.

*10*

לפני שיוצאים לדרך – עוד שתי הערות

על דרך השימוש במושגים במהלך הלימוד בספר:

בספר מופיעים מושגים רבים, המסומנים בטקסט באמצעות כוכבית צבעונית. כל מושג המסומן בכוכבית ברצף הטקסט, מוסבר במילון המושגים שבסוף הספר. וכך, כאשר במהלך הלימוד תיתקלו במושגים שאינכם מכירים ואינכם מבינים – אם תרצו, תוכלו למצוא אותם במילון המושגים.

עוד בעניין המושגים: בכל עמוד בספר מופיע בתחתיתו פס צבע ועליו ציון המושגים העיקריים המופיעים בעמוד, מושגים שיש להכירם ולהבינם לעומק במסגרת הנושא הנלמד בו.

על הגרסה הדיגיטאלית של הספר, והשימוש בה:

כדי להעשיר ולגוון את הלימוד בספר – אתם מוזמנים להיכנס לגרסה הדיגיטאלית של הספר באינטרנט, המופיעה בכותר ספרי לימוד, בכתובת www.school.kotar.co.il בגרסה זאת של הספר תמצאו קישורים רבים למקורות מידע מגוונים – כתבות, מאמרים, סרטונים, אנימציות ועוד, אשר יוסיפו מידע ועניין ואף יקשרו בין הנושאים המטופלים בספר לבין אירועים אקטואליים הקשורים לחומר הנלמד. סמלון כותר מופיע גם בחלק מהפעילויות – פעילויות שבהן אתם מופנים לחומרים נוספים הנחוצים לפתרון הפעילות.

קריאה נעימה,

צוות הפיתוח

*11*

יחידה 1: אסטרונומיה – מסע בחלל ובזמן

*11*

עוד בימי קדם נשא האדם את עיניו בסקרנות לשמים בניסיון להבין את תנועת הירח, השמש והכוכבים. ואמנם, האסטרונומיה – המדע החוקר את גרמי השמים ואת מבנה היקום בכלל – נחשבת למדע העתיק בעולם. מקור השם "אסטרונומיה" בשפה היוונית: "אסטרון" פירושו "כוכב", ו"נומוס" פירושו "חוק".

כלי המחקר המרכזי המשמש את החוקרים בתחום האסטרונומיה הוא התצפיות אל החלל, וככל שהשתכללו אמצעי התצפית כן התרחב הידע של האנושות על היקום. חלליות ולוויינים המצוידים בטלסקופים משוכללים מספקים לנו מידע נרחב על גרמי שמים מרוחקים, אך למרות הידע הרב שנצבר עד היום – עדיין רב הנסתר על הגלוי בתחום זה.

החידה הגדולה מכולם נוגעת לקיומם של חיים מחוץ לכדור הארץ. מתוך אינספור הכוכבים הנמצאים ביקום – טרם התגלה כוכב לכת נוסף שהתפתחו בו חיים, וטרם התגלה כוכב לכת או ירח ששוררים בו תנאים הדומים לתנאים הקיימים על כוכב הלכת ארץ ומאפשרים חיים: יש כוכבי לכת שהם קרים מדי, יש כוכבי לכת שהם חמים מדי, ובכוכבים אחרים אין מים. החיים על פניו של כוכב הלכת ארץ הם פלא גדול, המתרחש הודות למיקומו המדויק ביחס לשמש, הודות לתנועתו, והודות לחומרים שהוא מורכב מהם.

ביחידה זאת נציץ אל העולמות הרחוקים ברחבי החלל שסביבנו, נכיר את גרמי השמים האחרים בחלל, נבחן את האמצעים המשמשים בחקר החלל, ונסקור את התנועות של כדור הארץ, הירח, השמש והכוכבים, ואת השפעתן של תנועות אלה על חיינו.

(בספר תמונה:)

בתמונה למעלה: זריחה של כדור הארץ, כפי שצולמה על ידי אסטרונאוטים מן הירח

*12*

לפני שמתחילים... המסע אל החלל

*12*

(בספר תמונה:)

האסטרונאוט באז אולדרין מהלך על פני הירח. אולדרין ועוד שני אסטרונאוטים, קולינס וארמסטרונג, הגיעו לירח בשנת 1969 בחללית "אפולו 11"

בשנת 1969 נחתה על הירח החללית אפולו 11. זמן קצר אחר כך ירד מהחללית האסטרונאוט ניל ארמסטרונג, והוא ביטא את התרגשותו במשפט המפורסם: "צעד קטן לאדם – קפיצה גדולה לאנושות". ארמסטרונג היה האדם הראשון שזכה לדרוך על גרם שמים מחוץ לכדור הארץ, ובכך הפך למציאות את מה שקודם לכן נחשב למדע בדיוני.

לאחר עוד כמה מסעות פסקו המסעות המאוישים לירח, והוא נותר גרם השמים היחיד שבו ביקרו בני אדם. כיום קיימות תכניות לשוב ולשגר בני אדם לירח, כצעד ראשון לקראת הקמת תחנה קבועה עליו.

ההתפתחות הטכנולוגית המרשימה שהתרחשה בדורות האחרונים, מאפשרת לשלוח מכדור הארץ אל החלל גם חלליות לא מאוישות רבות, וכלי מחקר מתוחכמים המופעלים מכדור הארץ מזרימים כל העת מידע חדש על אודות החלל. ואולם מסעותיהם של בני האדם לחלל לא פסקו, ומאז המראתה של החללית המאוישת הראשונה לחלל, בשנת 1961, נשלחו אליו עשרות חלליות מאוישות. זאת ועוד, בתחנת החלל הבין-לאומית המרחפת במרחק כמה מאות קילומטרים מכדור הארץ, שוהים כל העת כמה אסטרונאוטים, והם מתחלפים מפעם לפעם.

האסטרונאוטים מתארים את השהות בחלל כחוויה מופלאה ועוצמתית, שעיקריה הם האפשרות להביט על כדור הארץ מבחוץ וההזדמנות לחוות את התופעות המתרחשות במצב של כבידה חלשה מאוד: אפשר לרחף באוויר, להרים משאות "כבדים", וליהנות מן העובדה שפריטים שנשמטים אינם נופלים מטה אלא הם מרחפים סביב. אבל יש לדעת שחפצים עשויים להיעלם אם לא מקבעים אותם, שנוזלים בכלי פתוח לא יישארו בתוכו אלא יתפזרו לכל עבר בטיפות עגולות, שצריך להיקשר בעת השינה כדי לא להתעופף, ושעשיית הצרכים בשירותים יכולה לזמן הפתעות לא צפויות.

העלות הכרוכה בתכנון, בבנייה ובשיגור של חלליות – גדולה ביותר, ועד כה שימשו החלליות למטרות מחקר בלבד. ואולם בשנים האחרונות מתרחב העניין באפשרות לפתח תיירות לחלל: בשנת 2001 צירפה סוכנות החלל הרוסית למעבורת ששוגרה לתחנת החלל הבין-לאומית את התייר הראשון לחלל, ששילם 20 מיליון דולרים תמורת שהייה של 10 ימים בחלל.

עד היום סוכנויות החלל של המעצמות הגדולות ביצעו את המסעות לחלל, אבל לאחרונה מסעות אלה נפתחים גם לגופים פרטיים: בימים אלה פועלת חברה מסחרית

*13*

המתכננת מסעות תיירות לחלל. כל מסע כזה יימשך כשעתיים וחצי, והחלליות יטיסו את הנוסעים לגובה של כ-110 ק"מ מכדור הארץ.

כניסתם של גופים פרטיים לחקר החלל באה לידי ביטוי גם במיזם הבא: בשנת 2011 הכריזה חברת "גוגל" על תחרות נושאת פרסים (20 מיליון דולרים!) ליזמים פרטיים. התחרות נועדה לאתגר מדעני חלל ומהנדסים בכל העולם לפתח טכנולוגיות זולות מאלה המשמשות כיום לחקר רובוטי של החלל. כדי לנצח בתחרות, הצוותים המתחרים נדרשים לשגר לעבר הירח כלי רכב לא מאויש, להנחית אותו בשלום, להניע אותו לאורך 500 מ' לפחות, ולשדר ממנו אל כדור הארץ תמונות וסרטונים באיכות גבוהה. מענק כספי נוסף יינתן למי שימצא על פני הירח עקבות ממסעות קודמים, ובהן טביעות רגל של אסטרונאוטים (שאינן נמחקות, שכן על הירח אין רוח...), או ציוד (מתקני נחיתה, כלי חפירה, מצלמות ועוד), שהחלליות שביקרו במקום נאלצו להשאיר מאחוריהן בשל אילוצי משקל, לאחר שלקחו עמן חזרה לכדור הארץ סלעים למחקר.

אחת הקבוצות שנרשמו לתחרות היא קבוצה ישראלית ובה מהנדסים, אנשי חומרה ותוכנה ומומחי חלל. הקבוצה מתכננת לבנות רובוט קטנטן, שממדיו כממדי בקבוק שתייה, והמתכננים הגדירו אותו כ"מכל דלק מעופף עם מעט אלקטרוניקה, משדרים ומצלמות", שכן רוב נפחו ישמש לדלק הדרוש כדי להגיע לירח ולנחות עליו. הקבוצה מקבלת תמיכה מהתעשייה האווירית, ממוסדות אקדמיים ומגופים ואנשים פרטיים שנרתמו לאתגר. התחרות עתידה להסתיים לקראת סוף 2012.

האם תצליח הקבוצה הישראלית לתקוע את דגל ישראל על הירח? האם ישובו בני האדם לפקוד את הירח? האם יצליחו להגיע גם לגרמי שמים אחרים? ואם כן – מתי ובאילו נסיבות? ימים יגידו... מה שאינו מוטל בספק הוא העניין שהחלל מעורר בקרב בני האדם, והסקרנות האנושית המבקשת לגלות את צפונותיו.

(בספר תמונה:)

האסטרונאוטית האמריקנית סטפני וילסון מרחפת במעבורת החלל דיסקברי ומדגימה את חוויית השהייה במקום שבו הכבידה חלשה מאוד

(בספר תמונה:)

דגם הרובוט של הקבוצה הישראלית, הנקראת SpaceIL

פעילות

1. חפשו במקורות מידע שונים, ברשתות התקשורת וברשת האינטרנט, ידיעות הנוגעות לחקר החלל.

א. בחרו ידיעה שמעניינת אתכם במיוחד ותארו את הנושא שהיא עוסקת בו.

ב. מהם הקשיים העומדים לפני החוקרים העוסקים בנושא המתואר בכתבה? אילו התפתחויות התרחשו בתחום הזה?

2. נסחו שאלה הקשורה לחקר החלל ומעוררת בכם עניין.

3. מדוע חשוב, לדעתכם, ללמוד על החלל?

*14*

פרק א – להביט רחוק – היקום ומרכיביו

*14*

מכאן, מן האדמה שאנו חיים עליה, כדור הארץ נראה לנו גדול, מוצק ורחב ידיים. ואולם אסטרונאוטים שחזרו ממשימותיהם בחלל דיווחו כי את הרושם העז ביותר הותיר בהם הגילוי עד כמה קטן כוכב הלכת שלנו – נקודה זעירה בלבד במרחבים העצומים של היקום. בפרק זה נכיר את מרכיביו של היקום ואת האופן שבו הוא נוצר.

מבנה היקום וסדרי הגודל של מרכיביו

ככל הידוע, היקום הוא מרחב אינסופי שממדיו עצומים. סדרי הגודל ביקום כה גדולים עד כי למוח האנושי קשה להבינם. היקום מכיל בתוכו את הכול, את כל מה שקיים: את כל סוגי החומר – מוצקים, נוזלים וגזים, וכן את כל סוגי הקרינה – חום, אור, קול ועוד. הוא כולל בתוכו גופים שמימיים שונים, והוא כולל גם אזורים עצומים, ריקים לגמרי – אזורים שאין בהם חומר כלל. הגופים השמימיים המצויים ביקום מאורגנים במבנים קבועים היוצרים ביניהם הירארכיה (מדרג): היקום כולל צבירי גלקסיות, צבירי הגלקסיות כוללים גלקסיות, והגלקסיות כוללות ערפיליות, כוכבים וחורים שחורים (ראו תרשים).

(בספר תרשים:)

היררכיית הגופים השמימיים ביקום

(בספר תמונה:)

מאחר שהיקום הוא אינסופי – לנו, בני האדם, יש היכולת לצפות רק בחלק קטן מאוד, חלק מזערי ממש, ממנו. בתמונה: צביר של גלקסיות הזוהרות ברחבי היקום, כפי שנגלו מבעד למצלמות טלסקופ החלל על שם האבל. הגופים הבהירים הנראים בתמונה הם גלקסיות, שבכל אחת מהן מצויים מיליארדי כוכבים

*15*

הגלקסיות

*15*

מרכיבי היקום אינם מפוזרים במרחביו באופן אקראי. הם מתקבצים יחדיו בריכוזים המכונים "גלקסיות". ביקום קיימות מיליארדי גלקסיות, במגוון צורות וגדלים. בגלקסיה רגילה יש לפחות 100 מיליארד (100,000,000,000!) כוכבים, מיליוני ערפיליות וכן חור שחור במרכזה.

הגלקסיות מתקבצות יחד בצבירים. בכל צביר עשויות להיות עשרות, מאות ואף אלפי גלקסיות. הגלקסיות נעות בחלל – הן מתרחקות זו מזו כחלק מתהליך ההתפשטות של היקום, תהליך המתקיים מאז נוצר היקום.

נפרט את מרכיבי הגלקסיה.

הערפיליות

בכל גלקסיה יש אזורים המכונים "ערפיליות", ובגדולות שבערפיליות נוצרים כוכבים חדשים. בערפיליות יש ריכוז גבוה של אבק וגז שמהם "נולדים" הכוכבים החדשים. האבק שבערפילית אינו דומה לאבק הביתי – זהו חומר המורכב מגרגירים קטנטנים של יסודות שונים כגון ברזל וצורן. הגזים שבערפילית מורכבים בעיקר ממימן, היסוד הנפוץ ביותר ביקום. חלק מהחומר שממנו נוצרים הכוכבים החדשים "נזרק" אל הערפיליות מכוכבים "זקנים" שסיימו את מהלך חייהם.

הכוכבים

מיליארדי הכוכבים הקיימים בגלקסיה הם גופים שמימיים המפיקים קרינה ופולטים אותה לחלל. השמש "שלנו", המפיקה קרינה משל עצמה, היא דוגמה לכוכב. (חשוב לציין כי כוכבי הלכת המקיפים את השמש, ובהם כדור הארץ עצמו, אינם כוכבים, שכן הם אינם מפיקים קרינה משל עצמם – ולפיכך השימוש הרווח במונח "כוכב" לגביהם מטעה...)

הכוכב נוצר באזור מסוים בערפילית, בתהליך שבו האבק והגז המצויים באזור זה נדחסים עוד ועוד. תוך כדי כך הטמפרטורה עולה, עד כי בשלב מסוים בתהליך, כאשר הטמפרטורה מגיעה לכמה מיליוני מעלות, מתחילים להתרחש במרכז הכוכב תהליכי היתוך תרמו-גרעיניים – תהליכים שבמסגרתם אטומים של מימן מתמזגים אלה עם אלה ויוצרים אטומי הליום חדשים. תהליכים אלה יוצרים אנרגיה חזקה מאוד, וזו נפלטת מן הכוכב אל החלל כקרינה אלקטרומגנטית – קרינה בכל אורכי הגל הכוללת, בין היתר, את האור הנראה, את קרינת החום ועוד.

כאשר מסתיים מלאי הדלק בגרעין הכוכב, מסתיים מהלך חייו של הכוכב, לעתים בהתפוצצות אדירה. החומרים שמהם היו הכוכבים בנויים מתפזרים בחלל כאבק כוכבים, המעשיר את הערפיליות בחומר שממנו ייווצרו כוכבים חדשים ומערכות שמש חדשות.

(בספר תמונה:)

הולדתם של כוכבים חדשים בערפילית. בתמונה ניתן לראות אזור עצום של גז ואבק, ובמרכזו הכוכבים הצעירים שנוצרו בו

(בספר תמונה:)

התפוצצות כוכב

*16*

"כי ברך אברכך והרבה ארבה את זרעך ככוכבי השמים וכחול אשר על שפת הים..."

(בראשית כב, 17)

אם כן, תהליך הקיום של הכוכבים הוא תהליך מחזורי: כוכבים נוצרים, הם יוצרים אנרגיה עצומה ופולטים קרינה, עד שהם מסיימים את מהלך חייהם. החומר ש"נזרק" מהם מהווה חלק מהחומר שממנו ייווצרו כוכבים חדשים – וחוזר חלילה.

בשל המרחקים העצומים ביקום, אין פלא כי את מרבית הכוכבים המצויים בו איננו יכולים כלל לראות כשאנו צופים בשמים מכדור הארץ. גם הכוכבים המצויים "קרוב", הנגלים לעינינו בלילה בהיר, נראים כנקודות זוהרות, אף על פי שגודלם האמיתי של רובם גדול הרבה יותר מגודלה של השמש שלנו, וודאי שהם גדולים מכדור הארץ. זאת ועוד: מאחר שרבים מן הכוכבים נמצאים במרחק עצום מאיתנו – למעשה נקודת האור שאנו רואים מעידה על אור שיצא מהם כבר לפני זמן רב, ויש מקרים שבהם – עד שהאור מגיע אלינו, הכוכב עצמו איננו קיים עוד...

חורים שחורים

החורים השחורים הם אזורים בחלל שבהם הכבידה חזקה כל כך עד שהכול – גם חומר וגם קרינה – נמשך לתוכם ולא יכול להימלט מהם. בניגוד לרוב העצמים ביקום – את החור השחור אי אפשר לראות, משום שגם האור אינו יכול להימלט ממנו. אם כן, כיצד יודעים על קיומם של החורים השחורים?

אנו לומדים על קיומם של החורים השחורים מבדיקת ההשפעה של הכבידה העצומה שלהם על כוכבים אחרים הנמצאים בקרבתם: כאשר כוכב נמצא קרוב מאוד לחור השחור, "נקרע" ממנו חומר ו"נופל" אל תוך החור השחור. לתהליך זה מתלווה שחרור אנרגיה אדיר, המתבטא בקרינה אופיינית. לפיכך, כאשר מבחינים בקרינה כזו היוצאת מכוכב, אפשר להניח שסביבו חג חור שחור בלתי נראה. המדענים סבורים שבליבה של כל אחת מהגלקסיות מצויים חורים שחורים עצומים, בעלי מסה אדירת-ממדים.

גלקסיית שביל החלב

*16*

בין מאות-מיליארדי הגלקסיות הנמצאות ביקום מצויה גם גלקסיית שביל החלב – הגלקסיה שמערכת השמש שלנו, ובתוכה כדור הארץ, נמצאים בה. כמו כל גלקסיה ממוצעת, גם גלקסיית שביל החלב כוללת לפחות 100 מיליארד כוכבים (בהם גם הכוכב שמש), ערפיליות, וכן חור שחור במרכזה. (ברחבי הגלקסיה מצויות עוד מערכות הדומות למערכת השמש – במרכזן כוכב הפולט אנרגיה, וסביבו סובבים כוכבי לכת שאינם פולטים אנרגיה.)

בלילה, במקומות המרוחקים מאזורי יישוב מוארים, אפשר לראות חלק מגלקסיית שביל החלב כפס חיוור בשמים, הנראה כעננה מוארכת. ממחקרים שנעשו על גלקסיית שביל החלב, ומתצלומים של גלקסיות אחרות שצולמו על ידי טלסקופ חלל, מסיקים כי צורתה של גלקסיית שביל החלב היא צורת ספיראלה שטוחה, מעין שבשבת בעלת זרועות (ראו תמונה). ממדי הגלקסיה עצומים: המרחק מצדה האחד לצדה האחר מגיע לכ-100,000 שנות אור.

(בספר תמונה:)

מאחר ששום חללית לא יצאה עדיין מתוך תחומי גלקסיית שביל החלב, אין ברשותנו תצלום מלא של הגלקסיה שלנו מבחוץ. בתמונה: גלקסיה ספיראלית, הדומה לגלקסיית שביל החלב

*17*

כל הכוכבים שאנו רואים בשמי הלילה שייכים לגלקסיית שביל החלב. הגלקסיות האחרות רחוקות מאוד מהגלקסיה שלנו, ולכן, גם כשצופים בשמים באמצעות טלסקופ – הגלקסיות האלה נראות ככתם ערפילי, ומלבד אלה הקרובות ביותר אי אפשר להבחין בהן בכוכבים בודדים.

קבוצות כוכבים

*17*

מאז ימי קדם נהגו בני האדם לצפות בשמים ולזהות בהם קבוצות של כוכבים שצורתן הזכירה להם עצמים מוכרים, למשל: העגלה הגדולה, 12 הצורות של המזלות, אוריון (הצייד) ועוד. חשוב לדעת כי למרות מה שנדמה לנו, כמעט בכל אחת מהקבוצות האלה הכוכבים רחוקים מאוד זה מזה והם אינם קשורים זה לזה. רק במבט מכדור הארץ הם נראים סמוכים, ואילו ניצבנו בנקודה אחרת בחלל, היינו רואים קבוצות כוכבים אחרות. קבוצות הכוכבים שונות גם מתרבות לתרבות, שכן בכל תרבות בני האדם חיברו כוכבים שונים לקבוצות, כיד הדמיון הטובה עליהם. קבוצות הכוכבים הרשמיות כיום הן אלה שקבעו היוונים הקדמונים, לפני כ-2,500 שנה. אליהן התווספו קבוצות אחרות, "מודרניות", שנקבעו רק במאות השנים האחרונות. סך הכול קיימות כיום 88 קבוצות כוכבים רשמיות.

מאחר שמהלכם של הכוכבים בשמים במשך הלילה ובמשך העונות קבוע, זיהוין של קבוצות הכוכבים מסייע לניווט בשעות הלילה.

(בספר תמונה:)

כמעט כל לילה, בעיקר בחודשי הסתיו והחורף – אם מביטים לשמים בכיוון צפון, אפשר לראות מערך של 7 כוכבים בהירים, הנקראים "הדובה הגדולה" וגם "העגלה הגדולה". אם נעביר בדמיוננו קו ישר, שימשיך את הקו המחבר את שני הכוכבים הקדמיים של הדובה הגדולה (בתמונה: שני הכוכבים בחלק התחתון של הדובה הגדולה) עוד כ-5 פעמים – נגיע לכוכב קטן, הבולט יחסית לכוכבים החיוורים שסביבו. זהו כוכב הצפון. כוכב הצפון נמצא בקצה קבוצת כוכבים אחרת, המכונה "הדובה הקטנה"

המפץ הגדול

*17*

השאלה "כיצד נוצר היקום" העסיקה את בני האדם מאז ומתמיד, ובמהלך ההיסטוריה האנושית נתנו לה התרבויות השונות תשובות שונות. גם כיום ידיעותינו על היקום אינן מספיקות כדי לתת הסבר חד משמעי לשאלה כיצד הוא נוצר, אבל רוב החוקרים מסבירים את היווצרות היקום באמצעות תאוריה המכונה "תאוריית המפץ הגדול". על פי תאוריה זאת, היקום החל כנקודה קטנה ודחוסה שהכילה את כל המרחב, החומר והאנרגיה שקיימים בו כיום. הנקודה הזאת התפשטה בבת אחת, באירוע עצום-ממדים המכונה "המפץ הגדול" – אירוע שהתרחש לפני כ-13.7 מיליארדי שנים. בראשית הזמן שלאחר האירוע היה היקום צפוף ולוהט מאוד, ובהמשך הוא הלך והתקרר ונוצרו בו הגלקסיות, ובהן הכוכבים וכל גרמי השמים המוכרים לנו כיום. תנועתו של היקום לא תמה: הוא ממשיך ומתפשט כל העת, וכך גרמי השמים הולכים ומתרחקים אלה מאלה.

תאוריית המפץ הגדול נובעת מחשיבה מדעית, וכדי לבסס אותה החוקרים משתמשים בכלים מדעיים מסוגים שונים. אך חשוב לציין: אין בתאוריה הזאת כדי לסתור את ההסברים האחרים להיווצרות העולם ולקיומם של היצורים החיים בו. וכך, יש המאמינים בסיפור הבריאה כפי שהוא מופיע בספר בראשית, ויש חוקרים הסבורים כי אין סתירה בין סיפור הבריאה לבין תאוריית המפץ הגדול.

*18*

עוד מבט: על ממדים ומרחקים ביקום

ממדיו העצומים של היקום, והמרחקים וטווחי הזמן הנדרשים כדי לעבור ממקום למקום במרחביו, קשים לתפיסה. על פני כדור הארץ מודדים מרחקים ארוכים באמצעות קילומטרים. גם בתחום מערכת השמש, הכוללת את כדור הארץ שלנו, אפשר להשתמש ביחידת מידה זאת, אך נהוג להשתמש ביחידה אחרת, הקרויה "יחידה אסטרונומית" (יחידה השווה למרחק של כדור הארץ מהשמש, כ-150,000,000 ק"מ). ואולם כשרוצים לתאר מרחקים מחוץ לתחומי מערכת השמש – הקילומטרים, ואפילו היחידות האסטרונומיות, אינם מספיקים כדי לתאר את המרחקים העצומים. לצורך זה משתמשים ביחידת מרחק הנקראת "שנת אור". שנת אור היא המרחק שקרן אור עוברת במשך שנה. מהירות האור היא כ-300,000 ק"מ בשנייה, ואם נכפיל את המרחק הזה במספר השניות שיש בשנה אחת, נקבל את המרחק שעוברת קרן אור בשנה: כ-9.46 טריליון ק"מ (9,460,000,000,000 ק"מ!). (שימו לב לכך שבמונח "שנת אור" משתמשים ביחידה של זמן כדי לתאר מרחק.)

נביא, לדוגמה, את הכוכב הנחשב לקרוב ביותר למערכת השמש – הכוכב פרוקסימה קנטאורי. המרחק של הכוכב ממערכת השמש הוא 4.22 שנות אור. משמעות הדבר היא שהאור המגיע לכדור הארץ מכוכב זה הוא אור שהוקרן מן הכוכב לפני 4.22 שנים.

דרך נוספת לנסות ולהמחיש את ממדיו העצומים של היקום ואת המרחקים הבלתי נתפסים בין הכוכבים, היא באמצעות שימוש בקנה מידה מוקטן: נניח שגודלה של גלקסיית שביל החלב הוא כגודל ארגז חול עגול, בקוטר של כ-6 מ'. בתוך ארגז חול כזה – כל מערכת השמש שלנו תהיה בגודל של גרגר חול אחד, ואילו את כדור הארץ יהיה אפשר לראות רק במיקרוסקופ, שכן גודלו היחסי יהיה כגודלו של גרגר אבק קטן... ארגז חול נוסף, שיתאר את גלקסיית "אנדרומדה" – שהיא הגלקסיה הקרובה ביותר לגלקסיית שביל החלב – יימצא במרחק 600 מ' מ"ארגז החול" של שביל החלב, ובמרחק אמיתי של 2,400,000 שנות אור! ואולם מרבית הגלקסיות, מיליארדים רבים של גלקסיות, נמצאות במרחק גדול הרבה יותר!!! אכן, בלתי נתפס...

(בספר תמונה:)

פיסת יקום, כפי שנקלטה על ידי טלסקופ החלל האבל. בתמונה ניתן לראות את צביר הכוכבים המכונה M22, שהוא חלק מגלקסיית שביל החלב. הצביר מכיל מאות-אלפי כוכבים, המוחזקים יחד על ידי כוחות הכבידה ההדדיים. הצביר נמצא במרחק של כ-10,400 שנות אור ממערכת השמש, וקוטרו כ-100 שנות אור

*19*

מבזק סיכום

- כדור הארץ הוא נקודה זעירה במרחבי היקום העצומים.

- הגופים השמימיים המצויים ביקום מאורגנים במבנים קבועים, היוצרים ביניהם הירארכיה (מדרג).

- סדרי הגודל של הגופים השמימיים וכן המרחקים, הכוחות והזמנים ביקום, הם עצומים ובלתי נתפסים.

- מהלך חייהם של הכוכבים ביקום הוא תהליך מחזורי.

- תהליך ההיווצרות של היקום מוסבר באמצעות תאוריית המפץ הגדול.

- למרות מה שנדמה לנו, הכוכבים בכל אחת מ"קבוצות הכוכבים" רחוקים מאוד זה מזה והם אינם קשורים זה לזה.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*19*

1. צפו בכותר בסרטון העוסק במפץ הגדול.

א. שאלו 3 שאלות שיש תשובה עליהן בסרטון, וענו עליהן.

ב. שאלו 3 שאלות שמסקרנות אתכם בנושא הזה ואין עליהן תשובה בסרטון.

2. לפניכם כמה מושגים: כוכב, גלקסיה, ערפילית, צביר גלקסיות.

התאימו לכל אחד מן המושגים האלה את ההגדרה המתאימה לו מתוך ההגדרות האלה:

- קבוצה של גלקסיות קרובות, יחסית, זו לזו.

- גוף שמימי, עשוי גזים לוהטים, הפולט אור ואנרגיה הנוצרים בתוכו.

- ריכוז של מאות מיליארדי כוכבים, וכן ערפיליות וענני אבק וגז.

- האזור בגלקסיה שבו נמצא החומר שממנו נוצרים כוכבים חדשים.

היעזרו במילון המושגים שבסוף הספר.

3. סדרו את המושגים הבאים לפי הסדר הנכון, על פי היחס ביניהם (כלומר, מה מכיל את מה): גלקסיית שביל החלב, היקום, כדור הארץ, מערכת השמש.

4. כתבו מה הקשר:

א. בין המפץ הגדול לבין התרחקות הגלקסיות אלה מאלה.

ב. בין גלקסיה לבין כוכב.

ג. בין ערפילית לבין כוכב.

ד. בין תהליך היתוך גרעיני לבין כוכב.

ה. בין מערכת השמש לבין גלקסיית שביל החלב.

5. בחרו זוג של מושגים שיש ביניהם קשר (שאינו מופיע בשאלה 4), והסבירו את הקשר ביניהם.

6. תארו את השלבים המרכזיים במהלך החיים המחזורי של כוכבים באמצעות תרשים זרימה.

*20*

7. קראו בכותר את המאמר על קבוצת הכוכבים "הדובה הגדולה".

א. הביטו לכיוון צפון בלילה חשוך ונקי מעננים (כלומר, בלילה שאין בו ירח מלא במקום שאין בו תאורת חוץ חזקה), ומצאו את קבוצת הכוכבים המכונה "הדובה הגדולה". איזה מהשמות של קבוצת הכוכבים הזאת, הנזכרים במאמר, הוא השם המתאים לה ביותר, לדעתכם? נמקו.

ב. בעתיד הרחוק לא יהיה אפשר לנווט בעזרת קבוצת הכוכבים "הדובה הגדולה". מדוע?

8. חללית יצאה למשימה בחלל. האם סביר שיעדה יהיה הדובה הגדולה? הסבירו.

9. כדי להמחיש את הקשר בין התפשטות היקום והתרחקות הגלקסיות זו מזו, ניתן לנפח בלון המייצג את היקום, שסימנתם עליו מראש נקודות או עיגולים המייצגים את הגלקסיות. (מומלץ לנסות!)

הציעו המחשה משלכם לאחד התהליכים האחרים שתוארו בפרק.

10. קראו בכותר את המאמר על הגלקסיות. סרטטו במחברת תבנית כמו זו שלפניכם וסכמו בה את עיקרי המאמר.

(בספר תבנית:)

גלקסיה היא:

מספר הגלקסיות ביקום:

סוגי גלקסיות -

(סוג:--

מאפיין מרכזי:--

סוג:--

מאפיין מרכזי:--

סוג:--

מאפיין מרכזי:--

סוג:--

מאפיין מרכזי:--)

הגלקסיה שלנו היא:

*21*

פרק ב – מערכת השמש ומרכיביה

*21*

אי שם ביקום, בתוך גלקסיית שביל החלב, נמצאת מערכת השמש שלנו. במרכזה של מערכת זאת נמצא הכוכב שמש, ואותו מקיפים במסלולים קבועים 8 כוכבי לכת (בהם כדור הארץ), וגופים נוספים. בפרק זה נכיר את גרמי השמים המרכיבים את מערכת השמש שלנו, ואת תנועתם בחלל.

בתנועה מתמדת – הסיבוב העצמי ותנועת ההקפה

*21*

מערכת השמש כולה נעה בתוך גלקסיית שביל החלב, ואפילו הגלקסיה כולה נעה במרחבי החלל. כל הגופים במערכת השמש נמצאים אף הם בתנועה מתמדת. במערכת זאת קיימים שני סוגים של תנועות – תנועה של סיבוב עצמי ותנועת הקפה סביב השמש:

- תנועה של סיבוב עצמי: השמש, כוכבי הלכת והירחים המקיפים אותם – כל אחד מהם סובב סביב עצמו על ציר קבוע (שהוא, בעצם, ציר דמיוני).

- תנועת הקפה סביב השמש: כל כוכבי הלכת מקיפים את השמש במסלולים קבועים (אליפטיים), באותו כיוון. כוכבי הלכת נעים כל הזמן באותם המסלולים בזכות שיווי משקל המתקיים בין שני כוחות:

- כוח הכבידה של השמש, המושך את כוכבי הלכת "פנימה", אל השמש.

- תנופת הסיבוב של כל אחד מכוכבי הלכת. התנופה הזאת מושכת את כוכבי הלכת "החוצה", הרחק מן השמש (בדומה למשיכה החוצה המורגשת כאשר אנחנו מסתובבים בקרוסלה).

שתי התנועות – תנועת הסיבוב העצמי ותנועת ההקפה – מתרחשות בעת ובעונה אחת, והן מתקיימות ברציפות, ללא הפסק. לתנועות אלה יש חשיבות עצומה לחיים על פני כדור הארץ: הן אלה שיוצרות את היום והלילה, את הזריחות והשקיעות, את החודשים ואת עונות השנה (ובכך נדון בפרק ג).

(בספר תמונה:)

כדור הארץ מקיף את השמש על פני מישור דמיוני המכונה "מישור המילקה". יתר כוכבי הלכת מקיפים את השמש במישורים שהם כמעט מקבילים למישור המילקה. המסלולים ומישור המילקה המסומנים באיור מובאים לשם המחשה בלבד אך הם דמיוניים, כמובן, ואי אפשר לראותם בשמים

*22*

עוד מבט: כוח הכבידה (כוח המשיכה)

אחד הכוחות הבסיסיים ביותר בטבע, הכוח האחראי למערך גרמי השמים ולתופעות רבות על פני הארץ, הוא כוח הכבידה. באמצעות כוח הכבידה ניתן להסביר תופעות כדוגמת גאות ושפל, תנועת הירח סביב כדור הארץ, תנועות כוכבי הלכת סביב השמש, ונשירת התפוח מהעץ ארצה. (יש המכנים את הכבידה בשם "כוח המשיכה", אבל הכבידה אינה כוח המשיכה היחיד הידוע, ולכן מוטב לא להשתמש בביטוי זה.)

כוח הכבידה הוא כוח של משיכה הדדית, הפועל בין כל שני גופים בטבע, והוא זה המקנה משקל (כובד) לגופים. עוצמת הכבידה הפועלת בין שני גופים תלויה במרחק בין הגופים ובמסה (כמות החומר) של כל אחד מהם: ככל שהמרחק בין הגופים גדול יותר – כוח הכבידה הפועל ביניהם חלש יותר, ולהפך: ככל שהמרחק בין הגופים קטן יותר – כוח הכבידה הפועל ביניהם חזק יותר. ובאשר למסה: ככל שהמסה של הגופים גדולה יותר כן כוח הכבידה ביניהם חזק יותר, וגם להפך: ככל שהמסה של הגופים קטנה יותר כן כוח הכבידה ביניהם חלש יותר.

הכבידה של כל אחד מגרמי השמים, היא הקובעת את המשקל של הגופים המצויים על פניו. ככל שהכבידה של גוף מסוים חזקה יותר, כן משקלם של הגופים המצויים על פניו גדול יותר, לדוגמה: הכבידה של כדור הארץ חזקה מהכבידה של הירח, ולכן, כאשר עמדו האסטרונאוטים על הירח, משקלם היה נמוך ממשקלם על פני כדור הארץ, כלומר, הם נמשכו אל פני הירח בפחות כוח. אך חשוב לציין: הכבידה אינה משפיעה על המסה של גופים (כלומר, על כמות החומר הנמצאת בהם), וכך, מסת הגוף של האסטרונאוטים שהלכו על הירח לא השתנתה, רק המשקל שלהם פחת.

הגופים במערכת השמש

*22*

מערכת השמש מורכבת מהשמש, שהיא המרכיב המרכזי והדומיננטי במערכת הזאת, וממערכת של גרמי שמים – כוכבי לכת, ירחים, אסטרואידים ושביטים – הקשורים אליה באמצעות הכבידה. מאחר שהמסה של השמש מהווה כ-99 אחוזים מהמסה הידועה של המערכת כולה, ומאחר שככל שהמסה של הגוף גדולה יותר כן הכבידה שלו חזקה יותר – הכבידה החזקה של השמש "קושרת" אליה את כל הגופים במערכת.

(בספר תמונה:)

הכוכב שמש. בפינה הימנית העליונה של התמונה אפשר לראות את התופעה המכונה "התפרצות שמש" – שטף של חלקיקים המתפרץ מפני השמש

הכוכב שמש

השמש היא מקור האור והחום המאפשרים את קיומם של בני האדם, בעלי החיים והצמחים על פני כדור הארץ, ולקרינת השמש יש תפקיד מרכזי בקביעת אזורי האקלים ובשינויי מזג אוויר (ועל כך תלמדו ביחידה 2).

השמש היא כוכב, וכמו כוכבים אחרים – במהלך היווצרותה בערפילית מגז ומאבק, היא הלכה ונדחסה פנימה אל תוכה, הלכה והצטופפה. בשלב מסוים החלו להתרחש במרכזה

*23*

תהליכים של היתוך גרעיני – תהליכים שבמהלכם הותכו אטומי מימן ויצרו אטומי הליום תוך שחרור אנרגיה. השמש החלה לפלוט מפניה קרינה ונעשתה כוכב בינוני בגודלו. במהלך יצירת השמש, שאריות האבק והגז שלא נדחסו אל תוכה נותרו כגושים הנעים סביבה, כל אחד במסלולו, ואלה התגבשו ל-8 כוכבי הלכת שאנחנו מכירים והירחים שלהם.

המרחק של כדור הארץ מהשמש הוא כ-150,000,000 (150 מיליון!) ק"מ. לקרן אור היוצאת מהשמש נדרשות מעט יותר מ-8 דקות להגיע אל כדור הארץ. (תוצאה זאת מתקבלת כאשר מחלקים את המרחק של כדור הארץ מהשמש במהירות האור – כ-300,000 ק"מ בשנייה.)

על פני השמש שוררת טמפרטורה ממוצעת של 6,000 מעלות צלזיוס, ומשערים כי במרכז הליבה שלה הטמפרטורות מגיעות ל-15,000,000 מעלות צלזיוס! עקב החום הרב השורר על פני השמש, נוצרות על פניה מערבולות מגנטיות עצומות. מערבולות אלה פוגעות בהסעת החום על פני השמש, ויוצרות על גביה תופעה המכונה "כתמי שמש". אלה הם אזורים "קרים", יחסית, הנראים ככתמים. המערבולות היוצרות את כתמי השמש הן חלק ממחזוריות הכוללת פעילות, האטה, ושוב פעילות ושוב האטה, וחוזר חלילה, במשך כ-11 שנים. בשיא המחזור השמש פעילה ביותר, וכמות כתמי השמש גדלה פי 10 ויותר מכמותם הרגילה. כשהמחזור בשפל, אין רואים כמעט כתמי שמש.

(בספר תמונה:)

כתמי שמש (האזורים הכהים), כפי שצולמו מלוויין מחקר

עוד מבט: השמש – "סוף הדרך"

השמש נוצרה לפני כ-5 מיליארדי שנים, והמדענים סבורים שהיא תמשיך ותתקיים במתכונת הנוכחית לפחות עוד 5 מיליארדי שנים. לאחר מכן, בדומה לשאר הכוכבים, היא תסיים את דרכה. מאחר שהשמש היא כוכב בינוני בגודלו – סוף דרכה יהיה דומה לזה של כוכבים אחרים, שגודלם בינוני: עקב תהליכים שונים שיתרחשו בליבתה, השמש תתנפח, קוטרה יהיה כה גדול עד שיכיל את כוכבי הלכת כוכב חמה ונוגה, ופניה יתקרבו אל כדור הארץ. היא תיהפך למה שקרוי "ענק אדום". בשלב זה יתאדו האוקיינוסים על פני כדור הארץ, הסלעים יותכו, והחיים על פני כדור הארץ יגיעו, כנראה, לקיצם. לאחר שלב זה תעבור השמש עוד כמה שלבים של אי-יציבות, שבמהלכם היא תתכווץ ותתנפח שוב, ובשלב האחרון של חייה היא תשיל את כל החומר העוטף את הליבה שלה. הליבה החשופה תהיה צפופה מאוד וחמה, ותהפוך לגוף הקווי "ננס לבן". "ננס" – מאחר שקוטרו יהיה לא יותר ממאית מקוטרה של השמש, אך צפיפותו תהיה גדולה פי מיליון מצפיפותה של השמש. החומר שייזרק מהשמש ינוע בחלל ואולי יתמזג בתוך אחת הערפיליות.

*24*

כוכבי הלכת (הפלנטות)

לעומת השמש, שהיא כוכב הפולט אנרגיה של אור ושל חום – כוכבי הלכת המקיפים את השמש אינם מקרינים אור: המסה שלהם קטנה יחסית למסה של הכוכבים, והם אינם יכולים לייצר במרכזם אנרגיה כפי שהשמש ושאר הכוכבים עושים. לפיכך אין להם אור משל עצמם, והם נראים מאירים כי הם מחזירים את אור השמש הפוגע בהם. (לכן, למעשה כוכבי הלכת אינם כוכבים כלל וכלל.)

כפי שראינו, כל כוכבי הלכת סובבים סביב עצמם, ובאותו הזמן הם גם מקיפים את השמש. סיבוב אחד של כל כוכב לכת סביב צירו נקרא "יממה", והקפה אחת של כל כוכב לכת סביב השמש נקראת "שנה". אורך היממה ואורך השנה של כל אחד מכוכבי הלכת המקיפים את השמש, שונים: ככל שכוכב הלכת מצוי רחוק יותר מהשמש כן מהירות ההקפה שלו איטית יותר ומסלול ההקפה שלו ארוך יותר, ולפיכך – משך זמן ההקפה שלו את השמש (כלומר, אורך השנה שלו) ארוך יותר. לדוגמה, כוכב חמה (כוכב הלכת מרקורי), שהוא כוכב הלכת הקרוב ביותר לשמש, מקיף אותה במהירות של 48 ק"מ לשנייה, ומסיים הקפה שלמה תוך 88 יממות של כדור הארץ (ולפיכך, בזמן שכדור הארץ משלים כמעט הקפה אחת סביב השמש, כוכב חמה מסיים 4 הקפות). לעומתו נפטון, כוכב הלכת המרוחק ביותר מהשמש, מקיף את השמש במהירות של 5.4 ק"מ לשנייה, והוא משלים הקפה שלמה רק כעבור 163 שנים של כדור הארץ (כלומר, כשכדור הארץ משלים 163 הקפות).

כוכבי הלכת המקיפים את השמש נחלקים ל-3 קבוצות: כוכבי לכת סלעיים, כוכבי לכת גזיים וכוכבי לכת ננסיים. נסקור קבוצות אלה ואת כוכבי הלכת המשתייכים לכל אחת מהן.

כוכבי הלכת הסלעיים (הארציים)

בקבוצה זאת כלולים כוכב חמה (מרקורי), נוגה (ונוס), ארץ (כדור הארץ) ומאדים (מארס). אלה הם כוכבי הלכת הנעים במסלולים הקרובים ביותר לשמש, והמרוחק שבהם הוא מאדים, הנמצא במרחק של כ-220 מיליון ק"מ מהשמש. כל כוכבי הלכת האלה מורכבים מסלעים, המסה שלהם קטנה יחסית לזו של כוכבי הלכת האחרים, הצפיפות שלהם גדולה והכבידה שלהם חלשה. סביבם נעים ירחים מעטים או שאין להם ירחים כלל, ולא מקיפות אותם טבעות של שברי סלעים. על פני השטח שלהם אפשר לראות צורות נוף וסלעים מסוגים שונים. סביב כוכבי הלכת הסלעיים (מלבד מרקורי) יש אטמוספרה – שכבה של גזים, שמתפתחות בה תופעות של מזג אוויר.

כוכבי הלכת הגזיים

בקבוצה זאת כלולים צדק (יופיטר), שבתאי (סטורן), אוראנוס ונפטון. בהשוואה לכוכבי הלכת הסלעיים, כוכבי הלכת הגזיים רחוקים יותר מן השמש. הקרוב שבהם, צדק, נמצא במרחק 780 מיליון ק"מ מן השמש – מרחק של למעלה מפי 5 מהמרחק של כדור הארץ ממנה.

התכונות המשותפות לכוכבי הלכת הגזיים: ההרכב שלהם גזי בעיקרו ואין להם קרקע מוצקה; הם גדולים מאוד; ואת שבתאי, אוראנוס ונפטון סובבים ירחים ואף טבעות. מאחר שכוכבי לכת אלה עשויים גז, אין על פניהם צורות נוף או סלעים. בחלקיהם הפנימיים הגז הולך ונעשה דחוס ונוזלי יותר ויותר. האטמוספרה שלהם עבה מאוד, המסה שלהם עצומה, והכבידה שלהם חזקה ביותר.

*25*

כוכבי הלכת הננסיים

כוכבי הלכת הננסיים הם גרמי שמים קטנים מכוכבי הלכת הסובבים סביב השמש. צורתם כמעט כדורית, והם אינם לוויינים של כוכב לכת (כלומר, הם לא ירחים ולא טבעות). אחד מכוכבי הלכת הננסיים, קרס, נמצא בחגורת האסטרואידים (אזור בין מסלולו של מאדים לבין מסלולו של צדק), ורובם רחוקים יותר ומסלולם מצוי מעבר למסלולו של נפטון. כזה הוא, לדוגמה, פלוטו, שנחשב בעת גילויו לכוכב לכת, אך לאחרונה שונה מעמדו בגלל ההגדרות החדשות לכוכב לכת ננסי.

(בספר איור:)

באיור שלפניכם מופיעים 4 כוכבי הלכת הסלעיים ו-4 כוכבי הלכת הגזיים. כוכבי הלכת מופיעים על פי מיקומם וגודלם היחסי במערכת השמש.

בעמודים הבאים (עמ' 27-26) תמצאו מידע על אודות 8 כוכבי הלכת האלה, וכן טבלה המאפשרת השוואה ביניהם.

כוכבי הלכת מופיעים באיור בקנה מידה אמיתי ביחס לגודלה של השמש, וכן בסדר הנכון של המרחק שלהם ממנה, ואולם המרחקים בינם לבין השמש ובינם לבין עצמם אינם נכונים, וכמובן – במציאות הם גדולים לאין שיעור...

*26*

כוכב חמה (מרקורי) (בספר תמונה)

כוכב הלכת הקטן ביותר והקרוב ביותר לשמש. על פניו הסלעיים נראים מכתשים, צוקים מחודדים ותהומות עמוקים. הוא סובב סביב עצמו במהירות נמוכה, ואורכה של היממה שלו כאורכן של 59 יממות של כדור הארץ. לעומת זאת ההקפה שלו את השמש היא המהירה ביותר. סביב כוכב חמה מצויה אטמוספרה דלילה ביותר, ומכיוון שכך – אין בו תופעות של מזג אוויר, והשמים שלו שחורים. במשך היום (שהוא ארוך מאוד), הטמפרטורות יכולות להגיע עד למעלה מ-400 מעלות צלזיוס. במשך הלילה (הארוך אף הוא), הטמפרטורות יורדות עד 200 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. לכוכב חמה אין ירחים.

נוגה (ונוס) (בספר תמונה)

כוכב הלכת השני במרחק מהשמש.

הוא מוקף באטמוספרה סמיכה וכבדה, הפועלת כחממה ומונעת מכוכב הלכת להתקרר, ומשום כך חם על פני נוגה כמו בכבשן לוהט – 460 מעלות צלזיוס בממוצע!

החום הרב גרם להתאדותם של כל הנוזלים מפניו של כוכב הלכת אל האטמוספרה, ומנע היווצרותם של אוקיינוסים וימים. מוקדם בבוקר, לפני זריחת השמש, או בערב, זמן קצר אחרי השקיעה, אפשר לצפות מכדור הארץ בנוגה הזוהר בשמים, גם ללא טלסקופ. גם לנוגה, כמו לכוכב חמה, אין ירחים.

ארץ (בספר תמונה)

כוכב הלכת השלישי במרחק מן השמש, והוא יחיד ומיוחד במינו: על פניו מתקיימים חיים, שקיומם מתאפשר הודות לשלושה גורמים עיקריים:

- המרחק מן השמש – כ-150 מיליון ק"מ – שהוא המרחק הנכון המאפשר חיים: לא קר מדי ולא חם מדי.

- קיומה של אטמוספרה – שכבת הגזים המקיפה את כדור הארץ מגוננת מהקרינה המסוכנת המגיעה מן השמש.

- קיומם של מים – הודות לטמפרטורה המתאימה על פניו, על פני כוכב הלכת שלנו נמצא החומר החשוב ביותר לקיום החיים: מים במצב נוזלי (המעניקים לכדור הארץ את הכינוי "כוכב הלכת הכחול").

(היחידות הבאות בספר יעסקו כולן במבנה של כדור הארץ ובתהליכים הפיזיים המתרחשים עליו.)

מאדים (מארס) (בספר תמונה)

כוכב הלכת הדומה ביותר לכדור הארץ: אמנם גודלו כמחצית מגודלו של כדור הארץ, אך הוא סלעי כמוהו, אורך היממה שלו דומה לזה של כדור הארץ, והשנה ארוכה רק מעט יותר. גם מבנהו והרכבו דומים לאלה של כדור הארץ: הגלעין עשיר מאוד בברזל, והמעטפת והקרום עשויים סלעים ומתכות. כוח המשיכה של מאדים הוא כ-40 אחוזים מכוח המשיכה השורר על פני כדור הארץ, ולכן האטמוספרה שעל פניו דלילה. אטמוספרה זו מכילה כמות קטנה מאוד של גזים – פחמן דו-חמצני ומעט חנקן וארגון – אך אין בה חמצן. למאדים שני ירחים זעירים. הטמפרטורה הממוצעת על פניו היא 55 מעלות מתחת ל-0, והיא תוצאה הן של המרחק מן השמש והן של האטמוספרה הדלילה על פניו. האטמוספרה הדלילה מאפשרת לקרינת החום לברוח אל החלל ולא להישאר כלואה (כפי שקורה באטמוספרה של כדור הארץ).

בגלל קרבתו היחסית לכדור הארץ, ובגלל הדמיון בין שני כוכבי הלכת, משמש כוכב הלכת מאדים יעד מרכזי למחקר.

כוכב הלכת, המרחק הממוצע מהשמש (במיליוני ק"מ), סוג החומר המרכיב את כוכב הלכת, אטמוספרה, טמפרטורה ממוצעת, משך הסיבוב העצמי (אורך היממה יחסית לכדה"א)

כוכב חמה (מרקורי), 58, סלעי, אין, 117 מעלות צלזיוס, 59 יממות של כדה"א

נגה (ונוס), 108, סלעי, סמיכה מאד – בעיקר פחמן דו-חמצני, 460 מעלות צלזיוס, 117 יממות של כדה"א

ארץ, 150, סלעי, חנקן, חמצן, פחמן דו-חמצני, 15 מעלות צלזיוס, 24 שעות

מאדים (מארס), 228, סלעי, דלילה, בעיקר פחמן דו-חמצני, אין חמצן, מינוס 55 מעלות צלזיוס, 24 שעות ו-37 דקות

צדק (יופיטר), 778, גזי, בעיקר מימן והליום, מינוס 150 מעלות צלזיוס, 9 שעות ו-50 דקות

שבתאי (סטורן), 1,429, גזי, בעיקר מים ואמוניה (תרכובת חנקן ומימן), מינוס 180 מעלות צלזיוס, 10 שעות ו-40 דקות

אוראנוס, 2,875, קרח-מים, גזים קפואים, מכילה בעיקר מימן, הליום ומתאן, מינוס 215 מעלות צלזיוס, 17 שעות ו-14 דקות

נפטון, 4,504, קרח-מים, גזים קפואים, מכילה בעיקר מימן, הליום ומתאן, מינוס 213 מעלות צלזיוס, 16 שעות ו-7 דקות

*27*

צדק (יופיטר) (בספר תמונה)

כוכב הלכת הגדול ביותר במערכת השמש. צדק עשוי בעיקר מגז:

כ-75 אחוזים מימן וכ-25 אחוזים הליום, הרכב דומה להרכבה של השמש. ככל שמעמיקים לתוך כוכב הלכת צדק, הלחץ והטמפרטורה עולים והגזים הופכים נוזליים. ייתכן שלצדק יש ליבה סלעית מוצקה, קטנה בממדיה. ומאחר שלצדק אין פני שטח מוצקים – אי אפשר להנחית עליו חללית, ובוודאי אי אפשר ללכת עליו...

האטמוספרה של צדק סוערת, ובכל התצלומים נראים פסים, חגורות וכתמים צבעוניים בגוונים אדומים-צהובים. באטמוספרה של צדק נושבות רוחות עזות, ומערבולות וסופות ברקים מתחוללות שם ללא הפסק.

את צדק מקיפים ירחים רבים, אשר כ-60 מהם התגלו עד היום. מארבעת הירחים הגדולים המקיפים אותו – המעניין ביותר הוא הירח "אירופה", שכן מתחת לשכבת הקרח העבה שעל פניו נמצא כנראה אוקיינוס אדמדם של מים במצב נוזלי המכילים בוץ.

שבתאי (סטורן) (בספר תמונה)

כוכב לכת המורכב ממימן ומהליום, ובמרכזו מצויה כנראה ליבה עשירה בברזל. סביב הליבה יש אזור של מימן דחוס – ומעבר לו מתחילה האטמוספרה, שצידה החיצוני כתום וניכרות בה רצועות של עננים. צורתו של שבתאי פחוסה ודומה לדיסקה יותר מלכדור.

שבתאי מוקף במערכת של אלפי טבעות דקות, המכילות גושי קרח קטנים ואולי גם אבנים זעירות. עובייה של כל טבעת אינו עולה על 1 ק"מ, והן הססגוניות והמרשימות בין טבעות כוכבי הלכת.

לשבתאי יש עשרות ירחים. הגדול והמעניין מכולם הוא "טיטאן", שהוא הירח היחיד שהאטמוספרה שלו צפופה כמו זו של כדור הארץ. יש חוקרים הסבורים שמשום כך ייתכן שיש על פניו תנאים המאפשרים קיום של צורות חיים פשוטות, המבוססות על חומרים במצב נוזלי. זהו הירח היחיד במערכת השמש, למעט הירח שלנו, שחללית מעשה ידי האדם נחתה על פניו.

אוראנוס (בספר תמונה)

צבע פניו של כוכב הלכת אוראנוס ירוק-כחלחל, וסביבו טבעות כהות ו-27 ירחים. אוראנוס מורכב בעיקר מקרח, ממים במצב נוזלי ומגזים קפואים, ובמרכזו נמצאת כנראה ליבה סלעית.

האטמוספרה של אוראנוס עבה מאוד – 8,000 ק"מ; היא מכילה בעיקר מימן וגם מעט הליום ומתאן, המעניק לאוראנוס את הגוון הירוק-כחלחל; ומנשבות בה רוחות עזות.

אוראנוס רחוק מאוד מהשמש, ולכן קר בו מאוד: הטמפרטורה על פניו כמעט שאינה משתנה לאורך השנה. המרתק בין ירחיו של אוראנוס הוא מירנדה, שפני השטח שלו מלאים בקניונים, במכתשים, במצוקים ובשרשרות הרים.

נפטון (בספר תמונה)

כוכב הלכת הגזי הקטן בקבוצת כוכבי הלכת הגזיים, והרחוק ביותר מהשמש. הרכבו של נפטון דומה לזה של אוראנוס, ופניו בעלי צבע כחלחל, שגם הוא תוצאה של הגז מתאן הנמצא באטמוספרה שלו.

הודות למרחקו העצום מהשמש, על פניו של נפטון קר מאוד, ונושבות בו רוחות עזות.

12 מירחיו של נפטון הם קטנים ביותר (קוטרם עשרות ק"מ בלבד), אבל הירח ה-13, טריטון, הוא ירח ענק, בעל קוטר של כ-2,700 ק"מ, והוא סובב סביב נפטון בכיוון הפוך לכיוון התנועה של כל שאר הירחים של נפטון ושל מערכת השמש בכלל.

משך ההקפה (אורך השנה יחסית לכדה"א), קוטר בקו המשווה (בק "מ), ירחים, טבעות, הכבידה, מים

88 יממות של כדה"א, 4,878, אין, אין, שלוש שמיניות מהכבידה של כדה"א, אין

225 יממות של כדה"א, 12,100, אין, אין, תשע עשיריות מהכבידה של כדה"א, אין

365.24 יממות, 12,756, 1, אין, 9.8 מ' לשנייה בריבוע (זוהי התאוצה שבה גוף בשדה הכבידה של כדה"א יפול), יש

687 יממות של כדה"א, 6,794, 2, אין, כשליש מהכבידה של כדה"א, מתחת לפני השטח קיים קרח בכמות קטנה

11.8 שנים של כדה"א, 142,984, כ-60, יש, פי 2.5 מהכבידה של כדה"א, קרח-מים הוא המרכיב העיקרי של רוב הירחים שלו, וייתכן שיש מים במצב נוזלי בירח אירופה

29.42 שנים של כדה"א, 120,536, כ-60, יש, פי 1.1 מהכבידה של כדה"א, קרח-מים הוא המרכיב העיקרי של רוב הירחים שלו

83.75 שנים של כדה"א, 51,000, 27, יש, תשע עשיריות מהכבידה של כדה"א, קרח-מים הוא המרכיב העיקרי של רוב הירחים שלו

163.72 שנים של כדה"א, 49,528, 13, יש, פי 1.2 מהכבידה של כדה"א, קרח-מים הוא המרכיב העיקרי של רוב הירחים שלו

*28*

הירחים

הירחים הם לוויינים – גרמי שמים המקיפים את כוכבי הלכת. (יש להבדיל בין לוויינים אלה לבין הלוויינים המלאכותיים שהאדם שולח אל החלל כדי לבצע משימות שונות!) הכבידה של כוכבי הלכת, היא הגורמת ללוויינים שלהם – ירחים (וטבעות) – לנוע במסלול ההקפה סביבם.

לכוכבי הלכת כוכב חמה (מרקורי) ונוגה (ונוס) אין כלל ירחים, לכדור הארץ יש ירח אחד, למאדים יש שני ירחים זעירים, ולכוכבי הלכת הגזיים יש ירחים רבים. ירחים שקוטרם עולה על 100 ק"מ – צורתם כדורית, בדרך כלל, אך יש ירחים קטנים יותר, שצורתם אינה מוגדרת. יש ירחים במערכת השמש שמעניינים את החוקרים במיוחד, כי ייתכן שהתנאים בהם מאפשרים קיום חיים מסוג כלשהו. לדוגמה, על הירח אירופה, אחד מירחיו של צדק, נתגלו מתחת לכיפת הקרח העבה המכסה אותו סימנים לקיומם של מים במצב נוזלי, שהם תנאי יסוד הכרחי (גם אם לא מספיק) לקיום חיים כפי שהם מוכרים לנו.

הירח של כדור הארץ

הירח המקיף את כדור הארץ הוא אחד הירחים הגדולים ביותר במערכת השמש. קוטרו 3,476 ק"מ (כרבע מזה של כדור הארץ – ראו איור). המרחק של הירח מכדור הארץ הוא 384,000 ק"מ בממוצע, הכבידה שלו היא כשישית מזו של כדור הארץ, והרכבו סלעי.

(בספר תמונה:)

השוואה בין גודלו של כדור הארץ לגודלו של הירח

בהשוואה ליחסי הגודל בין כוכבי הלכת האחרים לבין הירחים שלהם – ההבדל בין גודלו של כדור הארץ לבין גודלו של הירח שלו אינו כה גדול, ולכן יש המכנים את הצמד: "כוכב הלכת הכפול". (חשוב להדגיש: האיור מבטא בצורה נכונה את יחסי הגודל בין 2 הגופים, אך לא את המרחק ביניהם)

(בספר תמונה:)

מן המחקרים הרבים העוסקים בירח של כדור הארץ, מסתבר כי במרכזו נמצאת ליבה עשירה מאוד בברזל. סביב הליבה קיימת שכבה של חומר נוזלי (כנראה ברזל), וסביבה חומר מותך חלקית. את רוב נפחו של הירח תופסת המעטפת, העשויה חומר סלעי כהה. קרום הירח, השכבה החיצונית שלו, עשוי מסלעים שהרכבם דומה לסלעים בקרום כדור הארץ

*29*

בתצפיות טלסקופיות ובצילומי החלליות שביקרו בירח מתגלים נופים הדומים לנופים המצויים על פני כדור הארץ: הרים, בקעות ומישורים נרחבים. המיוחד בנופיו של הירח הם מאות-אלפי המכתשים הפזורים על פניו. הירח הוא עולם מת – אין עליו אטמוספרה ואין עליו מים נוזלים, ואולם לאחרונה נתגלו בכמה מהמכתשים שעל פניו עדויות לקיומם של מים קפואים.

קיימות תאוריות שונות על אודות היווצרות הירח: התאוריה המקובלת כיום היא, שזמן מועט לאחר היווצרותו של כדור הארץ התנגש בו עצם ענק בגודלו של כוכב הלכת מאדים. בעקבות המכה החזקה נזרקו לחלל שברים, ואלה התגבשו שוב ויצרו את הירח.

בגלל קרבתו לכדור הארץ, הירח הוא גרם השמים היחיד שבני אדם נשלחו אליו, והיחיד שכף רגל אדם דרכה בו. (עוד על חקר הירח, בפרק ד של יחידה זאת.)

(בספר תמונה:)

מכתשים בירח, כפי שצולמו על ידי החללית אפולו 11. המכתש הגדול המופיע בתמונה מצוי בחלקו הנסתר של הירח (זה שאינו פונה לעבר כדור הארץ), וקוטרו – יותר מ-90 ק"מ

אסטרואידים ושביטים

מלבד כוכבי הלכת, גם אסטרואידים ושביטים מקיפים את השמש.

האסטרואידים

האסטרואידים הם מאות-אלפי גושי סלעים, הנעים בעיקר בין המסלולים של מאדים ושל צדק. גודלם נע ממטרים בודדים ועד עשרות קילומטרים. המדענים סבורים שכוח המשיכה החזק של צדק מנע מן האסטרואידים להתלכד ולהפוך לכוכב לכת, ולכן גושי הסלע המשיכו להתנגש זה בזה, התפוררו ונותרו כמעין חגורה בין המסלולים של מאדים וצדק, היא חגורת האסטרואידים.

לאסטרואידים מבנה מגוון: יש אסטרואידים שהם בעלי מבנה סלעי, יש שהם בעלי מבנה מתכתי, ויש כאלה שקיימת בהם נוכחות של חומרים אורגאניים. כמה מהאסטרואידים נזרקו אל האזורים הפנימיים של מערכת השמש, ואחרים נעים בקרבה יחסית גם לכדור הארץ. (על הקשר בין האסטרואידים להכחדת הדינוזאורים – ראו עמ' 197).

(בספר איור:)

אסטרואידים חוצי ארץ

לכמה מן האסטרואידים יש מסלולים שהם עד כדי כך אליפטיים, עד שהם חורגים מחגורת האסטרואידים וחוצים את המסלול של כדור הארץ. אסטרואידים אלה נקראים "חוצי ארץ". כניסה של אסטרואיד למסלול של כדור הארץ יכולה לגרום להתנגשות ביניהם. בסרטוט אפשר לראות מסלול של אסטרואיד החוצה את מסלול כדור הארץ

*30*

השביטים

השביטים, שמספרם מוערך בכמה עשרות מיליונים, הם גושים קטנים המורכבים בעיקר מקרח, מאבק הכלוא בקרח ומגזים קפואים. השביטים מקיפים את השמש עד למרחק של כשנת אור ממנה, ומשערים שאלה הן "שאריות" מהחומרים שיצרו את מערכת השמש. מדי פעם בפעם מתקרב מסלולו של שביט אל השמש, ואז קרני השמש מאירות ומחממות אותו, והוא נראה כגוף בעל ראש זוהר וזנב ענק: הקרח המצוי בו מתנדף, והאבק והגזים הכלואים בקרח משתחררים ממנו ונמשכים כעין זנב הזוהר באור השמש, המוחזר ממנו ומקנה לשביט את מראהו המרשים. שביטים שחולפים פעמים רבות ליד השמש – רוב הקרח שבתוכם מתנדף, ואז הם כבים ונשארים כגושים כהים ואפלים של חומר סלעי פריך.

(בספר תמונה:)

השביט וחלקיו

- הילה – ראש השביט. עשויה מגזים ואבק הנפלטים מן הגרעין. גודלה של ההילה מגיע לכמה מאות-אלפי ק"מ.

- גרעין – מתחת לאור המסנוור של ההילה נמצא גרעין השביט. גודלו בדרך כלל כמה ק"מ, והוא מורכב מקרח-מים שבו לכודים גזים וגרגירי אבק.

- זנב – זנב השביט מתמשך מן ההילה. הוא עשוי מגזים ומאבק הזוהרים באור השמש. הזנב הוא החלק המרשים ביותר בשביט. אורכו עשוי להגיע לעשרות-מיליוני ק"מ.

על "כוכבים נופלים" – מטאורים ומטאוריטים

בכל לילה אפשר לראות בשמים שובלים קצרים של אור, הניצתים ונעלמים במהירות. אלה אינם "כוכבים נופלים" אלא מטאורים – חלקיקים המגיעים אל כדור הארץ במהירות עצומה, נלכדים בשדה הכבידה שלו, חודרים לאטמוספרה, מתחככים במולקולות האוויר ומלהיטים אותן, ויוצרים אנרגיה של חום ואור.

מקורם של המטאורים בחלקיקי אסטרואידים או בחלקיקי שביטים: האסטרואידים המרחפים בחגורת האסטרואידים מתנגשים לעתים זה בזה ויוצרים שברים ורסיסים קטנים. כשהשברים סוטים ממסלולם ומגיעים אל כדור הארץ, הם חודרים לאטמוספרה כמטאורים. המסה של מרבית המטאורים קטנה ממאית הגרם. אנו רואים אותם הודות למהירות כניסתם לאטמוספרה, אך הם נשרפים ומתכלים בגובה של עשרות קילומטרים מהקרקע. בדרך כלל החיכוך באטמוספרה שורף כליל את המטאורים, אך לעתים המטאור גדול דיו כדי לשרוד את הכניסה לאטמוספרה ולהגיע אל פני כדור הארץ. מטאור המצליח להגיע אל פני כדור הארץ מכונה מטאוריט.

יש לילות שבהם מספר המטאורים גדול מהממוצע והם נראים כיוצאים מנקודה אחת בשמים; כאשר שביט מתקרב אל השמש, ממשיך האבק המשתחרר ממנו לנוע במסלול השביט. מדי שנה, כאשר כדור הארץ חוצה את מסלולם של חלקיקי האבק, הוא מושך אותם אליו, וכשהם נשרפים באטמוספרה הם משאירים שובלי אור מרהיבים המכונים "מטרי מטאורים". מאחר שנקודות המפגש של מסלול כדור הארץ עם מסלול גרגירי האבק שנוצרו בעת מעברם של השביטים קבועות וידועות, גם מועדי ההתרחשות של מטרי המטאורים במשך השנה קבועים וידועים מראש.

(בספר תמונה:)

מדי שנה בחודש אוגוסט יורד מטר המטאורים העשיר ביותר בשנה. צופה המתבונן בעננה זאת בשמים בהירים באזור חשוך יכול להבחין בכ-100-50 מטאורים בשעה

*31*

מערכות שמש אחרות

*31*

מערכות של גרמי שמים הדומות לזו שלנו – כלומר, כוכב שסובבים אותו גופים כמו כוכבי לכת – קיימות בגלקסיה שלנו, גלקסיית שביל החלב, ומן הסתם קיימות גם בגלקסיות אחרות. כוכבים הדומים בתכונותיהם לשמש אינם נדירים. כ-4 אחוזים מהכוכבים בגלקסיית שביל החלב דומים למדי לשמש, ונכון לתחילת שנת 2011 התגלו יותר מ-500 כוכבי לכת הסובבים שמשות רחוקות.

הכוכב הדומה לשמש הקרוב ביותר אל כדור הארץ הוא אלפא קנטאורי – כוכב צהוב הנמצא במרחק 4.35 שנות אור מאיתנו. אך למרות דמיונו לשמש, אין סביבו כוכבי לכת.

בשנת 2010 נתגלתה מערכת שיש כמה קווי דמיון בינה לבין מערכת השמש שלנו: במרכזה כוכב שהמסה שלו כמחצית מהמסה של השמש, ומקיפים אותו לפחות 5 כוכבי לכת המזכירים בתכונותיהם את צדק ושבתאי. אבל גם המסה שלהם וגם המרחק שלהם מאותו כוכב הם כמחצית מן המסה ומן המרחק של צדק ושבתאי. מערכת זאת נמצאת במרחק של 5,000 שנות אור מאתנו.

רובם הגדול של כוכבי הלכת המקיפים כוכבים שהתגלו עד היום הם גזיים, ואין להם קרקע מוצקה. עם זאת, החוקרים מעוניינים להמשיך ולחפש עוד מערכות שמש. אולי נמצא אי שם כוכב לכת המקיף כוכב רחוק בתנאים הדומים לכדור הארץ והשמש – באותו גודל ובאותו מרחק, באותה טמפרטורה וכדומה. גילוין של מערכות שמש דומות, ויחסים דומים לאלה שבין כוכב הלכת ארץ והשמש שלו, יכולים להצביע על אפשרות של קיום חיים הדומים לאלה שאנו מכירים. (עוד על כך, בפרק ד ביחידה זאת.)

מבזק סיכום

- הגופים במערכת השמש מצויים בתנועה מתמדת – לכל אחד תנועה של סיבוב עצמי, וכולם מקיפים את השמש.

- על אף שאנו משתמשים במושג "כוכב לכת", כוכבי הלכת אינם כוכבים כי אין להם אור משל עצמם. במערכת השמש שלנו, רק השמש עצמה היא כוכב. מלבד השמש עצמה, מערכת השמש כוללת: 8 כוכבי לכת (ובהם כדור הארץ), סלעיים וגזיים, המקיפים את השמש במסלולים קבועים, ולכן: כוכבי לכת ננסיים, אסטרואידים, שביטים, וגם ירחים וטבעות המקיפים חלק מכוכבי הלכת.

- כוכבי הלכת נבדלים אלה מאלה בגודלם, במרחק שלהם מהשמש, במשך הסיבוב העצמי שלהם ובמשך ההקפה שלהם את השמש, בטמפרטורה השוררת בהם, בחומרים שמהם הם עשויים, בכבידה שלהם, בקיומם או בהיעדרם של אטמוספרה, ירחים וטבעות, ועוד.

- הירחים הם לוויינים טבעיים של כוכבי לכת, והם נעים סביבם במסלול הקפה הודות לכבידה של כוכבי הלכת עצמם.

- כוכבים אינם נופלים. מה שאנו נוהגים לכנות "כוכבים נופלים" הם למעשה מטאורים – אסטרואידים או חלקיקי שביטים, הסוטים ממסלולם ונכנסים לאטמוספרה של כדור הארץ.

*32*

פעילויות לחזרה ולסיכום

*32*

1. מה ההבדל בין כוכב לכוכב לכת?

2. ערכו רשימה של כוכבי הלכת לפי מיקומם ביחס לשמש, ורשמו לצד כל אחד תכונה אחת המאפיינת אותו.

3. א. ערכו השוואה בין כוכבי הלכת הגזיים לכוכבי הלכת הסלעיים בטבלה כדוגמת הטבלה שלפניכם:

ריק, כוכבי הלכת הסלעיים, כוכבי הלכת הגזיים

היכן הם ממוקמים במערכת השמש, --, --

ממה הם מורכבים, --, --

מה גודלם יחסית לשאר כוכבי הלכת במערכת השמש, --, --

מהי המסה שלהם יחסית לשאר כוכבי הלכת, --, --

מהי עוצמת הכבידה שלהם, --, --

ב. בחרו כוכב לכת אחד וסכמו את המידע עליו מתוך הטקסט ומתוך טבלת הנתונים של כוכבי הלכת – בתוך תבנית לייצוג מידע.

4. נניח שהייתם מקבלים שני ימי חופשה – שתי יממות שאורכן כאורך היממות שעל פני כוכב הלכת חמה (מרקורי). לאחר כמה זמן הייתם חוזרים מהחופשה? היעזרו בטבלת הנתונים של כוכבי הלכת (עמ' 27-26)

5. איך הייתם מעדיפים לחגוג את יום ההולדת שלכם: על פי אורך השנה בכוכב הלכת נוגה, או על פי אורך השנה בכוכב הלכת שבתאי? הסבירו מדוע.

6. א. מהו הגורם הקובע את אורך היממה בכל כוכבי הלכת?

ב. האם בכל כוכבי הלכת שנגיע אליהם יהיה חלק מהזמן יום וחלק מהזמן לילה? הסבירו.

7. מהו הגורם הקובע את אורך השנה בכל כוכב לכת?

8. מה גורם לכוכבי הלכת להישאר במסלולם סביב השמש?

9. לפי טבלת הנתונים של כוכבי הלכת במערכת השמש (עמ' 27-26 למטה):

א. באיזה כוכב לכת היממה היא הקצרה ביותר?

ב. באיזה כוכב לכת השנה היא הארוכה ביותר?

ג. איזה כוכב לכת הוא הגדול ביותר?

ד. באיזה כוכב לכת הכבידה היא החזקה ביותר?

ה. איזה כוכב לכת הוא הקרוב ביותר לשמש, ואיזה הוא הרחוק ביותר?

10. התבוננו באיור הממחיש את גודלם היחסי של כוכבי הלכת ואת הסדר שלהם על פי המרחק שלהם מהשמש (עמ' 25), והסבירו מדוע קשה לתאר באותו איור את גודלם היחסי של כוכבי הלכת ואת המרחקים האמיתיים ביניהם.

11. כוכב הלכת כוכב חמה קרוב יותר אל השמש מכוכב הלכת נוגה, ובכל זאת טמפרטורת פני השטח של נוגה גבוהה מזו של כוכב חמה. הסבירו מדוע.

*33*

12. לפניכם נתונים על זמן הקפת השמש על ידי כל כוכבי הלכת ביחס לזמן הקפת השמש על ידי כדור הארץ (ההשוואה היא ביחס לשנה של כדור הארץ):

כוכב הלכת, כוכב חמה, נוגה, ארץ, מאדים, צדק, שבתאי, אוראנוס, נפטון

זמן ההקפה (בשנים), 0.24, 0.62, 1, 1.88, 11.9, 29.5, 84, 165

א. מה הקשר בין זמן ההקפה של כוכבי הלכת סביב השמש לבין המרחק שלהם ממנה?

ב. כיצד אפשר להסביר את הקשר הזה?

13. א. ערכו השוואה בין כוכב הלכת מאדים לבין כדור הארץ: ציינו שני מאפיינים דומים ושני מאפיינים שונים.

ב. ציינו 2 סיבות לכך שליצורים חיים, כפי שאנחנו מכירים מכדור הארץ, אין אפשרות לחיות בכוכב הלכת מאדים.

14. מדוע המונח העממי "כוכב נופל" אינו נכון?

15. מה הקשר בין האסטרואידים, השביטים והמטאוריטים? ומה ההבדל ביניהם?

16. לפניכם היגדים – חלקם נכונים וחלקם אינם נכונים. ציינו במחברת לגבי כל היגד – "נכון" או "לא נכון":

א. השמש היא כוכב.

ב. צדק פולט אור מפני שהוא כוכב הלכת הגדול ביותר.

ג. הטמפרטורות של כוכבי הלכת יורדות ככל שמתרחקים מהשמש.

ד. כוכבי הלכת נעים במסלולים קבועים סביב השמש.

ה. כוכב הלכת הקרוב ביותר לשמש הוא נוגה.

ו. כוכב הלכת הגדול ביותר הוא ארץ.

ז. השביטים עשויים מקרח ומאבק.

ח. האסטרואידים הם סלעים שמעופפים בחלל.

ט. האסטרואידים נעים בעיקר בין המסלול של מאדים והמסלול של צדק.

י. לכל כוכבי הלכת יש ירח.

יא. לכל כוכבי הלכת יש כבידה זהה.

יב. לשמש אין כבידה.

יג. כל כוכבי הלכת סובבים גם סביב עצמם.

יד. אורך השנה של כוכב לכת הוא משך הזמן שהוא מקיף הקפה מלאה את השמש.

טו. ככל שכוכב הלכת מרוחק יותר מן השמש, משך השנה שלו קצר יותר.

טז. אורך השנה של כוכב לכת דמיוני, שהמסלול שלו נמצא בין כדור הארץ למאדים, צפוי להיות יותר מ-365 ימי ארץ.

יז. פלוטו הוא כוכב לכת ננסי.

17. אילו עמדנו על הירח, מה היה קורה למסה של גופנו ולמשקל שלנו?

א. המסה לא הייתה משתנה, והמשקל היה קטן.

ב. המשקל והמסה לא היו משתנים.

ג. המשקל והמסה היו קטנים.

ד. המסה הייתה קטנה, והמשקל לא היה משתנה.

*34*

18. 3 אנשים עומדים על פני כדור הארץ ב-3 מקומות שונים, ואוחזים בכדור. אם ישמטו את הכדור, הוא ייפול בגלל כוח הכבידה. באיזה מן האיורים שלפניכם החיצים מתארים את כיוון הנפילה של הכדורים בצורה המדויקת ביותר? הסבירו מדוע.

(בספר ארבעה איורים)

19. קוטרה של השמש גדול פי 400 כמעט מקוטרו של הירח, ובכל זאת, כשמתבוננים בגרמי השמים האלה מכדור הארץ – הם נראים דומים בגודלם. מהי הסיבה לכך?

20. מצאו באחד מאמצעי התקשורת (עיתונות יומית, כתבי עת, שידורי רדיו או טלוויזיה, אתרי אינטרנט) ידיעה על מרכיב אחד או יותר ממערכת השמש. ספרו על המידע שאיתרתם.

*35*

פרק ג – כדור הארץ והירח בתנועה

*35*

מאחר שכדור הארץ והירח הם חלק ממערכת השמש, תנועתם דומה לתנועותיהם של שאר הגופים במערכת השמש: גם הם נעים כל העת סביב עצמם, וגם הם מקיפים את השמש. לשתי התנועות, המתרחשות בו-זמנית, ללא הפסק, יש חשיבות עצומה בחיינו על פני כדור הארץ, מאחר שהם אלה שיוצרים את היום והלילה, את הזריחות והשקיעות, את החודשים ואת עונות השנה.

בפרק זה נבחן כל אחת מהתנועות של כדור הארץ ושל הירח – תנועת הסיבוב העצמי ותנועת ההקפה סביב השמש. תחילה נדון בכל תנועה בנפרד, ואחר כך בשתיהן יחד, במשולב. כן נבדוק אילו תופעות כל אחת מהתנועות יוצרת על פני כדור הארץ, ומה השפעתה על החיים בכוכב הלכת שלנו.

גם התנ"ך נותן ביטוי לקשר בין תופעות הטבע – היום והלילה, הזריחות והשקיעות, החודשים ועונות השנה – לבין גרמי השמים:

"ויאמר אלוהים יהי מאורות ברקיע השמים להבדיל בין היום ובין הלילה והיו לאותות ולמועדים ולימים ושנים (...)"

(בראשית א, 14)

השמש, כדור הארץ והירח בתנועה

(בספר איור:)

הירח, כדור הארץ והשמש – כל אחד מהם סובב סביב עצמו.

תוך כדי כך הירח מקיף את כדור הארץ, ושניהם יחד מקיפים את השמש

*36*

תנועת הסיבוב העצמי של כדור הארץ

*36*

כדור הארץ, בדומה לשאר כוכבי הלכת, מסתובב סביב ציר דמיוני בתנועה המזכירה סביבון. הציר הדמיוני "עובר" בין הקוטב הצפוני לקוטב הדרומי, והוא נקרא "ציר הסיבוב של כדור הארץ". תנועת הסיבוב העצמי של כדור הארץ יוצרת את היממה, משפיעה על הזווית שבה הקרינה של השמש נקלטת על פני כדור הארץ במהלך היממה, ויוצרת הבדלי זמנים במקומות שונים בעולם.

תנועת הסיבוב העצמי יוצרת יום ולילה, זריחה ושקיעה

סיבוב אחד של כדור הארץ סביב צירו נמשך כ-24 שעות – כלומר יממה, יום ולילה. בכל רגע מחצית כדור הארץ פונה אל השמש, ואז שורר במחצית הזאת יום. באותו הזמן, במחצית כדור הארץ שאינה פונה אל השמש – בצידו השני של כדור הארץ – שורר לילה. כדור הארץ ממשיך להסתובב, והחלק שהיה מואר מחשיך בהדרגה, ולאט לאט יורד בו הלילה; באותו הזמן – החלק שהיה חשוך פונה אל השמש, והאור עולה בו בהדרגה. האזור הצר שבו היום והלילה מתחלפים נקרא "אזור ההארה" (או "אזור הדמדומים"). אזור ההארה הוא רצועה ברוחב עשרות קילומטרים, ששוררים בה דמדומים של בין-הערביים (לפנות ערב) או של שחר (לפנות בוקר).

לנו נדמה כאילו השמש נעה סביב כדור הארץ. אבל במציאות – כדור הארץ הוא זה שמסתובב סביב השמש. כיוון הסיבוב של כדור הארץ, ממערב למזרח, הוא הגורם לכך שהשמש מתגלה לעינינו בבוקר, כאילו היא עולה, במזרח, ונעלמת מעינינו בערב, כאילו היא שוקעת, במערב. לכן אנחנו אומרים: "השמש זורחת במזרח" או "השמש שוקעת במערב". למעשה זוהי תנועה מדומה – השמש נשארת במקומה, וכדור הארץ הוא הנע סביבה.

חילופי יום ולילה על פני כדור הארץ

(בספר שני איורים:)

1. אור יום בישראל (באותו הזמן, בארצות הברית שעת לילה מאוחרת)

2. אור יום בארצות הברית (באותו הזמן, בישראל שורר לילה)

שימו לב לאזור ההארה, המסומן בקו מרוסק לבן

כיוון הסיבוב של כדור הארץ

(בספר איור:)

שימו לב לכך שכדור הארץ סובב בניגוד לכיוון מחוגי השעון

עוד מבט: אזור דמדומים

מדוע נוצר אזור הדמדומים והמעבר בין היום ללילה אינו חד ומהיר אלא הדרגתי? לכאורה, לפני זריחת השמש ולאחר שקיעתה – כאשר השמש נמצאת מתחת לקו האופק – היה אמור להיות חשוך. ואולם המציאות היא כי האור מופיע קצת לפני שהשמש זרחה, והוא נותר קצת אחרי שהיא כבר שקעה. מדוע זה קורה? הסיבה לכך נעוצה בקיומה של האטמוספרה המקיפה את כדור הארץ: כאשר השמש נמצאת קרוב לפני האופק – האסמוספוה מחזירה אל כדור הארץ חלק מקרינת השמש. וכך אנו רואים את אור השמש אף שאיננו רואים את השמש עצמה.

*37*

תנועת הסיבוב העצמי יוצרת הבדלי טמפרטורות במהלך היום

ודאי שמתם לב כי בשעות הבוקר המוקדמות קריר, בצהריים חם יותר, ולקראת ערב הטמפרטורות שוב יורדות. השינויים האלה בטמפרטורות נובעים מ-2 גורמים המשתנים במהלך היום: הזווית שבה קרינת השמש פוגעת בכדור הארץ, והמרחק שקרני השמש עוברות באטמוספרה עד שהן מגיעות לכדור הארץ. נסביר גורמים אלה.

- זווית הפגיעה של קרני השמש בכדור הארץ

תנועת הסיבוב של כדור הארץ גורמת לכך שבכל מקום ומקום על פניו, זווית הפגיעה של קרני השמש משתנה במהלך היום. השינוי בזווית הקרינה משפיע על עוצמת הקרינה שכל יחידת שטח מקבלת (ראו איור): כאשר בוחנים כמות קרינה מסוימת בבוקר או לפנות ערב, כאשר השמש נמצאת סמוך לקו האופק – זווית הפגיעה של קרני השמש קטנה (חדה) והן מחממות שטח גדול, יחסית. במצב זה כל יחידת שטח מקבלת פחות קרינה, ולכן גם מתחממת פחות. כאשר בוחנים את אותה כמות קרינה בצהריים, כאשר השמש נמצאת גבוה בשמים – זווית הפגיעה של קרני השמש גדלה והן מחממות שטח קטן, יחסית. במצב זה אותה יחידת שטח מקבלת כמות קרינה גדולה יותר, ולכן היא מתחממת יותר. זוהי הסיבה לכך שבבוקר ולפנות ערב קריר, ובצהריים חם יותר.

- המרחק שקרני השמש עוברות באטמוספרה

האוויר והעננים המצויים באטמוספרה בולעים חלק מן הקרינה של השמש. בשעות הצהריים, כאשר המרחק שקרני השמש עוברות באטמוספרה קצר יותר – חלק קטן מן הקרינה נבלע בתוכה, ולכן כמות הקרינה המגיעה אל הקרקע גדולה יותר (ראו איור). בשעות הבוקר ולפנות ערב, כאשר המרחק שקרני השמש עוברות באטמוספרה גדול יותר – חלק גדול יותר של הקרינה נבלע בתוכה, וכמות הקרינה המגיעה אל הקרקע היא קטנה יותר.

השינויים בזווית הקרינה ובמרחק שקרני השמש עוברות באטמוספרה במהלך היום, והשפעתם על עוצמת הקרינה

(בספר איור:)

שימו לב לשטח המסומן באדום: בבוקר ולפנות ערב – הקרינה מתפזרת ומחממת שטח גדול מהשטח שאותה כמות קרינה מחממת בצהריים. כלומר, בבוקר ולפנות ערב כל יחידת שטח מקבלת כמות קרינה קטנה מזאת שיחידת שטח זהה מקבלת בשעת צהריים.

שימו לב גם להבדל במרחק שקרני השמש עוברות באטמוספרה: לפנות ערב ובבוקר המרחק גדול יותר מהמרחק בצהריים, ולכן בשעות אלה חלק גדול יותר מן הקרינה נבלע בדרך ולא מגיע אל כדור הארץ

*38*

תנועת הסיבוב העצמי וקביעת הזמן האזורי וקו התאריך הבין-לאומי

כפי שראינו, בגלל תנועת הסיבוב העצמי של כדור הארץ – כאשר במקומות מסוימים על פני כדור הארץ שורר יום, במקומות אחרים שורר לילה, וכשבמקומות מסוימים זוהי שעת בוקר, באחרים כבר ערב. לכל מקום – הזמן שלו. כיצד נקבעת השעה בכל מקום על פני כדור הארץ? מה הקשר בין תנועת הסיבוב העצמי של כדור הארץ לבין קביעת השעה בכל מקום ומקום על פניו? וכיצד יצרו בני האדם שיטה אחידה למדידת הזמן כך שתתאים למקומות שונים בכדור הארץ?

בעבר לא הייתה שיטה מקובלת אחת למדידת זמן: נהגו לקבוע זמן מקומי בכל אזור ובכל עיר. במשך היום הזמן המקומי נקבע לפי מצב השמש בשמים, ובלילה הוא נקבע בעיקר באמצעות תנועת הכוכבים בשמים.

כדי למנוע בלבול, וכדי לקבוע שיטה אחידה למדידת הזמן בכל העולם, התכנסה בשנת 1884 ועידה בין-לאומית. בוועידה הוחלט לחלק את כדור הארץ ל-24 אזורי זמן, בהתאם ל-24 שעות היממה (ראו מפה בעמוד הבא). כיצד נקבעה חלוקה זאת?

בכדור הארץ, כמו בכל כדור או מעגל, יש 360 מעלות, ולכן אפשר לסמן עליו 360 קווי אורך דמיוניים. כאשר מחלקים 360 (קווי אורך) ל-24 (שעות), מקבלים 15 קווי אורך, כלומר: כל 15 קווי אורך משתנה אזור הזמן ומשתנה השעה. איפה מתחילה מניית הקווים, והיכן היא מסתיימת? לפי החלטות הוועידה הבין-לאומית, קו האורך 0 מעלות עובר בעיירה גריניץ' שליד לונדון, בריטניה. וכך, ככל שמתרחקים מגריניץ' מזרחה – השעה מאוחרת יותר, וככל שמתרחקים מגריניץ' מערבה – השעה מוקדמת יותר. חשוב לציין כי ההחלטה למקם את קו ה-0 בגריניץ' היא החלטה שרירותית, וכי היה אפשר למקם אותו בכל נקודה אחרת על פני כדור הארץ.

כאשר נעים מקו גריניץ' (קו האורך 0 מעלות) מזרחה עד קו האורך 180 מעלות – מוסיפים 12 שעות, וכאשר נעים מקו גריניץ' מערבה ומגיעים לקו האורך 180 מעלות – מורידים 12 שעות, ולכן נוצר הפרש של 24 שעות (כלומר, יממה) משני צידי קו האורך 180 מעלות. לפיכך קבעה הוועידה כי קו האורך 180 מעלות, הנמצא מול קו האורך 0 מעלות, יהיה "קו התאריך הבין-לאומי" – קו המשמש גבול בין שני תאריכים. וכך, אדם הטס לכיוון מזרח מסיביר לאלסקה ביום שני, יגיע אליה אמנם תוך זמן קצר אך יגלה ששם עדיין יום ראשון... (ראו שוב מפה בעמוד הבא).

לפי החלוקה לאזורי זמן – לאורכו של כל קו אורך, השעה היא אותה השעה. אבל, אם תעיינו במפה תגלו מיד כי חלק מקווי הזמן אינם ישרים אלא יש בהם סטיות. הסטיות בקווי הזמן נקבעו כדי שהקווים לא יחלקו מדינות מסוימות לכמה אזורי זמן ויגרמו להבדלי זמנים בין ערים סמוכות באותה המדינה. ובכל זאת, במדינות ששטחן גדול במיוחד יש הבדלים של כמה שעות בין חלקן המזרחי לחלקן המערבי. בארצות הברית, לדוגמה, יש הבדל של 3 שעות בין ניו יורק במזרח ללוס אנג'לס במערב.

(בספר תמונה:)

מאות שנים לפני המצאת השעון השתמשו בשעוני שמש למדידת הזמן. חישוב הזמן נעשה על ידי מעקב אחר כיוון הצל שמטיל מוט שניצב במרכז השעון. בתמונה: שעון השמש במחנה יהודה בירושלים. לפי הצל שמטיל המוט שבמרכז השעון, אפשר לדעת מה השעה: בשעות הבוקר המוקדמות הצל ארוך מאוד והוא פונה לכיוון מערב, באמצע היום אורך הצל הוא הקצר ביותר, וכאשר הצל שוב ארוך מאוד והוא פונה לכיוון מזרח – הרי זו שעת אחר הצהריים

*39*

(בספר מפה:)

חלוקת כדור הארץ לאזורי זמן

עוד מבט: השנה החדשה חוצה את קו התאריך הבין-לאומי

מדי שנה המעבר לשנה אזרחית, בחצות הלילה שבין ה-31 בדצמבר לבין ה-1 בינואר, נחגג ברחבי העולם במסיבות עליזות משופעות בזיקוקים ובמוזיקה. הראשונים שחוגגים מדי שנה הם אלה הנמצאים סמוך לקו האורך 180 מעלות, בקבוצות איים קטנות באוקיינוס השקט. אחריהם נראים על מסכי הטלוויזיה החוגגים בניו זילנד, באוסטרליה וביפן. וכך עוברות החגיגות מערבה ממקום למקום, ככל שכדור הארץ סובב על צירו ושעת חצות מגיעה למקומות השונים על פני הכדור. כאשר מציינים את השנה החדשה בחצות הלילה בניו יורק – בישראל כבר בוקר ראשון של השנה החדשה והאנשים יוצאים לעבודה ולבתי הספר...

(בספר תמונה:)

חגיגות ראש השנה בסידני שבאוסטרליה

*40*

תנועת הסיבוב העצמי של הירח

*40*

גם הירח סובב סביב צירו, וגם על פניו יש יום ולילה: בחצי הירח הנמצא מול השמש שורר יום, ובחצי הירח הפונה לכיוון ההפוך שורר לילה. בשונה ממה שקורה בכדור הארץ (ראו "עוד מבט" עמ' 36) – על הירח, שאין לו שכבה של אטמוספרה, המעבר בין היום והלילה הוא חד ולא הדרגתי.

הירח סובב סביב צירו לאט הרבה יותר מכדור הארץ, ולכן ה"יממה" של הירח היא ארוכה מאוד – אורכה זהה בדיוק לפרק הזמן שלוקח לירח להקיף את כדור הארץ: כ-655 שעות. זאת לעומת כדור הארץ, שבו אורך היממה הוא 24 שעות (כלומר, אורכה של יממה על הירח הוא כאורכן של 27.3 יממות בכדור הארץ – כמעט כאורכו של חודש בכדור הארץ!). אורכו של היום על פני הירח הוא, אם כן, קרוב לשבועיים, לפי המושגים שלנו. נסו לדמיין: אילו חייתם על הירח, כמה ארוך היה עלול להיות יום הלימודים שלכם...

עוד מבט: יום על הירח

האסטרונאוטים בטיסת "אפולו 11" נחתו על פני הירח בשעות היום, אך אם תתבוננו בתמונה תגלו תופעה מוזרה: אדמת הירח מוארת, אבל מעליה – חושך גמור. מדוע? מאחר שפני הקרקע של הירח מחזירים את אור השמש – הם נראים מוארים, אבל מעליהם אין דבר שיפזר את אור השמש – אין אטמוספרה, אין אוויר, אין כלום! לפיכך מעל לפני הקרקע של הירח – חשוך. מה קורה, לעומת זאת, אצלנו, בכדור הארץ? על פני כדור הארץ הכול מואר בשעות היום. זאת מאחר שאת כדור הארץ עוטפת אטמוספרה, והגזים שהאטמוספרה מורכבת מהם מפזרים את אור השמש לכל הכיוונים.

(בספר תמונה:)

אסטרונאוטים מניחים ציוד מדידה מדעי על פני הירח

*41*

תנועת ההקפה של כדור הארץ סביב השמש

*41*

משך ההקפה ומסלול ההקפה של כדור הארץ סביב השמש – חשיבותם רבה לחיים על פני כדור הארץ:

הם הגורמים לקיומה של שנה הנחלקת לעונות בכוכב הלכת שלנו, והם הגורמים ליצירת סוגי אקלים שונים במקומות שונים בעולם. נבדוק כיצד מתרחשת תנועת הקפה זאת, וכיצד היא יוצרת את עונות השנה ואת אזורי האקלים.

מישור המילקה והמסלולים של כוכבי הלכת סביב השמש

(בספר איור:)

המסלולים ומישור המילקה מסומנים באיור לשם המחשה, אך כמובן – הם דמיוניים ואי אפשר לראותם בשמים

מסלול ההקפה ומשך ההקפה

כדור הארץ, וכמוהו גם שאר כוכבי הלכת, מקיף את השמש על פני מישור דימיוני הנקרא "מישור המילקה" (ראו איור). הקפה אחת של כדור הארץ סביב השמש נמשכת 365.24 יממות, ולמשך זמן זה אנחנו קוראים "שנה".

כדור הארץ מקיף את השמש בניגוד לכיוון השעון, במסלול שצורתו אליפסה. ציר הסיבוב של כדור הארץ אינו ניצב למישור המילקה אלא הוא נוטה בזווית של 23.5 מעלות (ביחס לאנך דמיוני למישור המילקה). זווית הנטייה של כדור הארץ אל מישור המילקה נשארת קבועה במהלך ההקפה.

(בספר תמונה:)

זווית הנטייה של כדור הארץ ביחס למישור המילקה

*42*

תנועת כדור הארץ סביב השמש, וקרינת השמש

במהלך תנועתו סביב השמש, כדור הארץ קולט ללא הרף קרינה מהשמש. ואולם הזווית שבה הקרינה פוגעת בכדור הארץ שונה ממקום למקום, והיא גם משתנה בכל מקום ומקום במהלך ההקפה. בגלל ההבדלים בזווית הפגיעה של הקרינה במהלך ההקפה – יש מקומות המתחממים יותר ויש מקומות המתחממים פחות, וברוב המקומות – במהלך השנה יש עונה חמה ועונה קרה. נבחן את הגורמים לכך:

- בגלל צורתו הכדורית של כדור הארץ, הקרינה פוגעת בקווי הרוחב השונים בזווית שונה. עובדה זאת יוצרת אזורי אקלים שונים.

התבוננו באיור שלמטה: אילו היה כדור הארץ משטח ישר (איור א), זווית הקרינה של השמש הייתה זהה בכל נקודה ונקודה על פניו. אבל פניו של כדור הארץ הם כדוריים (איור ב), ולכן זווית הקרינה של השמש על פניו משתנה: קרני השמש באזור קו המשווה פוגעות בכדור הארץ בזווית של 90 מעלות או קרוב לזווית זאת (מס' 1 באיור ב), ואילו קרני השמש באזורים שצפונה או דרומה משם פוגעות בו בזווית קטנה (חדה) הרבה יותר (מס' 2 באיור ב). כפי שראינו (ראו איור עמ' 37), ככל שהזווית שבה קרינת השמש פוגעת בכדור הארץ גדולה יותר, כן עוצמת הקרינה המתקבלת במקום גדולה יותר. כמו כן, ככל שזווית הקרינה גדולה יותר כן המרחק שהקרינה עוברת באטמוספרה קטן יותר, וחלק קטן יותר מהקרינה נבלע בחלקיקים המרכיבים את האטמוספרה. לכן, באזורים הקרובים לקו המשווה הטמפרטורות גבוהות יותר (בממוצע), וככל שנעים לכיוון הקטבים – הטמפרטורות יורדות. הבדלים אלה בין קווי הרוחב השונים נותרים באופן כללי קבועים לכל אורך השנה: בקטבים קר יותר מבקו המשווה גם בקיץ וגם בחורף, שכן ציר הסיבוב של כדור הארץ אינו משתנה, וזוויות הפגיעה של קרינת השמש בקטבים תמיד קטנה (חדה) יותר מזווית הפגיעה באזור קו המשווה.

(בספר איור:)

הזווית שבין קרני השמש ובין פני כדור הארץ

- נטייתו של כדור הארץ לעבר מישור המילקה גורמת לכך שבמהלך ההקפה השנתית סביב השמש – בכל מקום, הקרינה פוגעת בפני השטח בזווית שונה. עובדה זאת יוצרת את עונות השנה.

כדור הארץ מקיף את השמש כשהוא נטוי על צירו. זווית הנטייה, וגם כיוון הנטייה של כדור הארץ, אינם משתנים במהלך ההקפה, והם תמיד אותה הזווית ואותו הכיוון. אבל בגלל הזווית הקבועה – תוך כדי תנועת ההקפה של כדור הארץ סביב השמש, בכל תקופה חלק אחר שלו פונה אל השמש (ראו איור בעמ' הבא): פעם פונה אליה חצי הכדור הדרומי (א), ופעם פונה חצי הכדור הצפוני (ג). החלק הפונה אל השמש מקבל מן השמש קרינה חזקה יותר, שכן הזווית שבה קרני השמש פוגשות אותו גדולה יותר. לפיכך בחלק זה שוררת עונת הקיץ. לעומת זאת החלק האחר של כדור הארץ מקבל מן השמש קרינה חזקה פחות, שכן הזווית שבה קרני השמש פוגשות אותו קטנה יותר. לפיכך בחלק זה שוררת עונת החורף. במשך שתי תקופות בשנה חלקו הצפוני וחלקו הדרומי של כדור הארץ פונים אל השמש באופן שווה; אלה הן עונות המעבר – האביב והסתיו (ב, ד).

עוד על הבדלי הטמפרטורה, במקומות שונים בעולם תוכלו להרחיב ולקרוא ביחידה 2, העוסקת באקלים.

*43*

מיקומו של כדור הארץ במסלול ההקפה סביב השמש במצבי השיא של 4 עונות השנה

(בספר ארבעה איורים:)

א. 21 בדצמבר יום ההיפוך החורפי

ב. 21-20 במארס יום השוויון האביבי

ג. 21 ביוני יום ההיפוך הקיצי

ד. 23-22 בספטמבר יום השוויון הסתווי

א. חורף בחצי הכדור הצפוני, וקיץ בדרומי: כאשר חצי הכדור הדרומי פונה אל השמש – קרינת השמש חזקה יותר בחצי כדור זה, ושורר בו קיץ: הטמפרטורות גבוהות יותר, הימים ארוכים והלילות קצרים. באותה התקופה בחצי הכדור הצפוני קרינת השמש חלשה יותר, ושורר שם חורף: הטמפרטורות נמוכות, הימים קצרים והלילות ארוכים. ככל שמתרחקים מקו המשווה צפונה – החורף קר יותר והלילות ארוכים יותר.

ב, ד. עונות המעבר, האביב והסתיו: כאשר חצי הכדור הצפוני וחצי הכדור הדרומי פונים אל השמש באופן שווה, שוררות בשני חצאי הכדור עונות המעבר. בתקופה זאת הטמפרטורות מתונות בשני חלקי הכדור, ואורכם של הימים והלילות כמעט שווה. סביב ה-21 במארס וה-21 בספטמבר (המועד המדויק משתנה משנה לשנה) – משך שעות האור ושעות החושך זהה, ועל כן ימים אלה נקראים "ימי השוויון" ("יום השוויון האביבי" ו"יום השוויון הסתווי").

ג. קיץ בחצי הכדור הצפוני, וחורף בדרומי: כאשר חצי הכדור הצפוני פונה אל השמש – קרינת השמש חזקה יותר בחצי כדור זה, ושורר בו קיץ: הטמפרטורות גבוהות יותר, הימים שם ארוכים והלילות קצרים. באותה התקופה בחצי הכדור הדרומי קרינת השמש חלשה יותר, ושם שורר חורף: הטמפרטורות נמוכות, הימים קצרים והלילות ארוכים. ככל שמתרחקים מקו המשווה דרומה, החורף קר יותר והלילות ארוכים יותר.

הערה: המועד המדויק של ימי השיוויון משתנה משנה לשנה.

*44*

תנועת כדור הארץ סביב השמש, והזנית

כפי שראינו, עוצמת הקרינה משתנה בהתאם לזווית הפגיעה של קרני השמש בכדור הארץ. עוצמת הקרינה היא חזקה ביותר במצב שבו השמש נמצאת בזווית של 90 מעלות בדיוק מעל לפני הקרקע. מצב זה מכונה "זנית". אילו היה ציר כדור הארץ ניצב בזווית ישרה ביחס למישור המילקה, הייתה השמש נמצאת בזנית רק באזור קו המשווה. בגלל הנטייה של הציר, מקום הזנית משתנה במהלך תנועתו של כדור הארץ סביב השמש (ראו איור): הוא נע בין קו הרוחב 23.5 מעלות דרום, המכונה "חוג הגדי" – לשם השמש מגיעה בזנית ב-21 בדצמבר (א), ובין קו הרוחב 23.5 מעלות צפון, המכונה "חוג הסרטן" – לשם השמש מגיעה בזנית ב-21 ביוני (ב). בכל קווי הרוחב שבין חוג הגדי לחוג הסרטן השמש נמצאת בזנית פעמיים בשנה, ובימי השוויון – הסתווי והאביבי – היא נמצאת בזנית בקו המשווה. ומאחר שבמצב של זנית עוצמת הקרינה היא החזקה ביותר, הרצועה שבין חוג הגדי לחוג הסרטן היא באופן כללי האזור החם ביותר על פני כדור הארץ. מעבר לחוג הגדי ולחוג הסרטן, השמש לא נמצאת אף פעם בזווית של 90 מעלות, וככל שמתקרבים לקטבים של כדור הארץ – זווית הפגיעה של קרני השמש בפני השטח קטנה יותר, ועל כן אזורי הקטבים הם האזורים הקרים ביותר על פני כדור הארץ.

(בספר תמונה:)

התמונה צולמה בשעת צהריים באי מקטאן שבפיליפינים, המצוי על קו הרוחב 10 מעלות צפון. ביום הצילום השמש נמצאה בזנית, וניתן לראות כי צל העצים נופל לכל הכיוונים במידה שווה

השינוי במיקום הזנית במהלך השנה

(בספר איור:)

א. כדור הארץ מול השמש כשחלקו הדרומי מופנה אליה – השמש נמצאת בזנית בחוג הגדי

ב. כדור הארץ מול השמש כשחלקו הצפוני מופנה אליה – השמש נמצאת בזנית בחוג הסרטן. במהלך השנה האזור שבו השמש בזנית משתנה בין חוג הגדי לבין חוג הסרטן

*45*

התנועה סביב השמש משנה את אורך היום והלילה במהלך השנה

אורכם של היום והלילה משתנה במהלך השנה – בקיץ הימים ארוכים והלילות קצרים, ואילו בחורף הלילות ארוכים והימים קצרים. כיצד? חצי כדור הארץ הפונה אל השמש, ואשר בו שורר באותה עת קיץ, חשוף לקרינה במשך שעות רבות יותר לאורך היממה בהשוואה למצב בחורף, ולפיכך היום בו ארוך יותר והלילה קצר יותר. לעומת זאת חצי כדור הארץ המרוחק מן השמש, ואשר בו שורר באותה עת חורף – חשוף לקרינה במשך שעות מועטות יותר לאורך היממה בהשוואה לקיץ, ולפיכך היום בו קצר יותר והלילה ארוך יותר.

במהלך התנועה של כדור הארץ לעבר מיקומו בשני ימי השוויון, אורכם של היום ושל הלילה בשני חצאי כדור הארץ הולכים ומתקרבים זה לזה, עד כי בימי השוויון – בכל המקומות על פני כדור הארץ, אורכם של היום והלילה שווים. לשם הדגמה נתמקד בחצי הכדור הצפוני (ראו איור): ביום שבו חל שיא החורף – 21 בדצמבר – השמש אינה זורחת מחוג הקוטב הצפוני, 66.5 מעלות צפון, ועד לקוטב. יום זה נקרא "יום ההיפוך החורפי". ככל שמצפינים מחוג הקוטב – מספר הימים שבהם השמש אינה זורחת בחודשי החורף גדול יותר: בקו הרוחב 80 מעלות, למשל, השמש אינה זורחת כלל במשך למעלה מחודשיים בשנה. (במקומות שבהם השמש אינה זורחת, אין הדבר אומר כי שוררת בהם חשכה מוחלטת לכל אורך היום, אלא – בגלל הדמדומים השמים מוארים, אך האור מועט ושעות האור ביממה מעטות.) ככל שמדרימים מקו זה לכיוון קו המשווה – שעות האור ארוכות יותר, אך עדיין היום קצר מהלילה. בשיא הקיץ – 21 ביוני, יום הנקרא "יום ההיפוך הקיצי" – המצב הפוך: מחוג הקוטב הצפוני ועד לקוטב שורר אור במשך כל היממה; ככל שמצפינים מחוג הקוטב שורר אור בחודשי הקיץ במשך מספר יממות גדול יותר, ודרומית לו – שעות האור קצרות יותר, אך עדיין היום ארוך יותר מן הלילה.

"ימי ההיפוך" מכונים כך מאחר שבמועדים אלה משתנה המפנה של כדור הארץ כלפי השמש. עד ליום מפנה השמש החורפי בחצי הכדור הצפוני – הימים הולכים ומתקצרים והלילות הולכים ומתארכים. מיום מפנה השמש החורפי ועד ליום מפנה השמש הקיצי, הימים הולכים ומתארכים והלילות הולכים ומתקצרים, וחוזר חלילה.

(בספר תמונה:)

"שמש חצות" בצפון נורווגיה. בקיץ, ככל שמתקרבים אל הקוטב, כן השמש שוקעת מאוחר יותר וזורחת מוקדם יותר. מעבר לחוגי הקוטב – בקיץ יש ימים שבהם השמש אינה שוקעת כלל!

(בספר איור:)

קוטב צפוני חשוך ב-21 בדצמבר (יום ההיפוך החורפי)

*46*

תנועת ההקפה של הירח סביב כדור הארץ

*46*

לירח מערכת תנועות מורכבת. מלבד הסיבוב העצמי – הירח מקיף את כדור הארץ, ושניהם יחד מקיפים את השמש. בגלל עובדה זאת, כל יממה הירח ניצב במקום אחר ביחס לכדור הארץ והשמש. לפיכך אנחנו רואים את הירח בכל לילה במופע אחר – סהר דק או ירח מלא, ומצבי הביניים שביניהם. לאור הירח הייתה חשיבות רבה לחיים על פני כדור הארץ בימים עברו, שכן הוא שימש כמקור תאורה חשוב בשעות הלילה.

מופעי הירח

הירח, כמו כדור הארץ, אינו מייצר אור בעצמו. אור השמש הוא המגיע אליו ומאיר אותו. במילים אחרות: אור השמש מוחזר מן הירח לעברנו ומאפשר לנו לראותו. אור השמש המגיע אל הירח מוחזר אלינו על ידי הירח גם בשעות היום, אבל בשעות אלה אור השמש הישיר חזק הרבה יותר, ואור הירח בולט פחות. בגלל תנועת ההקפה של הירח סביב כדור הארץ, ותנועת הסיבוב של כדור הארץ על צירו – שעת הזריחה של הירח משתנה מיום ליום, וכך גם החלק המואר שאנחנו רואים. הצורות השונות שבהן החלק המואר של הירח נראה לנו, נקראות "מופעי הירח".

בלילות הראשונים של החודש העברי, מופע הירח הוא כמראהו של סהר דקיק. במהלך החודש החלק המואר של הירח הולך וגדל, עד שבאמצע החודש הוא נראה כעיגול מלא; כשהירח נמצא במופע זה אנחנו אומרים עליו שהוא "במילואו". מאמצע החודש ועד לסופו הירח הולך ומחסיר, כלומר החלק המואר שלו הולך וקטן, עד כי בלילות האחרונים של החודש מראהו שוב כשל סהר דק מאוד, וכמעט שאין רואים אותו.

מופעי הירח

(בספר איור:)

קרני השמש מאירות תמיד מחצית מפני הירח, אך אנו מסוגלים להבחין רק בחלקים המוארים של הצד הפונה כלפינו. זאת הסיבה לכך שפני הירח משתנים מיום ליום. המעגל החיצוני של האיור מדגים את חלקו של הירח המואר מן השמש. אילו עמדנו על פני השמש עצמה, היינו רואים ירח מלא במשך כל החודש.

המעגל הפנימי מדגים איך הירח נראה כשצופים בו מכדור הארץ במהלך החודש. האותיות שמחוץ למעגל הזה מציינות את היום בחודש העברי. השמש מאירה את מחצית הירח הנמצאת מולה: ב-א בחודש הירח נמצא בינה לבין כדור הארץ, ולכן איננו רואים את הירח כלל. מצב זה נקרא "מולד הירח", ובמסורת היהודית הוא מכונה "כסה" (כלומר מכוסה, מלשון "כיסוי"). ב-ד בחודש הצופים בירח מכדור הארץ רואים רק חלק קטן ממנו, וב-ז בחודש הם רואים את מחציתו. ב-טו בחודש – אמצע החודש – הירח נמצא בצד השני של כדור הארץ, ואנחנו רואים במלואה את מחצית הירח המוארת על ידי השמש, כלומר, הירח במילואו. בהמשך החודש הולך ופוחת החלק המואר לעינינו, עד לראשית החודש הבא

*47*

ליקוי חמה וליקוי לבנה

אחת מתופעות הטבע המחזוריות המרשימות ביותר הן ליקויי המאורות – ליקוי שמש (ליקוי חמה) וליקוי ירח (ליקוי לבנה). הכוונה היא לאירוע שבו צל מוטל על פני כדור הארץ או על פני הירח כתוצאה מכך שהם מסתירים זה מזה את אור השמש. תופעות אלה חוזרות על עצמן בפרקי זמן קצרים, יחסית – חודשים או שנים. מה קורה בכל אחת מן התופעות האלה?

- ליקוי חמה, או ליקוי שמש, מתרחש כאשר בעת הקפתו את כדור הארץ הירח עובר במישור המילקה, בין כדור הארץ לבין השמש, וכך הוא מסתיר את השמש בחלק מסוים של כדור הארץ. בחלק זה מוטל צילו של הירח על פני כדור הארץ (ראו איור). בעת הליקוי, ברוב האזורים על פני כדור הארץ שבהם מוטל צילו של הירח, הירח מסתיר מפני הצופים רק חלק מפני השמש, ובאותם מקומות ייראה ליקוי חמה חלקי. כאשר הירח מסתיר את כל השמש, זהו ליקוי חמה מלא. ליקוי החמה מסתיים בתוך דקות ספורות, ויש לצפות בו רק בעזרת אמצעים מסנני קרינה.

- ליקוי לבנה, או ליקוי ירח, מתרחש כאשר בעת הקפתו את כדור הארץ הירח עובר במישור המילקה, ואז כדור הארץ מסתיר מהירח את השמש (ראו איור). במקרה כזה צילו של כדור הארץ מוטל על פני הירח, והוא מוסתר בהדרגה ובאיטיות במהלך שעות אחדות. ליקוי הירח מתרחש כאשר הירח מצוי במילואו. כאשר מתרחש ליקוי ירח, אפשר לצפות בו מכל מקום בכדור הארץ שבו הירח מצוי מעל לאופק.

שימו לב: מסלול ההקפה של הירח סביב כדור הארץ נטוי ביחס למישור המילקה, ועל כן חלים ליקויים רק כאשר הירח מצוי במולד או במילוא, והוא נמצא גם על אותו המישור וגם על אותו הקו שבו כדור הארץ מקיף את השמש. עובדה זאת הופכת אירועים אלה לאירועים נדירים יותר. אילו היה הירח מקיף את כדור הארץ על אותו המישור שבו כדור הארץ מקיף את השמש, היו 3 גופים אלה מצויים גם על אותו הקו פעמיים בחודש. אילו זה היה המצב היו חלים ליקויים – ליקוי חמה וליקוי לבנה – פעמיים בחודש.

(בספר איור:)

ליקוי חמה (ליקוי שמש)

(בספר איור:)

ליקוי לבנה (ליקוי ירח)

*48*

גאות ושפל

הכבידה של הירח קטנה, אמנם, מזאת של כדור הארץ, אך מאחר שהמרחק ביניהם אינו גדול (במונחים אסטרונומיים...), יש לכוח הזה השפעה על המתרחש בכדור הארץ. הביטוי הבולט ביותר להשפעה זאת היא תופעת הגיאות והשפל באוקיינוסים ובימים – תופעה שבה גובה פני הים עולה ויורד במחזוריות קבועה. התופעה בולטת במיוחד לחופי האוקיינוסים, שם ניתן להבחין בהפרשי גובה של 8-6 מ' בין מצבי הגאות והשפל.

מה גורם להתרחשות התופעה? הכבידה של הירח "מותחת" את גופי המים שעל כדור הארץ למעין אליפסה מוארכת, וכך היא משנה את גובה פני המים. הגאות החזקה ביותר מתרחשת בחלק הקרוב ביותר לירח, ומאחר שכדור הארץ סובב כל העת סביב צירו – בכל עת אזור אחר על פני כדור הארץ מצוי במצב של גאות. גאות נוצרת גם בצידו הנגדי של כדור הארץ, אם כי הגאות הנגדית מעט חלשה יותר.

(בספר שתי תמונות:)

גאות ושפל במפרץ פונדי הנמצא בצפון מזרח אמריקה הצפונית, על חוף האוקיינוס האטלנטי, סמוך לגבול בין ארצות-הברית לקנדה

*49*

השמש, הירח ולוחות השנה

*49*

מחזורי ההקפה של כדור הארץ סביב השמש, ושל הירח סביב כדור הארץ, הם קבועים ובלתי משתנים, ובתרבויות השונות נוהגים לחשב לפיהם את לוח השנה. נתוודע אל שני לוחות השנה שאנחנו נוהגים להשתמש בהם.

לוח השנה הגרגוריאני – שנת שמש

לוח השנה שמקובל להשתמש בו בחיי היום-יום שלנו נקרא "הלוח הגרגוריאני". השנה הגרגוריאנית שווה למשך הזמן שבו כדור הארץ מקיף את השמש, והיא תואמת את עונות השנה. ההקפה הזאת נמשכת 365.24 יממות (כלומר, 365 יממות ועוד כרבע יממה). אבל בלוח השנה אי אפשר למנות חלקי יממה, ולכן מונים בו 365 יממות בלבד. במשך השנים רבעי היממות יכולים להצטבר ליממות רבות, ואם נניח לזה לקרות לא יהיה התיאום שאנחנו רגילים לו בין חודשי השנה לעונות השנה. כך, לדוגמה, עלול להיווצר מצב שבו חודש ינואר יהיה בקיץ וחודש יולי יהיה בחורף...

לפיכך, כדי לשמור על תיאום בין חודשי השנה לעונות השנה – אחת ל-4 שנים מוסיפים לחודש פברואר יממה (שהיא הכפלה של רבע היממה ב-4 שנים): במשך 3 שנים אורכו של חודש זה הוא 28 יממות, ובשנה הרביעית אורכו 29 יממות.

לוח השנה העברי ולוח השנה המוסלמי – שנת ירח

בשפה העברית החודש נקרא גם "ירח", וזאת מפני שלוח השנה העברי (כמו לוח השנה המוסלמי) מבוסס על משך מחזור מופעים שלם של הירח: 29.5 יממות. ומאחר שאיננו מונים חלקי יממה – חלק מהחודשים נמשכים 29 ימים, וחלקם נמשכים 30 ימים.

שנת הירח, המונה 12 חודשי ירח, מסתכמת ב-354 יממות. (אם נכפיל 29.5 יממות ב-12 חודשים, נקבל 354 יממות.) זאת לעומת שנת השמש, כלומר זמן ההקפה של כדור הארץ סביב השמש, המסתכמת, כפי שכבר ראינו, ב-365.24 יממות. בין שנת הירח לשנת השמש יש, אם כן, הבדל של כ-11 יממות בשנה. במשך השנים יממות אלה יכולות להצטבר לחודשים, ועלול להיווצר חוסר תיאום בין חודשי השנה לעונות השנה. כך, לדוגמה, חג הפסח, שהוא חג האביב במסורת ישראל, עשוי לחול בקיץ או בסתיו, וחג השבועות, שהוא חג הקציר, עשוי לחול בתקופת הזריעה...

בלוח העברי יש חשיבות גדולה להתאמה בין חגי ישראל לעונות השנה. לפיכך, כדי לבטל את ההפרש בין שנת הירח לשנת השמש, אחת ל-3-2 שנים מוסיפים ללוח העברי עוד חודש. בשנה כזאת יש שני חודשי אדר – אדר א ואדר ב, ואנחנו מכנים אותה "שנה מעוברת". סך הכול יש בלוח העברי 7 שנים מעוברות בכל מחזור של 19 שנים.

בלוח המוסלמי אין תוספת כזאת של חודש, ולפיכך שנת הלוח המוסלמי אינה תואמת את שנת השמש. לכן חודש הרמדאן, למשל, נחגג מדי שנה בעונה אחרת של שנת השמש: יש שהוא נחגג בקיץ, ויש שהוא נחגג בחורף או בעונת מעבר.

(בספר תמונה:)

דף מלוח שנה שהודפס בשנת 1896 בסלוניקי, ובו מופיעים יחדיו התאריך בלוח השנה המוסלמי (למעלה, בספרות בערבית) בלוח העברי (בשורה החמישית מימין) ובלוח הגרגוריאני (למטה מימין). למטה משמאל מופיע לוח שנה נוסף, המכונה "הלוח היוליאני"

*50*

מבזק סיכום

- כדור הארץ נע ב-2 סוגי תנועות: תנועה סביב צירו, ותנועת הקפה סביב השמש. 2 התנועות מתרחשות בעת ובעונה אחת, ללא הפסק.

- סיבוב אחד של כדור הארץ סביב צירו נמשך 24 שעות – כלומר יממה, יום ולילה.

- העובדה שאנו רואים את השמש זורחת במזרח ושוקעת במערב נובעת מתנועת הסיבוב של כדור הארץ עצמו, ולא מתנועת השמש.

- צורתו הכדורית של כדור הארץ גורמת לכך שהקרינה פוגעת בזווית שונה בקווי הרוחב השונים.

- ההבדלים בטמפרטורות במקום מסוים לאורך היממה, כמו גם ההבדלים בטמפרטורות הממוצעות בין מקומות שונים בעולם, נובעים מהבדלים בזווית הקרינה של השמש ובמרחק שהיא עוברת באטמוספרה.

- כדור הארץ מחולק ל-24 אזורי זמן: קו ה-0 מעלות עובו בגריניץ' שבאנגליה, וקו התאריך הבין-לאומי עובר באוקיינוס השקט.

- בגלל נטייתו של כדור הארץ על צירו – זווית הפגיעה של קרני השמש בכל נקודה ונקודה על פניו משתנה במהלך ההקפה שלו סביב השמש. עובדה זאת, היא היוצרת את עונות השנה.

- השמש נמצאת בזנית בין חוג הסרטן לחוג הגדי.

- אורכם של היום והלילה משתנה במהלך ההקפה של כדוו הארץ סביב השמש: בקיץ הימים ארוכים והלילות קצרים, ובחורף הימים קצרים והלילות ארוכים.

- תנועת ההקפה של הירח סביב כדור הארץ יוצרת את ההבדלים במופע הירח במהלך החודש.

- הכבידה של הירח גורמת לתופעת הגאות והשפל בימים ובאוקיינוסים.

- מחזורי ההקפה של כדור הארץ סביב השמש ושל הירח סביב כדור הארץ, וההתאמה ביניהם – מייצרים מגוון לוחות שנה.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*50*

1. במערכת השמש קיימים שני סוגים של תנועות. תנועות אלה מתרחשות כל הזמן.

א. מה הן התנועות?

ב. אילו השפעות יש לתנועות האלה על חיינו?

2. בעבר שלטה בעולם התפיסה הגאוצנטרית (גאו – ארץ), שלפיה כדור הארץ נמצא במרכז ואילו השמש מסתובבת סביבו. רק במאה ה-16, עם התפתחות מדע האסטרונומיה ופיתוחם של כלים לתצפית, התפתחה התפיסה ההליוצנטרית (הליוס – אל השמש), ולפיה השמש היא זו שנמצאת במרכז ואילו כדור הארץ מסתובב סביבה. הסבירו מדוע שלטה בעולם לאורך תקופה ארוכה התפיסה הגאוצנטרית, השגויה. השתמשו במושג "תנועה מדומה".

3. סיבוב אחד של כדור הארץ נמשך 24 שעות. מה יקרה, לדעתכם, לאורך היום והלילה אם ישתנה קצב הסיבוב העצמי של כדור הארץ? תארו את סדר היום שלכם באחד מן המקרים הדמיוניים שלפניכם:

א. כדור הארץ הגביר את קצב הסיבוב, והוא סובב סביב עצמו במהירות כפולה.

ב. קצב הסיבוב של כדור הארץ הואט פי 2.

ג. כדור הארץ הפסיק להסתובב סביב צירו.

*51*

4. כיתה יצאה לטיול ביום קיץ נעים. המדריך נתן הוראות שונות וביניהן ההוראות הבאות: "כולכם חייבים לחבוש כובע כל היום, ובמיוחד בשעות הצהריים, מפני שאז השמש חמה מאוד." נועם העירה למדריך: "השמש חמה כל הזמן! בוא ואסביר לך מדוע יש להקפיד על חבישת כובע בשעות הצהריים."

עזרו לנועם לנסח את ההסבר. היעזרו באיור המתאים בפרק, תוך התייחסות לזווית הקרינה ולמרחק שהקרניים עוברות.

5. לפניכם רשימה של ערים בעולם: מדריד, טוקיו, מוסקווה, וושינגטון, בגדד, לונדון, ריו דה ז'נרו, קטמנדו, תל אביב. היעזרו באטלס, ורשמו אותן על פי הסדר שבו זורחת בהן השמש.

6. דיוויד הוא נציג חברה בין-לאומית בלונדון, הנמצאת סמוך לגריניץ'. בשעה 8:00 בבוקר, זמן גריניץ', הוא מתקשר לשני נציגים של החברה בשני מקומות בעולם, ומקבל שתי תגובות מופתעות. ג'ון עונה לו:

"מדוע אתה מתקשר בשעה כזאת? כאן כבר 17:00 ואני עומד לעזוב את המשרד!" ואילו פטרישיה עונה:

"מה כל כך דחוף? השעה כאן היא 2:00 לפנות בוקר!"

היעזרו במפה שבעמוד 39 ובאטלס, וכתבו: באיזה קו אורך נמצא ג'ון? ובאיזה קו אורך נמצאת פטרישיה? באיזו מדינה כל אחד מהם עשוי להימצא? הסבירו כיצד חישבתם זאת.

7. ברבות מהמדינות בעולם השעה אינה תואמת בדיוק את אזור הזמן שהמדינה נמצאת בו. לפניכם שמות של כמה מדינות: רוסיה, הודו, ניו זילנד, סין. עיינו במפה שבעמ' 39, כתבו מה קורה בכל אחת ממדינות אלה, ושערו מדוע הוחלט על שינוי זה בכל אחת מהן. (לדוגמה: גרנלנד – כל האי נכלל באותו אזור זמן. באופן כזה השעה זהה בכל האי ואין אזורי זמן שונים בשוליים הצרים משני צידי האי שבהם מתגוררים תושביו.)

8. עוצמת הקרינה המתקבלת לכל יחידת שטח תלויה בזווית הפגיעה של הקרניים בכדור הארץ, ובמרחק שהן עוברות כתוצאה מכך באטמוספרה. היעזרו באיור שבעמ' 42. והסבירו את ההבדלים בקרינת השמש בין קו המשווה לקטבים.

9. הסבירו מה קובע את חילופי העונות על פני כדור הארץ. היעזרו באיור שבעמ' 43.

10. באיור שלפניכם שתי קבוצות של קרני שמש המגיעות אל כדור הארץ באותו הזמן:

(בספר שני איורים)

א. איזו קבוצת קרניים עוברת דרך ארוכה יותר?

ב. איזו קבוצת קרניים מפוזרת על פני שטח גדול יותר?

ג. לפיכך, באיזה אזור הקרינה ליחידת שטח חזקה יותר?

ד. איזו משתי קבוצות הקרניים כמעט אינה מטילה צל?

ה. איזה משני הבתים מואר על ידי הקרניים שבאיור א? איזה מהם מואר על ידי הקרניים שבאיור ב?

*52*

11. א. בדקו במפות שבאטלס באיזה קו רוחב ישראל שוכנת. האם השמש יכולה להימצא בזנית מעל ישראל? אם כן – מתי? ואם לא – מדוע?

ב. מצאו את חוג הגדי ואת חוג הסרטן במפת העולם, ורשמו 3 מדינות שבתחומן עוברים קווי הרוחב האלה.

ג. נסחו את הקשר בין האזורים בעולם שבהם השמש מצויה בזנית לבין הטמפרטורה באזורים אלה.

12. היעזרו באטלס ומצאו את הערים הבאות: סאו פאולו (ברזיל), הוואנה (קובה), מוסקט (עומאן), קיטו (אקוודור), אנקרה (טורקיה), מלבורן (אוסטרליה), ניו יורק (ארה"ב), לימה (פרו).

ציינו באילו ערים השמש נמצאת בזנית במהלך השנה.

13. אילו היה עליכם להרכיב קולטים לדודי שמש בלונדון (אנגליה) ובמלבורן (אוסטרליה) – לאיזה כיוון הייתם מפנים את הקולטים בכל אחת מהערים? מדוע?

14. עיינו בעמודים 43-42, סרטטו במחברת טבלה כדוגמת הטבלה שלפניכם, והשלימו אותה.

בחצי הכדור הצפוני

תאריך, העונה, אורך היום והלילה

דצמבר, --, --

יוני, --, --

ספטמבר, --, --

מארס, --, --

בחצי הכדור הדרומי

תאריך, העונה, אורך היום והלילה

דצמבר, --, --

יוני, --, --

ספטמבר, --, --

מארס, --, --

15. א. התבוננו בתמונות הלוויין שלפניכם, התאימו לכל אחת מהן את התאריך שבו היא צולמה:

(בספר ארבע תמונות)

- 20 במארס

- 21 ביוני

- 22 בדצמבר

- 22 בספטמבר

ב. לגבי שתיים מן התמונות, יכולתם להחליף בין התאריכים. באילו תמונות מדובר? ומדוע יכולתם להחליף ביניהן?

16. אילו כוח המשיכה של הירח היה גדול יותר מכפי שהוא בפועל, איזו השפעה הייתה לכך על תופעת הגאות והשפל? בחרו אחת מן האפשרויות האלה:

א. מחזור הגאות והשפל היה מתרחש רק פעם ביממה.

ב. הפרשי הגובה בין מצב של גאות למצב של שפל היו גדולים יותר.

ג. הפרשי הגובה בין מצב של גאות למצב של שפל היו קטנים יותר.

ד. לא הייתה לכך כל השפעה על הגאות והשפל.

*53*

17. שערו מה היה קורה אילו ציר כדור הארץ היה מאונך (90 מעלות) למישור המילקה, ולא בנטייה אליו.

18. היעזרו במאמר "שמש שחורה" בכותר, והסבירו מדוע אין ליקוי ירח או ליקוי חמה פעם בחודש. עיינו בעיקר במדור "השמש המכאנית".

19. החודשים בלוח השנה העברי ובלוח השנה המוסלמי נקבעים על פי הירח, ואף על פי כן, השנה העברית שונה מהשנה המוסלמית. במה הן שונות זו מזו? כיצד נוצר השוני?

20. כתבו במחברת את המושג המתאים לכל אחת מן ההגדרות האלה:

א. כוח הקיים בין כל שני גופים חומריים בטבע, והוא תלוי במרחק ביניהם ובמסה שלהם.

ב. האזור בעולם שבו היום והלילה מתחלפים.

ג. המישור שבו חגים כל כוכבי הלכת (מלבד פלוטו) סביב השמש.

ד. קו האורך 180 מעלות, המשמש גבול בין שני תאריכים.

ה. הקו הדמיוני, העובר בין הקוטב הצפוני לקוטב הדרומי וסביבו מסתובב כדור הארץ.

ו. מצב שבו השמש נמצאת בזווית של 90 מעלות בדיוק מעל לפני הקרקע.

ז. זווית הנטייה של ציר הסיבוב של כדור הארץ ביחס למישור המילקה.

ח. מצב שבו כדור הארץ נמצא בדיוק בין השמש לבין הירח, והוא מטיל על הירח צל ומאפיל אותו.

*54*

פרק ד – חקר החלל

*54*

במרוצת הדורות גילו בני האדם עניין רב בנעשה מחוץ לכדור הארץ, ואולם הידע שצברו על אודות החלל היה מוגבל ביותר, ודמיונם של סופרי המדע הבדיוני היה הדבר הקרוב ביותר לאפשרות להציץ אל מרחביו הלא נודעים. לקראת סוף המאה ה-19 החל מדע האסטרונומיה להתפתח, ומאז ועד היום הרחיב האדם את היכרותו עם מרחבי היקום, ואף זכה לצאת אל מחוץ לגבולות כדור הארץ.

חקר החלל – אתגרים, אמצעים, תגליות

*54*

המחקר האסטרונומי מבוסס בראש ובראשונה על תצפיות ומדידות – כך היה בתקופות קדומות וכך גם בימינו, אלא שבמשך השנים מכשירי התצפית והמדידה השתכללו מאוד והם מאפשרים לנו לראות רחוק יותר ומדויק יותר אל מרחבי החלל. כך, לדוגמה, באמצעות טלסקופים משוכללים ומתוחכמים אסטרונומים יכולים לצפות בגופים המצויים במרחקים עצומים מכדור הארץ ואף למדוד את גודלם, חלליות מביאות אבנים מהירח לבדיקה, רכבי מחקר אוספים ובוחנים דגימות מקרקע המאדים ושולחים את הנתונים לכדור הארץ, גישושיות מונחתות מחלליות ומעבירות מידע ותצלומים, ומידע רב מתקבל גם באמצעים מכאניים, אלקטרוניים ואופטיים, המופעלים מכדור הארץ ומאפשרים לאסוף מידע מגופים רחוקים ללא מגע ישיר עמם. ניתוח התצפיות, והסקת מסקנות מהניתוח, מביאים להבנה הולכת ומעמיקה של גרמי השמים.

המרוץ לחלל החל לאחר מלחמת העולם השנייה על ידי המנצחות הגדולות במלחמה – ארצות הברית וברית המועצות. שתי המעצמות השקיעו הון רב בתחום זה מתוך שיקולים של יוקרה בין-לאומית ואינטרסים פוליטיים וצבאיים.

בריה"מ הקדימה את ארה"ב ושיגרה לחלל בשנת 1957 את "ספוטניק 1", הלוויין הראשון בתולדות האדם; אחריו היא שיגרה את הלוויין "ספוטניק 2", ובתוכו כלבה; וכמה שנים אחר כך שוגרה מבריה"מ חללית ובתוכה הקוסמונאוט יורי גגרין, שהיה האדם הראשון שיצא לחלל והקיף את כדור הארץ. בתוך 4 חודשים משיגור הלוויין הראשון על ידי הסובייטים, בראשית 1958, שיגרה ארה"ב את הלוויין הראשון שלה, "אקספלורר". כ-10 שנים אחר כך היא הייתה הראשונה שהנחיתה על הירח חללית ובה 3 אסטרונאוטים. מאז שומרת ארה"ב על מקומה בראש המדינות הפועלות בחקר החלל, אך כיום עוד מדינות עוסקות בנושא:

רוסיה, האיחוד האירופי, סין (המדינה השלישית בעולם ששיגרה אדם לחלל), יפן, הודו ועוד.

הסוכנויות המובילות בחקר החלל כיום הן: נאס"א – הסוכנות האמריקנית, איס"א- הסוכנות האירופית, וסוכנות החלל הרוסית. ישראל הצטרפה ל"מועדון מדינות החלל" ב-1988, עם שיגור עצמאי של הלוויין "אופק 1".

בפרק זה נבחן כמה מטכנולוגיות המחקר המשמשות בתחום האסטרונומיה, ונעמוד על כמה סוגיות המעסיקות את האסטרונומים.

(בספר תמונה:)

בשנת 2007, במסגרת תכנית "תמיס", נשלחו לחלל יחדיו, באותו טיל, 5 לוויינים נפרדים שתוכנתו לנוע במבנה כדי לחקור את תופעת זוהר הקטבים. לאחרונה הוסבו שניים מן הלוויינים למשימה חדשה – חקר האופן שבו רוחות השמש משפיעות על בליית פני הירח. בתמונה: שלבים אחרונים בהרכבת מסגרת הטיל סביב הלוויינים במרכז החלל ע"ש קנדי, אחד ממתקני סוכנות החלל האמריקנית נאס"א

*55*

טלסקופ החלל – תצפית למרחקים

הטלסקופ הוא מכשיר המשמש לצפייה בעצמים אשר בגלל ריחוקם עין האדם אינה יכולה להבחין בהם. גלילאו גליליי, איש מדע איטלקי שחי לפני כ-400 שנה, היה הראשון שצפה בגרמי השמים באמצעות טלסקופ. ההתפתחות הטכנולוגית שהתרחשה מאז הביאה לבנייתם של טלסקופים שהלכו והשתכללו, אך לכולם מגבלה אחת: האטמוספרה שמקיפה את כדור הארץ מסתירה ובולעת חלק ניכר מן הקרינה היוצאת מן הגופים השמימיים, והיא מפריעה לתצפיות אל החלל. כדי להתגבר על בעיה זאת התקינו תחילה טלסקופים בבלוני הליום ובמטוסים, ואחר כך בטילים ששוגרו לחלל וחזרו לאטמוספרה. הפריצה הגדולה בתחום הצפייה בגרמי השמים אירעה בשנת 1990, עם שיגורו של טלסקופ החלל על שם "האבל" אל מעבר לאטמוספרה. הטלסקופ חג סביב כדור הארץ במרחק ממוצע של 589 ק"מ, והוא מצויד בכנפיים סולאריות המשמשות לקליטת אנרגיה מן השמש, במערכת אופטית מתוחכמת, ובמצלמות המעבירות אל כדור הארץ את התמונות המצולמות בחלל – תמונות שלא נראו כמותן לפני כן.

מאז שיגורו הפך טלסקופ החלל האבל לכלי מחקר מרכזי בתחום האסטרונומיה, והוא מספק תמונות רבות, חדות וברורות, של גופים שמימיים רחוקים – גלקסיות, ערפיליות וכוכבים. חלק מן התמונות של הגלקסיות המרוחקות מאפשרות הצצה אחורה בזמן, שכן קרינת האור מגלקסיות אלה מגיעה אלינו כ-13 מיליארד שנה לאחר שיצאה מהן, ולפיכך התמונות מראות את הגלקסיות כשהיקום עדיין היה צעיר. המחקר של הגלקסיות בזמן היווצרותן שופך אור על השלבים הראשונים של היווצרות היקום.

נוסף על האבל מצויים בחלל עוד כמה טלסקופים חשובים החוקרים את גרמי השמים. לדוגמה, טלסקופ החלל "קפלר", ששוגר בשנת 2009 במטרה לחקור כוכבי לכת דמויי-ארץ מחוץ למערכת השמש, גילה לאחרונה כוכב לכת סלעי הגדול מכדור הארץ רק ב-40 אחוזים, ואשר גם הוא מקיף כוכב אחר בדרך דומה לדרך שבה כדור הארץ מקיף את השמש.

בעתיד הקרוב מתוכנן לשיגור עוד טלסקופ, שייקרא "ג'יימס וב" ואשר יהיה משוכלל הרבה יותר ויקיף את כדור הארץ במרחק של כ-1.5 מיליון ק"מ! יכולותיו הטכנולוגיות הגבוהות של הטלסקופ החדש יאפשרו לו לחפש את אור הכוכבים ואת הגלקסיות הראשונות שעיצבו את היקום לאחר המפץ הגדול, וכך יוכל האדם לחקור את התפתחות הגלקסיות ואת מוצא החיים. הטלסקופ עתיד להישלח לחלל על גבי טיל שיישא אותו למקומו בטיסה שתימשך 6 חודשים, ורק אז יחל הטלסקופ לפעול.

(בספר תמונה:)

טלקסקופ החלל "האבל", שמשקלו למעלה מ-11 טונות, מקיף את כדור הארץ במהירות של 7,500 מ' בשנייה, ומשלים הקפה מדי 97 דקות

(בספר תמונה:)

ערפילית בשם "ראש הסוס", כפי שצולמה מטלסקופ החלל "האבל"

*56*

מסעות אל הירח

בקרב גרמי השמים למיניהם – לירח, "שכננו" הקרוב ביותר, שמור מאז ומתמיד מקום מיוחד: הירח עורר את סקרנותה של האנושות משחר קיומה, אגדות נקשרו בו, והאסטרונומים הקדומים חקרו את תנועתו בקפדנות רבה. מעבר לעובדה שהוא מאיר את חשכת הלילה ולהיותו נושא להתייחסות רומנטית בתרבויות העולם, שימש הירח בעבר למדידת זמן ולסימון מועדי החגים ולוחות השנה.

בשנת 1961 הכריז ג'ון קנדי, אז נשיא ארה"ב, על הכוונה להנחית אדם על הירח עד לסוף אותו העשור. ואמנם, בשנת 1969 נחתה על הירח החללית אפולו 11, ולראשונה דרך האדם על גרם שמים מחוץ לכדור הארץ (ראו גם עמ' 12). האסטרונאוטים לא חזרו מן הירח בידיים ריקות: מלבד צילומי נופים מרהיבים, הם הביאו עימם מן הביקור מבחר מזכרות ובהן למעלה מ-360 ק"ג של סלעים ופיסות קרקע, שגם כיום ממשיכים לחקור אותם. לאבנים אלה יש חשיבות רבה: הן עוזרות להבין את מבנה הירח ואת תהליכי היווצרותו, ובאמצעותן אפשר ללמוד גם על תהליך היווצרותו של כדור הארץ. האסטרונאוטים השאירו במקום לוחיות עדות הנושאות את המסר שבני אדם מכדור הארץ ביקרו בירח מתוך כוונות שלום.

לאחר הנחיתה המפורסמת של החללית אפולו 11 בשנת 1969 שוגרו לירח עוד כמה חלליות מאוישות, שכולן נקראו "אפולו". לאחר כשלוש שנים של ביקורים תכופים פסקו המסעות המאוישים לירח – ומאז לא דרכה עליו רגל אדם. אך חקר הירח נמשך עד היום, ובשנים האחרונות מקיפה אותו חללית מחקר שאפשרה לחוקרים לסרטט מפות מדויקות ומלאות שלו.

(בספר תמונה:)

אתרי הנחיתה על הירח

*57*

תחנת חלל

במחצית השנייה של המאה ה-20 נבנו כמה תחנות חלל. תחנת חלל היא מבנה המשייט במסלול הקפה סביב כדור הארץ, בגובה כמה מאות ק"מ, ומשמש במשך שנים רבות למחקרים ולתצפיות. אסטרונאוטים המתחלפים כל כמה חודשים שוהים בתחנת החלל ומקיימים ניסויים רבים בסביבה הסגורה, שתנאי החיים בה שונים מאוד מאלה השוררים על פני כדור הארץ. הם חוקרים את התהליכים המתרחשים בגוף האדם ובחומרים שונים הנמצאים בסביבה של כבידה חלשה מאוד. תחנת החלל נבנית בהדרגה: מעבורות חלל מטיסות חלקים, ציוד ואנשי צוות, ואלה בונים את התחנה בחלל עצמו.

כיום שוהה בחלל תחנת חלל בין-לאומית אחת, שהיא מיזם משותף של סוכנויות החלל הגדולות בעולם. התחנה חגה סביב כדור הארץ בגובה של כ-400 ק"מ, והיא משלימה סיבוב אחד סביב כדור הארץ כל 91 דקות.

מעבורות חלל – "מוניות" שירות ומחקר

מעבורת החלל היא רכב חלל מאויש, המשמש ליעדים "קרובים" ומיועד לשימוש רב-פעמי. המעבורת משוגרת לחלל בדרך אנכית, כמו טיל, מקיפה את כדור הארץ בגובה נמוך יחסית, כמה מאות קילומטרים "בלבד", ונוחתת חזרה בדרך אופקית, כמו מטוס. מעבורת החלל הראשונה שיצאה למסע הקפה סביב כדור הארץ הייתה המעבורת "קולומביה". מסעה הראשון היה בשנת 1981, ומאז יצאה לעשרות משימות. ב-1 בפברואר 2003 התרסקה המעבורת קולומביה כשנכנסה חזרה אל האטמוספרה ובה שבעה אסטרונאוטים, בהם אל"מ אילן רמון הישראלי. כדאי לדעת כי במסעו ביצע אילן רמון ז"ל ניסוי מדעי שהוכן על ידי תלמידי בתי ספר בישראל. לצד פעילות מחקרית, מעבורות החלל משמשות גם מעין מוניות: הן מובילות ציוד ואסטרונאוטים אל תחנות החלל, ויוצאות לתקן ולתחזק את הטלסקופים המשייטים בו. נאס"א, סוכנות החלל האמריקנית, בנתה עד היום 5 מעבורות חלל פעילות, שביצעו יחד מעל 120 טיסות לחלל.

ואולם עידן מעבורות החלל מסתיים: לאחרונה שבה המעבורת "דיסקברי" ממסעה האחרון בחלל, וזאת כחלק ממגמה כוללת של נאס"א להשבית את פעילותן של מעבורות החלל הישנות שלה.

(בספר תמונה:)

תחנת החלל הבין-לאומית מרחפת מעל לאטמוספרה, כפי שצולמה ממעבורת החלל אטלנטיס. מדי פעם אפשר לראות את תחנת החלל בשמי הערב או הבוקר גם בעין, כשהיא חולפת מאופק לאופק

(בספר תמונה:)

שיגור מעבורת החלל דיסקברי. בצידה השמאלי של התמונה ניתן להבחין במעבורת החלל קולומביה

*58*

האתגרים בשיגור חלליות, לוויינים ומעבורות לחלל

שיגורם של כלי רכב שונים לחלל הוא משימה מורכבת – המערכות והחלקים הרבים המרכיבים אותם חייבים לעמוד בתנאים קשים ולפעול באורח תקין ובתיאום מושלם. תקלות בפעילותן של החלליות והמעבורות הן כנראה בלתי נמנעות, ועד כה נספו 21 אסטרונאוטים בהמראה לחלל או בחזרה ממנו – בהם אל"מ אילן רמון, האסטרונאוט הישראלי שנספה באסון מעבורת החלל "קולומביה".

כדי ששיגורם של רכבי חלל, מאוישים ולא מאוישים, יצליח, יש להתגבר על בעיות רבות. הנה כמה מהן:

- כל רכב חלל צריך להתגבר על הכבידה של כדור הארץ כדי לצאת מתוך האטמוספרה אל החלל. לצורך זה עליו להגיע למהירות קרובה למהירות המילוט: המהירות המינימאלית שבה יש לשגר גוף מפני כדור הארץ כלפי חוץ בלי שהכבידה תגרום לעצירת התרחקותו ולהחזרתו ארצה (כ-40,000 קמ"ש). רכב החלל צריך להגיע למהירות זאת מהר ככל האפשר, כדי שמשקל הדלק המשמש לצורך שיגורו לא יאט את טיסתו. לצורך זה יש לשגר אותו על מעין טיל ענק, שהוא כמו פצצה, ההופכת את שלב השיגור למסוכן. חשוב לציין כי לוויינים ומעבורות המתוכננים להישאר במסלול סביב כדור הארץ אינם מגיעים למהירות המילוט, שכן אחרת לא היו נשארים במסלול סביב כדור הארץ!

- רכב החלל המאויש צריך לספק לאסטרונאוטים את כל הנחוץ להם לשהות ממושכת בחלל: כל כמות החמצן הדרושה לנשימה (מאחר שבחלל אין אוויר), וכן מים ומזון. על רכב החלל לשמור על בקרת טמפרטורה, לספק לאסטרונאוטים הגנה מפני קרינה, ולדאוג לסילוק הפסולת. ומאחר שגוף האדם אינו ערוך לתפקד בתנאים של חוסר משקל, האסטרונאוטים עלולים ללקות בתופעות כגון ניוון שרירים ואובדן סידן בעצמות, וגם לכך יש לתת פתרון. כן יש להיערך להשפעות הפסיכולוגיות הנובעות משהות ממושכת במרחב קטן וסגור עם עוד אנשים.

- גם החזרה של רכבי החלל לכדור הארץ היא אתגר, שכן החיכוך הרב בכניסה לאטמוספרה יוצר חום שעלול להתיך כל גוף העשוי מתכת. לשם כך נחוצים לרכבי החלל מגיני חום מיוחדים. נוסף על כך יש להאט את הרכב למהירות המתאימה ולהכניסו לאטמוספרה בזווית המתאימה, ולעתים להשתמש במצנחי בלימה להאטת המהירות.

- בעיה קשה וחסרת פתרון (לעת עתה) היא קיומה של כמות מרובה של "פסולת חלל" במסלול סביב כדור הארץ (ראו עמ' 61-60).

הסיכונים הכרוכים בשיגור בני אדם לחלל, והמורכבות הרבה הנובעת מכך, גורמים לכך שמרבית המשימות המדעיות בחלל אינן מאוישות והן מבוצעות על ידי רובוטים ששיגורם זול הרבה יותר ואינו כרוך בסיכון חיים.

(בספר תמונה:)

אל"מ אילן רמון במעבורת החלל קולומביה

(בספר תמונה:)

גישושית שנשלחה למאדים במטרה לבצע בדיקות גאולוגיות ולבדוק אם קיימים על פניו מים

*59*

חלליות מחקר – מסע במערכת השמש

המסע אל כוכבי הלכת המקיפים את השמש הוא מסע ממושך ומסוכן לבני האדם. לצורך חקר כוכבי הלכת נבנות גם חלליות מחקר לא מאוישות, המופעלות בשליטה מרחוק. חלליות אלה נשלחות אל גרמי השמים השונים במערכת השמש כשהן מצוידות בציוד מחקרי מגוון, במצלמות משוכללות ובמערכות תקשורת המעבירות לכדור הארץ את הצילומים והנתונים. חלליות המחקר שוהות בחלל זמן ממושך, וחלקן משוגרות למרחקים עצומים – לכוכבי הלכת הרחוקים יותר, לחגורת האסטרואידים, לעבר שביטים ולעבר השמש.

ממסעותיהן של חלליות המחקר הצטבר ידע רב על הגופים המרוחקים האלה. הנה כמה דוגמאות:

- על פני ירח בשם "אירופה", אחד מהירחים של צדק, התגלו קרחוני קרח-מים שכנראה צפים על אוקיינוס בוץ רחב ממדים.

- על הירח הענק טיטאן, המקיף את כוכב הלכת שבתאי, התגלו אגמים של נוזל (כנראה מתאן).

- על הירח אנקלדוס (ירח של שבתאי) התגלו גייזרים הפולטים אדי מים לחלל, ועל הירח טריטון (ירח של פלוטו) התגלו גייזרים של חומר כהה.

- חלליות מחקר שנשלחו לכיוון השמש, הביאו צילומים מרהיבים של התפרצויות השמש.

מה יוצא לנו מזה

לצד הידע המדעי הרב ההולך ומצטבר, התפתחותו של חקר החלל שינתה את חיינו כאן, על פני כדור הארץ, בתחומים רבים. למשל: בזכות אלפי הלוויינים ששיגר האדם לחלל והם נעים סביב כדור הארץ, אנו רואים שידורי טלוויזיה מכל קצווי כדור הארץ, משוחחים בטלפונים הסלולאריים, מנווטים באמצעות מערכות ג'י-פי-אס, חוזים את מזג האוויר ביתר דיוק ולטווח הארוך, ואוספים מידע על השינויים האקולוגיים המתרחשים על פני כדור הארץ. חקר החלל מסייע גם בגילויים בתחומי הפיזיקה, הכימיה, הביולוגיה והרפואה. לדוגמה: תהליך בריחת הסידן מן העצמות, המתרחש בגוף האדם גם על פני כדור הארץ, מתרחש במהירות גדולה יותר אצל אסטרונאוטים השוהים בחלל בתנאים של כוח כבידה נמוך. מעקב אחר האסטרונאוטים הוסיף לחוקרים ידע רב על התופעה ועל הדרכים לריפויה. גם המצאות מועילות המוכרות לנו מחיי היום-יום – מקורן בציוד המשמש בחקר החלל. לדוגמה: מכשירים ומחשבים מוזערו במיוחד לצורך מסעות בחלל, הומצאו חומרי בידוד מיוחדים, ואפילו סרט ההדבקה – הסקוטש – הומצא כדי למנוע מחפצים לרחף במעבורות החלל.

ובאשר לעתיד – ייתכן כי חוקרי החלל ימצאו מקורות חדשים לחומרי גלם לשימוש האדם, או אזורים חדשים להתיישב בהם, ומי יודע – אולי אף יימצאו חיים מחוץ לכדור הארץ, ואלה ישנו את חיינו כאן, על פני כדור הארץ.

(בספר תמונה:)

הסערה העצומה על פני צדק נראית בתצלום כעין, והיא גדולה פי כמה מכדור הארץ כולו...

(בספר תמונה:)

סופת אבק מגיעה ממדבר סהרה אל חופי ישראל (תצלום לוויין)

*60*

פסולת מעשה ידי אדם – גם בחלל

במהלך השנים הצטברה סביב כדור הארץ פסולת חלל – פסולת שמקורה בפעילות האדם בחלל, ובה לוויינים משומשים, חלקי טילים, שברי חלליות ועוד. עקב הכבידה של כדור הארץ, עצמים אלה אינם נעלמים ביקום האינסופי אלא הם נעים במהירות במסלולי הקפה סביב כדור הארץ – רובם בגובה "נמוך" (עד למרחק של 2,000 ק"מ מכדור הארץ), ואחרים גבוה (רחוק) יותר.

למעלה מחצי מיליון חתיכות אשפה כאלה הנעות בחלל, הן מטרד בטיחותי חמור, שכן התנגשות בינן לבין כלי רכב חלליים או אסטרונאוטים המבצעים פעילות מחוץ לרכב החלל, עלולה לגרום נזק כבד. הסיכון הכרוך בהתנגשות נובע ממהירות התנועה הגבוהה: פיסות האשפה נעות במהירות של 30-20 אלף קמ"ש ואף יותר, ומאחר שמהירותם של כלי הרכב החלליים דומה לכך – גם מפגש עם פיסת אשפה שגודלה אינו עולה על גודל אפון, עלול להיות קטלני. נזק נוסף שעלול להיגרם מפסולת החלל קשור לאפשרות שתגיע לאטמוספרה של כדור הארץ.

(בספר תמונה:)

הדמיה ממוחשבת של העצמים הנעים סביב כדור הארץ- 95 אחוזים מתוכם הם פסולת חלל. כל נקודה מייצגת עצם שתנועתו מצויה במעקב. כדי שיהיה אפשר לראותן – קנה המידה של כל נקודה גדול יותר מקנה המידה של כדור הארץ

אחד האירועים הבולטים ביצירת פסולת חלל אירע בשנת 2009, כאשר שני לוויינים התנגשו ויצרו ענן עצום של שברי חלל, וכ-1,800 שברי חלל שגודלם עולה על 10 ס"מ.

הגידול המתמשך בהיקף השיגורים לחלל, לצד הגידול המתמשך בהיקף הפסולת הנעה בחלל, מחריפים את סכנת ההתנגשות ומחייבים את אנשי מדע החלל בעולם למצוא פתרונות לבעיה. לצד הוספת שכבות מיגון לרכבי החלל ולחליפות האסטרונאוטים, מהנדסי החלל משתדלים להימנע מלייצר פסולת חלל במהלך תהליך השיגור, ולהחזיר אל כדור הארץ לוויינים ועצמים אחרים שסיימו את תפקידם בחלל. כמו כן מועלים רעיונות שונים לסילוק פסולת חלל קיימת – משימות שנועדו

*61*

"לטאטא" פסולת כזאת חזרה לכדור הארץ, או שימוש בלייזרים קרקעיים שיאיצו את מהירות השברים ויעלו אותם למסלול רחוק יותר מכדור הארץ.

עד שיחל ביצוע המשימה היקרה – ניקוי החלל מן הפסולת – יש חשיבות רבה למיפוי העצמים הנעים סביב כדור הארץ ולחיזוי מסלולם, תוך פיתוח מנגנוני התרעה המזהירים מפני התקרבותם. כבר כיום פועלים מגוון מתקני מעקב כאלה, אך הם מסוגלים לגלות אובייקטים רק מגודל מסוים ומעלה. משמעות הדבר היא שמיליוני שברים קטנים יותר אינם נתונים במעקב והם עלולים לגרום נזק.

מידע רב על גרמי השמים הצטבר בידינו הודות לפעילות נרחבת של מדענים וסוכנויות חלל במדינות שונות. אך לצד הידע שנצבר – רב הנסתר על הגלוי, ומרחבי היקום טומנים בחובם "סודות" רבים הממתינים להתגלות. אלא שלצד האתגרים המקצועיים העומדים לפני האנושות המבקשת להמשיך ולחקור את מרחבי היקום, ניצבות גם שאלות ערכיות מסובכות: הטלסקופים, החלליות, סוכנויות החלל, תחנות החלל, מעבורות החלל, המחקרים המדעיים – כל אלה ועוד כרוכים בהוצאות עצומות. אין פלא כי מדינות רבות מתחבטות בשאלה באיזה היקף לתקצב את חקר החלל, ורבות מסוכנויות החלל הגדולות נאבקות על תקציביהן. ומה דעתכם? האם נכון להקצות לחקר החלל תקציבים גדולים, או שמא נכון יותר להפנות אותם לטיפול בעניינים הבוערים כאן, על פני כדור הארץ?

(בספר תמונה:)

בשנים האחרונות עסקו בנאס"א בתכנון כלי טיס חדש, שהיה אמור להיות פסגת הטכנולוגיה והחדשנות – החללית המאוישת אוריון. אוריון הייתה מיועדת להיות בטוחה יותר ובעלת טכנולוגיות חדישות יותר מאלה שהיו קיימות עד היום. ואולם עלותו הגבוהה של המיזם גרמה בשנת 2011 לביטולו. בתמונה: הדמיה של אוריון במסע סביב הירח. משני צדיה של אוריון אפשר להבחין בפאנלים הסולאריים שהיו אמורים לספק לה אנרגיה

*62*

עוד מבט: האם ייתכנו חיים ביקום?

האם אנחנו לבד? האם יכולים להתקיים ביקום חיים מחוץ לכדור הארץ? ואם כן, היכן? והאם נצליח אי פעם לתקשר עמם? שאלת ההיתכנות של חיים הדומים לחיים על פני כדור הארץ במקומות אחרים בחלל, היא אחת השאלות המרתקות המעסיקות את האנושות. העובדה כי קיימים ביקום עוד מיליארדי כוכבים הופכת את האפשרות שיש עוד כוכב או כוכבים, שקיימים בהם התנאים ההכרחיים להתפתחות חיים, לאפשרית ואפילו סבירה. אנשי מדע מתחומים שונים חוקרים את ההיבטים השונים של שאלות אלה, והם מפתחים כלים לאיסוף מידע שיעזור לענות על השאלה.

קשה להגדיר במדויק מהם חיים ומהם התנאים המדויקים לקיומם. ברחבי כדור הארץ מתקיימים חיים במגוון צורות ובמגוון תנאי חיים, המתאימים ליצורים מסוימים אך הם בלתי אפשריים ליצורים אחרים. כדי לחפש סביבות שבהן ייתכנו חיים, חייבים להגדיר את המשותף לחיים המגוונים המוכרים לנו על כדור הארץ, ולחפש מאפיינים דומים ביקום. נבדוק מהם התנאים הבסיסיים ליצירת החיים המוכרים לנו על פני כדור הארץ, ונברר מה ידוע עד היום על קיומם של תנאים כאלה ברחבי היקום.

התנאים הבסיסיים ליצירת החיים על פני כדור הארץ, מה ידוע על קיום תנאים באלה ברחבי היקום?

הימצאותם של חומרים אורגאניים המבוססים על היסודות פחמן, חמצן, חנקן ומימן, שהם המרכיבים הבסיסיים של התא החי, חומרים אורגאניים מצויים בשפע כמעט בכל מקום: בענני גז ואבק שבהם נוצרים הכוכבים, בשביטים במערכת השמש, באסטרואידים ובכוכבי הלכת.

קיום אטמוספרה המאפשרת מחזור מים והגנה מפני קרינה מסוכנת מן השמש, אטמוספרה, במידה זו או אחרת, יש לרוב כוכבי הלכת.

קרבה מתאימה לכוכב דמוי שמש – קרבה המאפשרת קיומם של אנרגיה ואור במידה המתאימה (לא כוכב מאסיבי הפולט קרינה רבה מדי, ולא כוכב קר ועמום מדי), בגלקסיה שלנו יש מאות מיליוני כוכבים דמויי שמש, ועד היום נתגלו מאות מערכות שמש מחוץ למערכת השמש שלנו. אמנם ברוב מערכות השמש שנתגלו – כוכבי הלכת מצויים קרוב מדי לכוכב המרכזי, והם גזיים, אך העובדה שהתגלו מערכות שמש כה רבות מרמזת על האפשרות שאי שם קיים כוכב לכת סלעי המקיף את השמש שלו במרחק המתאים.

הימצאותם של מים נוזליים, קיימות עדויות להימצאות מולקולות מים סביב כוכבים רחוקים, וכן כמעט בכל מקום במערכת השמש – או בצורת אדים באטמוספרות של כוכבי לכת, או, באופן שכיח יותר, בצורת קרח.

קיום שדה מגנטי – תנאי חיוני להגנה על צורות החיים מהקרינה הקוסמית, ככל הידוע עד היום, רק לכדור הארץ יש שדה מגנטי המאפשר הגנה מפני קרינה קוסמית.

יציבות בתנאי האקלים (תנודות חריפות בתנאי האקלים פוגעות בהתפתחות חיים), טרם התגלה כוכב לכת שהירח שלו, בדומה לירח של כדור הארץ, שומר על כך שהנטייה של ציר הסיבוב שלו תישאר קבועה, ועקב כך תישמר יציבות בתנאי האקלים שעל פניו.

הימצאות מקור אנרגיה, הדרוש לקיום תהליכים כימיים שבהם נוצר חומר חדש (למשל, אנרגיה חשמלית מברקים או מהתפרקות רדיואקטיבית ספונטאנית), ברקים המשמשים כמקור אנרגיה נצפו גם בצדק ובנוגה.

מדע האסטרוביולוגיה, העוסק בשאלת קיום חיים בחלל, עדיין נמצא בראשית דרכו. עם העמקת הידע שלנו על מבנה כוכבי הלכת, הירחים והשביטים במערכת השמש שלנו, ועם גילוי מערכות שמש אחרות, נוכל לקבל הערכה טובה יותר לאפשרות של קיום חיים בחלל, כפי שהם מוכרים לנו, וכמובן, ייתכנו גם צורות חיים שאינן מוכרות לנו כלל...

(בספר תמונה:)

סקרנותם של בני האדם לנוכח אפשרות קיומם של חיים מחוץ לכדור הארץ משמשת כר פורה לסיפורים ולסרטים רבים, המדמיינים את החיים האלה ואת המפגש של האנושות עמם. בתמונה: בול משנת 1967 מברית המועצות, ובו תיאור בדיוני של החיים על פני הירח

*63*

מבזק סיכום

- בחקר החלל חלה בדורות האחרונים התפתחות מרשימה. זאת בזכות מכשירי התצפית והמדידה, שהשתכללו מאוד והם מאפשרים לנו לראות רחוק יותר ומדויק יותר אל מרחבי החלל.

- חקר החלל תורם לאנושות בהרחבת הידע ובפיתוח טכנולוגיות מתקדמות, הן בתחום האסטרונומיה והן בתחומים רבים נוספים (מדע, רפואה, תחבורה, מכשור אלקטרוני ועוד).

- במרחבי היקום שוררים תנאים העשויים לאפשר היווצרות חיים הדומים לאלה שעל פני כדור הארץ, ואולם אלה טרם התגלו.

- העלויות הכרוכות בחקר החלל עצומות, והן מגבילות את התפתחות המחקר.

- על אף ההתפתחות הרבה בחקר החלל, עדיין רב הנסתר על הגלוי בתחום זה.

פעילויות לחזרה ולסיכום

1. מהו המושג המתואר בכל אחת מההגדרות האלה:

א. המהירות הנחוצה לרכב חלל כדי להשתחרר מהכבידה של כדור הארץ.

ב. מבנה המשייט במסלול הקפה קבוע סביב כדור הארץ לאורך זמן.

ג. רכב חלל המשוגר למסלול של הקפת כדור הארץ.

ד. מכשיר המשמש לצפייה בעצמים אשר בגלל ריחוקם הם קטנים מכדי שהעין תבחין בהם.

ה. הלוויין הראשון בתולדות האדם.

ו. סוכנות החלל האמריקנית.

2. התגלית המהפכנית המרכזית של האסטרונום הפולני קופרניקוס ושל עוד כמה מדענים, סיכנה את מעמדם ואת שלומם. אחד מהם אף שילם בחייו. עיינו בכותר במאמר "ארבעה שנסעו אל השמש העומדת", וכתבו: מה הייתה התגלית? מי התנגד לה, ומדוע?

3. לפניכם רשימה של מכשירים ושיטות לחקר החלל: צפייה בעין בגרמי השמים, טלסקופ חלל, חלליות, מעבורות ותחנות מחקר מאוישות, חלליות מחקר לא מאוישות. סכמו בטבלה את היתרונות והחסרונות של כל אחד מהמכשירים והשיטות.

4. א. מדוע שולחים טלסקופים מעבר לאטמוספרה של כדור הארץ?

ב. בזכותם של טלסקופים משוכללים יש בידינו תמונות רבות של גלקסיות רחוקות, ואולם אין בידינו תמונה מלאה של גלקסיית שביל החלב. מדוע?

5. התבוננו בכותר במצגת המעלה את האפשרות שנחיתת האדם על הירח לא התרחשה במציאות אלא בוימה לצרכים פוליטיים.

א. רשמו את הטענות המובאות כדי להטיל ספק שהנחיתה אמנם התרחשה.

ב. קראו בכותר את המאמר "נחיתת האדם על הירח – מציאות או דמיון", ולצד כל אחת מן הטענות שרשמתם בסעיף הקודם, כתבו איך המאמר מפריך אותה.

6. מתברר כי השפעתו של האדם על הסביבה אינה מסתיימת בגבולות כדור הארץ:

א. מהו מקור הפסולת בחלל?

ב. מדוע פסולת החלל מסתובבת סביב כדור הארץ ואינה נבלעת בחלל האינסופי?

ג. מהן הסכנות הכרוכות בקיומה של פסולת בחלל? אילו רעיונות מוצעים לפתרון הבעיה?

*64*

7. קראו את הידיעה שלפניכם:

גילוים של 32 כוכבי לכת חדשים מחוץ למערכת השמש שלנו מגדיל ליותר מ-400 את מספר כוכבי הלכת שהתגלו עד עתה מחוץ למערכת השמש. "אני די בטוח שיש כוכבים דמויי כדור הארץ בכל מקום ביקום," אמר האסטרונום סטפן אודרי מאוניברסיטת ז'נבה בשווייץ.

האסטרונומים התרגשו במיוחד לגלות כי ל-40 אחוזים מהכוכבים דמויי השמש יש כוכבי לכת הקרובים בגודלם לכדור הארץ. הגילוי מראה כי קיומם של כוכבי לכת הדומים לכדור הארץ הוא אפשרי ואפילו רווח הרבה יותר ממה שציפו. (מן העיתונות)

א. מה אפשר ללמוד מגילוים של מאות כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש שלנו?

ב. רשמו לפחות 3 תנאים הנדרשים לקיום חיים מחוץ לכדור הארץ?

ג. מה דעתכם בסוגיית קיומם של חיים מחוץ לכדור הארץ?

8. א. נסחו 3 שאלות הקשורות לחקר החלל ומעוררות בכם סקרנות.

ב. הציעו רעיונות כיצד ניתן לחקור את השאלות שהעליתם.

9. בחרו גוף שמימי במערכת השמש והציעו נושאי מחקר הקשורים בו ומעניינים אתכם. תכננו משימת מחקר ותארו על אילו בעיות עליכם להתגבר במשימה זאת (מרחק, תנאים על פני הגוף השמימי, ציוד לביצוע המשימה). לצורך העניין – אין לכם מגבלות כספיות, אך כל הצעה חייבת להתאים לידע מדעי.

10. היכנסו ל"אתר הידען" בכותר, ובחרו אחד מהמאמרים הקשורים לחקר החלל. הכינו תבנית לסיכום המאמר וסכמו בתוכה את עיקרי המידע המופיע במאמר.

11. לפניכם כמה משפטים המצביעים על היבטים שונים של חקר החלל. קראו אותם ודונו בקבוצה בשאלה: האם יש להמשיך ולחקור את החלל במלוא הקצב ובמיטב המשאבים – או שיש לחסוך במשאבים אלה ולהשקיעם במטרות אחרות על פני כדור הארץ?

א. הניסויים שעשו אסטרונאוטים במעבורת החלל אפשרו לחוקרים לשפר את התרופה המאיטה את קצב בריחת הסידן מן העצמות אצל חולים הסובלים מבריחת סידן.

ב. שליחת אנשים לחלל היא סיכון מיותר. אפשר לערוך ניסויים בחלל באמצעים של בקרה מרחוק.

ג. שיגור לוויינים למסלול סביב כדור הארץ מאפשר תקשורת סלולארית, שידורי טלוויזיה ברחבי העולם, חיזוי מזג האוויר, ועוד אפשרויות שלא היו קיימות לפני עידן הלוויינים.

ד. חיפוש אחר חיים מחוץ לכדור הארץ, וחקירת האפשרות להתיישב בחלל או להוביל ממנו משאבים לכדור הארץ, הם תהליכים שמקדמים את האנושות לעבר עתיד טוב יותר.

ה. במחיר העלות של בניית תחנת החלל הבין-לאומית היה אפשר לספק מזון לכל הרעבים ביבשת אפריקה במשך עשרות שנים.

ו. תכניות החלל של ארה"ב מועילות בעיקר למעמדה בעולם, ואינן מוסיפות תועלת של ממש למדע היישומי.

ז. "רבים אומרים שחקר החלל הוא חלק מהייעוד שלנו, אבל למעשה זוהי חובתנו לדורות הבאים, במטרה להבטיח את הישרדותו של הגזע האנושי." (האסטרונאוט באז אולדרין, 2006)

ח. עלות בנייתה של מעבורת החלל "אנדוור", המעבורת האחרונה שבנתה נאס"א לאחר התרסקות המעבורת קולומביה, הייתה 1.7 מיליארד דולרים, והערכות העוסקות בעלות בנייתה ואחזקתה של תחנת החלל הבין-לאומית מדברות על יותר מ-100 מיליארד דולרים.

*65*

יחידה 2 – מזג אוויר ואקלים – תהליכים מחזוריים באטמוספרה

*65*

לתנאי האקלים ומזג האוויר השוררים באזורים שונים של כדור הארץ יש השפעה רבה על אורח החיים של בני האדם. עובדה זאת ניכרת, למשל, בבגדים שאנחנו לובשים, בחומרים שאנחנו משתמשים בהם לבנייה, בסוגי הגידולים שהחקלאים מגדלים, ובחימום ובקירור הסביבה שאנחנו חיים בה. בכל אזור בכדור הארץ שורר אקלים בעל נתונים אקלימיים ממוצעים שונים, המתקיימים במשך תקופת זמן ארוכה, למשל: כמות משקעים שנתית ממוצעת, טמפרטורה עונתית ממוצעת ובמשטר רוחות אופייני. מזג האוויר, לעומת זאת, אינו קבוע לאורך זמן אלא הוא נתון לשינויים מתמידים, המתרחשים בתוך כמה שעות או כמה ימים. על פי נתוני מזג האוויר אנחנו מחליטים החלטות שונות בחיי היום-יום שלנו, למשל: לפי תנאי מזג האוויר אנחנו מחליטים אילו בגדים ללבוש, האם לצאת לטיול או האם ללכת לרחוץ בים וכדומה. לעתים מתקיימות ברחבי כדור הארץ תופעות מזג אוויר קיצוניות, בעלות עוצמה רבה, כמו סופות הוריקן, סופות טורנדו, גשמי מונסון ועוד. תופעות אלה, הגורמות להרס ולנזקים כבדים, מדווחות בהרחבה באמצעי התקשורת.

נפתח את היחידה בתיאור אירוע קיצוני. וכדי להבין כיצד אירועים כגון זה מתרחשים, נצא למסע במרחבי האטמוספרה העוטפת את כדור הארץ, ונבין מהי האטמוספרה ומהם התהליכים המתרחשים בה. בהמשך נחקור את מרכיבי האקלים העיקריים – הטמפרטורות, המשקעים, לחץ האוויר והרוחות – ונכיר את אזורי האקלים השונים בעולם. לסיום, נסקור את ההשפעה שיש לאדם על ההתחממות הגלובאלית ועל בעיות זיהום האוויר, ונבדוק אם אפשר לצמצם את הנזקים שתופעות אלה גורמות.

*66*

לפני שמתחילים... סופות הרס

*66*

בחודשים אפריל-מאי 2011 פקדה סדרה של סופות טורנדו כמה מדינות בארצות הברית – מדינות שהן חלק מהאזור המכונה "סמטת הטורנדו" – אזור של מישורים גדולים במרכז ארצות הברית, המועד לסופות אלה. סדרת סופות הטורנדו גרמה ללמעלה מ-500 הרוגים, מאות פצועים, ואלפי בני אדם חסרי בית. נזק רב מאוד נגרם לרכוש בכל האזורים שנפגעו, הן רכוש אישי והן תשתיות רבות. זהו גל סופות הטורנדו הקשה ביותר הפוקד את ארצות הברית בעשרות השנים האחרונות.

כאשר החזאים מזהים כי נוצרו תנאים מסוכנים ובתוך דקות ספורות עלולה להתרחש סופה, הם מפעילים את מערכת ההתרעה. צפירות אזעקה עולות ויורדות נשמעות ברחבי האזור, והן משמשות סימן ברור לתושבים כי עליהם להתכונן לסופה העלולה לעבור באזור מגוריהם בתוך זמן קצר. וכך, כאשר עמוד הסופה האפור מתקרב אל היישובים, מרבית התושבים מצליחים לרדת אל המרתפים ואל חדרי ביטחון. התושבים למודי-הניסיון המתגוררים באזורים האלה מכינים מבעוד מועד ציוד חירום – פנסים, טלפונים, שמיכות, חפצי ערך ומזון. הרוחות העזות שב"משפך" הטורנדו, המסתחררות במהירות של למעלה מ-250 קמ"ש, מפילות קירות בתים, הורסות עמודי חשמל וגדרות ואפילו מעיפות באוויר מכוניות וגגות בתים. חלק גדול מן הנזקים נגרם כאשר אלה נוחתים חזרה על פני האדמה ומתפרקים.

סופת הטורנדו הורסת את כל הנמצא על נתיבה, אבל מעבר לשוליה לא נגרם כל נזק.

למרות מערכת ההתרעה המשוכללת הקיימת באזורים המועדים לסופות טורנדו, ולמרות ההיערכות המוקדמת, נפגעים, לעתים אף קשות, המבנים, כלי הרכב והתשתיות השונות, ויש אף פגיעות בנפש, כפי שקרה בסדרת הסופות שפגעה בארה"ב.

וכך מתארת נערה צעירה את אשר התרחש בביתה:

"(...) היה שקט מאוד בחוץ. בחדשות הודיעו שסופת טורנדו מתקרבת לאזורנו. ראינו ממרחק את הסופה – עמוד אפור, מעין משפך בין העננים בשמים לבין האדמה, נע במהירות לכיווננו. נשמעה אזעקה ומיד החלה מין נהמה של רוח מתגברת. ירדנו אל המרתף מצוידים בפנסים, בטלפונים, בשמיכות, בארנקים ובחפצים נוספים.

הנהמה התגברה במהירות והפכה לרעש מחריש אוזניים של רוחות חזקות. שמענו חפצים מכים בבית והיה נדמה לנו שהגג עף. כעבור כמה דקות, שנראו לנו ארוכות מאוד, הטורנדו חלף ועבר.

יצאנו מן המרתף וראינו שאכן, חלק מהגג עף וחפצים רבים, כולל מיטות וארונות, נעלמו מן החדרים בקומה השנייה והיו מוטלים שבורים במרחק מה בחצר. כמה עצים הגובלים בגינת הבית היו מוטלים כששורשיהם באוויר, עמודי חשמל נעלמו, וכך גם גדר הבית. לשורת הבתים שהייתה בנתיב הטורנדו נגרמו נזקים רבים, ורק הודות לאזהרות המקדימות לא נפגע איש. הדבר המוזר הוא שבמרחק של כ-100 מ', באזור שהיה מחוץ לנתיב הטורנדו, לא נפגע דבר. כאילו כלום לא קרה (...)"

(מעובד על פי טקסט שהופיע בבלוג העוסק בחוויות בעקבות סופות טורנדו)

(בספר תמונה:)

רוחות מסתחררות במשפך של סופת טורנדו והן הורסות את כל הנקרה בדרכן

(בספר תמונה:)

לאחר שחלפה הסופה היא הותירה אחריה נזקים רבים, כולל הרס של אסמי תבואה. שימו לב לאסמים שהיו מחוץ לנתיב הסופה (המסומן בתמונה על ידי שני קווים מקבילים) ולא נפגעו כלל

*67*

סופות הטורנדו הן רק סוג אחד של סופות הרסניות בעלות עוצמה רבה והשפעה רבה. ודאי ראיתם ושמעתם באמצעי התקשורת את הדיווחים על סופות הרסניות אחרות הגורמות לנזקים לאדם ולרכוש ברחבי העולם – סופות הוריקן, שיטפונות, סופות אבק וחול ועוד. הסופות ההרסניות לסוגיהן אינן בשליטתו של האדם, ועם זאת, בזכות הידע המדעי והטכנולוגיות החדשות משתכללות הדרכים להתרעה מפניהן, להיערכות לקראתן ולהתמודדות עם נזקיהן. ביחידה זאת נסביר את המנגנונים השונים ואת התהליכים היוצרים תופעות מזג אוויר שונות, ובהן סופות ההרס האלה.

(בספר תמונה:)

הגלים העצומים שנוצרו במפרץ מכסיקו בעת סופת ההוריקן קטרינה, "העלו" ספינות גדולות והשליכו אותן לחוף

(בספר תמונה:)

הצפות שנגרמו בעקבות סופת ההוריקן "קטרינה", שפגעה אנושות בעיר ניו אורלינס בדרום ארה"ב בשנת 2005

פעילות

חפשו במקורות מידע שונים, ברשתות התקשורת וברשת האינטרנט, ידיעות הנוגעות לסופת הרס שהתרחשה לאחרונה.

א. תארו את מיקומה של הסופה ואת מהלכה מרגע שהחלה ועד שהסתיימה.

ב. תארו את הנזקים שגרמה הסופה לבני האדם, לרכוש ולסביבה.

ג. תארו את מהלך השיקום לאחר הסופה. בתשובתכם התייחסו גם ליכולת של המדינה הנפגעת לסייע לאזרחיה, וגם לסיוע שקיבלו הנפגעים מארגונים בין-לאומיים וממדינות העולם השונות.

*68*

פרק א – קרינת השמש והאטמוספרה

*68*

לקרינת השמש ולאטמוספרה העוטפת את כדור הארץ יש תפקיד מרכזי בקיום החיים על פני כדור הארץ. מהי קרינת השמש? מהי האטמוספרה, ומהו המבנה שלה? ומה קורה כאשר קרינת השמש עוברת באטמוספרה ומגיעה אל פני כדור הארץ? בכך נעסוק בפרק זה.

(בספר תמונה:)

מים, צמחייה, שלגים, בעלי חיים ובני אדם – כל אלה ועוד מושפעים מקרינתה המבורכת של השמש

קרינת השמש

*68*

קרינת השמש, היא המעניקה לעולמנו אור וחום – בלעדיה היה העולם חשוך, קפוא וחסר חיים. קרינת השמש היא מקור האנרגיה של התהליכים המתרחשים בכל המערכות (הספרות) של כדור הארץ:

- באטמוספרה: קרינת השמש מחממת את האוויר באטמוספרה ואת פני השטח של כדור הארץ, והיא הכוח המניע את תופעות מזג האוויר והאקלים – הרוחות, המשקעים וכדומה.

- בהידרוספרה: קרינת השמש גורמת להתאדות המים, והיא הגורם המניע את מחזור המים בטבע.

- בביוספרה: קרינת השמש היא מקור האנרגיה לתהליך ההטמעה (פוטוסינתזה) בצמחים.

- בגאוספרה: קרינת השמש היא המקור לחלק מן התהליכים הגורמים לסלעים להתבלות ולהתפורר.

מהי קרינת השמש?

קרינה היא התפשטות של אנרגיה, היוצאת ממקור כלשהו ומתפשטת ממנו במרחב, בכיוון אחד או יותר. קרינת השמש – מקורה באנרגיה בעלת עוצמה אדירה, הנוצרת בתהליכים תרמו-גרעיניים מורכבים המתרחשים בתוך השמש. האנרגיה הזאת נפלטת מן השמש והיא מתפשטת ומתקדמת בחלל בצורת גלים, במהירות האור: כ-300,000 ק"מ בשנייה.

*69*

הקרינה נפלטת מן השמש בגלים בעלי אורכים שונים. כלל הקרינה הנפלטת מהשמש, בכל אורכי הגל, נקראת בשפה המדעית בשם "הספקטרום האלקטרומגנטי" (ראו איור). מרבית האנרגיה נפלטת מן השמש בקרינה קצרת גל, שהיא קרינה בעלת עוצמה רבה; שאר האנרגיה נפלט מן השמש בקרינה ארוכת גל, שעוצמתה קטנה יותר והיא מורגשת כקרינת חום. העין שלנו אינה מסוגלת לראות את כל הספקטרום האלקטרומגנטי: האור שאנחנו רואים הוא רק חלק קטן מהספקטרום, והוא נקרא "תחום האור הנראה".

(בספר איור:)

הספקטרום האלקטרומגנטי

מיקרון שווה מיליונית המטר

ככל שאורך הגל של הקרינה קצר יותר, כך לאנרגיה של הקרינה יש עוצמה רבה יותר. לקרינת הרנטגן (קרינת X), לדוגמה, שהיא בעלת אורך גל קצר, יש עוצמת אנרגיה גדולה ביותר.

(בספר איור:)

אורך גל

אורך הגל הוא המרחק בין השיאים של שני גלים סמוכים בתנועה גלית

האטמוספרה

*69*

האטמוספרה היא מעטפת האוויר המקיפה את כדור הארץ. עובייה – מן הקרקע ועד לחלל החיצון – למעלה מ-100 ק"מ. מה ש"מחזיק" את האטמוספרה סמוך לפני השטח של כדור הארץ הוא כוח הכבידה.

נוהגים לכנות את האטמוספרה בשם "מעטפת החיים". בלעדיה לא היו מתקיימים חיים על פני כדור הארץ. מדוע?

- כי האטמוספרה מסננת את הקרינה המגיעה מן השמש, והיא אינה מאפשרת לחלק גדול של הקרינה לחדור דרכה אל פני כדור הארץ ולהזיק לאדם ולחי.

- כי האטמוספרה מונעת התחממות קיצונית של כדור הארץ במהלך היום, ובשעות הלילה היא מונעת בריחה של חום מכדור הארץ אל החלל, והתקררות קיצונית של כדור הארץ. בכך האטמוספרה מאפשרת קיומה של טמפרטורה ממוצעת המתאימה לקיום חיים על פני כדור הארץ.

- כי הגזים המצויים באטמוספרה, ובעיקר החמצן והפחמן הדו-חמצני, מאפשרים לבני האדם, לבעלי החיים ולצמחים לבצע את תהליכי הנשימה וההטמעה.

(בספר תמונה:)

מבט אל האטמוספרה של כדור הארץ מן החלל, מגובה 360 ק"מ. במבט מהחלל, האטמוספרה נראית כמו פס כחול שצבעו מתכהה בהדרגה, עד שהוא מתמזג עם האפלה השחורה של החלל החיצון. התמונה צולמה מתחנת החלל הבין-לאומית ביוני 2005

*70*

הרכב האטמוספרה

האוויר שאנו נושמים הוא, למעשה, תערובת של גזים המצויים באטמוספרה העוטפת את כדור הארץ. הגזים שהאטמוספרה מורכבת מהם הם, בעיקר: חנקן וחמצן, המהווים יחד כ-99 אחוזים מהרכבה, וכן עוד כמה גזים, המהווים יחד כאחוז אחד: ארגון, פחמן דו-חמצני, אוזון ועוד, המצויים באטמוספרה בכמויות קטנטנות של כאלפית האחוז (ראו איור).

האוויר מכיל גם אדי מים, שריכוזם שונה באזורים השונים ברחבי העולם: יש אזורים לחים – אזורים שבהם אדי המים מצויים בריכוז גבוה (באזור קו המשווה, לדוגמה); ויש אזורים יבשים, אזורים שבהם קיים ריכוז נמוך של אדי מים (אזורי המדבריות, לדוגמה). הריכוז הממוצע של אדי המים באטמוספרה הוא 0.3 אחוז, אך באזור קו המשווה הריכוז שלהם עשוי להגיע ל-3 אחוזים ויותר. כמות אדי המים באוויר משתנה גם מעת לעת במהלך השנה: בתקופה הגשומה ריכוז אדי המים באוויר גבוה יותר מבעונה היבשה.

הרכב זה של הגזים באוויר, כפי שאנחנו מכירים אותו כיום, לא היה קיים מראשית היווצרותו של כדור הארץ אלא התפתח במשך מיליארדי שנים.

(בספר גרף:)

הגזים העיקריים המרכיבים את האטמוספרה

(בספר תמונה:)

גזים וחלקיקים של חומרים שונים התפזרו למרחק אלפי ק"מ בהתפרצות הר הגעש פינטובו בפיליפינים בשנת 1991

כיצד התפתחה האטמוספרה

כאשר נוצר כדור הארץ, לפני כ-4.6 מיליארדי שנים, הוא היה עשוי כולו מגמה – חומר צמיגי לוהט ונוזלי. חוקרים מניחים שכבר בתקופה קדומה זאת היה כדור הארץ עטוף בשכבת אטמוספרה, אך בשלב ראשוני זה הייתה האטמוספרה שונה מזו העוטפת את כדור הארץ כיום – היא הייתה דלילה יותר והכילה שני גזים: מימן והליום. שני הגזים האלה מצויים כיום באטמוספרה בכמות זעירה ביותר – הם התנדפו אל החלל ונעלמו כמעט לחלוטין.

כמה עשרות מיליוני שנים לאחר שנוצר, החל כדור הארץ להתקרר. תוך כדי התקררותו נוצרה בחלק החיצוני שלו שכבה דקה של קרום קר וקשיח, אך המגמה הלוהטת נשארה בתוכו. עם הזמן נפלטו אל האטמוספרה גזים שהיו בתוך המגמה. הם נפלטו דרך סדקים בקרום או במקומות שהייתה בהם פעילות געשית – הרי געש, גייזרים ומעיינות חמים. הגזים האלה גרמו לשינוי בהרכב של האטמוספרה, וככל שגברה הפעילות הגעשית כן הפכה האטמוספרה צפופה וסמיכה יותר. גאולוגים סבורים כי בתקופה זאת הכילה האטמוספרה כמויות גדולות של פחמן דו-חמצני, אדי מים, תחמוצות של חנקן וגופרית,

*71*

וגזים נוספים. בשלב הזה היה האוויר רעיל ולא הכיל חמצן, ולכן לא יכלו להתפתח בכדור הארץ בעלי החיים והצמחים שאנו מכירים כיום. גם כיום עדיין נפלטים מהרי הגעש הפעילים המצויים בכדור הארץ גזים בהרכב דומה, אבל בימינו עוצמתה של הפעילות הגעשית נמוכה הרבה יותר.

במהלך הזמן השתנה הרכב הגזים של האטמוספרה, והיא הפכה משכבה רעילה לשכבה המכילה גזים המאפשרים חיים כמו אלה המרכיבים את האוויר שאנו נושמים כיום. לשינוי הזה גרמו כמה תהליכים, שהתרחשו במקביל:

- הצטברות חמצן באטמוספרה

על פני כדור הארץ הופיעו יצורים חד תאיים – יצורים חיים קטנים ופשוטים, המורכבים מתא אחד. היצורים האלה השתמשו בפחמן הדו-חמצני שהיה באטמוספרה, ובאמצעות אור השמש הם הפיקו מזון ואנרגיה בתהליך הנקרא הטמעה (פוטוסינתזה). תוך כדי ההטמעה נפלט לאוויר חמצן, והוא החל להצטבר באטמוספרה. ריכוז החמצן באטמוספרה הלך ועלה ככל שגדל מספר היצורים החיים שביצעו הטמעה.

- היווצרותו של גז האוזון

בשלב מסוים החל החמצן לשנות את הרכב המולקולות שלו באמצעות תגובה עם קרני השמש, ונוצר גז חדש – אוזון. במולקולות של האוזון יש 3 אטומים של חמצן – O3 (ולא 2 אטומים O2, כמו במולקולות ה"רגילות" של החמצן). מולקולות האוזון נוצרות ומתפרקות כל העת, ללא הפסק. תכונתו הבולטת של האוזון היא בליעת הקרינה קצרת הגל המגיעה מהשמש, הכוללת את הקרינה העל-סגולה המזיקה (ראו עמ' 69-68). בכך האוזון מגן על היצורים החיים על פני כדור הארץ. ככל שעלה ריכוז האוזון באטמוספרה כן גברה ההגנה מפני הקרינה המזיקה, והחלו להתפתח צמחים ובעלי חיים חדשים.

- התמעטות הפחמן הדו-חמצני

במקביל להופעת החמצן וליצירת שכבת האוזון המגנה, הצטמצם ריכוזו של הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה. שינוי זה נבע בעיקר מ-2 תהליכים: הפחמן הדו-חמצני הוטמע על ידי האצות והצמחים בתהליך ההטמעה; ויצורים ימיים השתמשו בפחמן הדו-חמצני המומס במים לבניית השלדים והקונכיות שלהם.

וכך, בתהליך איטי ורציף, שנמשך מיליארדי שנים, השתנה והתפתח הרכב הגזים באטמוספרה – עד שהתייצב, לפני כ-200,000,000 שנה, ונשאר כמעט ללא שינוי עד ימינו. אבל, התפתחות הטכנולוגיה ופעילות האדם השפיעו על האטמוספרה ושינו את הרכבה בתוך פחות מ-100 שנה (ראו פרק ו).

(בספר איור:)

תהליך היצירה והפירוק של מולקולת אוזון

א. הקרינה פוגעת במולקולה של חמצן ומפצלת אותה ל-2 אטומים.

ב. אחד מן האטומים פוגש מולקולת חמצן אחרת.

ג. הוא מתלכד איתה ויוצר מולקולה בת 3 אטומים של חמצן – מולקולת אוזון.

ד. האוזון נהרס בעת שקרינה על-סגולה פוגעת בו.

ה. הקרינה מפרקת את מולקולת האוזון לאטום בודד ולמולקולת חמצן בת 2 אטומים.

ו. אטום בודד מתלכד עם אטום בודד אחר ונוצרות מולקולות רגילות של חמצן, שכל אחת מהן בת 2 אטומים.

וחוזר חלילה.

הנוסחה הכימית של תהליך היצירה והפירוק של האוזון היא: O2 פלוס O שווה O3

*72*

עוד מבט: האטמוספרה של כוכבי הלכת

לא לכל גרמי השמים יש אטמוספרה. יכולתו של גרם השמים "לשמור" על שכבת האטמוספרה שלו ולא לאפשר לה "לברוח" ולהיעלם בחלל, תלויה בכבידה של אותו גוף. לגרמי השמים שהמסה שלהם קטנה (כמו הירח של כדור הארץ), ואשר הכבידה שלהם חלשה, אין אטמוספרה.

הכבידה של רבים מכוכבי הלכת של מערכת השמש חזקה דיה כדי להחזיק שכבת אטמוספרה, אבל, לעתים זוהי אטמוספרה דלילה מאוד, שצפיפותם של הגזים המרכיבים אותה היא קטנה, ולעתים זוהי אטמוספרה סמיכה מאוד, שצפיפותם של הגזים המרכיבים אותה היא גדולה. גם הרכב הגזים של שכבת האטמוספרה סביב כוכבי הלכת האלה – שונה מאוד מהרכב הגזים של האטמוספרה של כדור הארץ, לדוגמה: לכוכב הלכת נוגה יש אטמוספרה שהצפיפות שלה גדולה פי 90 מזו של כדור הארץ, והיא עשויה רובה ככולה מפחמן דו-חמצני; האטמוספרה של כוכב הלכת מאדים, לעומת זאת, דלילה פי 200 מזו של כדור הארץ; והאטמוספרות של כוכבי הלכת הענקיים צדק ושבתאי מורכבות מגזים שבאטמוספרה שלנו הם מופיעים בכמות זעירה ביותר: מימן והליום.

מבנה האטמוספרה וחלוקתה לשכבות

האטמוספרה, אשר כוח הכבידה של כדור הארץ לא מאפשר לה "לברוח" ולהיעלם בחלל, מתחילה מפני השטח של כדור הארץ. אבל מה עובייה? עד לאיזה גובה היא מגיעה? לכך יש תשובות שונות, שכן לאטמוספרה אין גבול חד וברור: מקובל לחשוב שהאטמוספרה משתרעת עד לגובה של כ-1,000 ק"מ, אולם האוויר דליל מאוד בגובה שמעל ל-100 ק"מ. גובה זה נקבע על ידי גופים העוסקים בתעופה כגבול האטמוספרה מאחר שמעבר לו אין אפשרות לטוס במטוסים אלא רק בחלליות מהירות. אם נשווה את עובייה של האטמוספרה לרדיוס של כדור הארץ (המגיע ל-6,400 ק"מ), ניווכח כי היא שכבה דקיקה ביותר.

האטמוספרה אינה שכבה אחידה – תכונותיה משתנות עם העלייה בגובה. אפשר לחוש בכך כשעוברים ממקום נמוך למקום גבוה, ולהפך. הנה כמה דוגמאות: כאשר יורדים מהרי ירושלים לים המלח, מרגישים לעתים לחץ באוזניים; כאשר נוסעים מטבריה לחרמון, בדרך כלל מרגישים שהטמפרטורה הולכת ויורדת; וכאשר מטפסי הרים מטפסים לגובה רב, הם מתקשים לנשום וצריכים להשתמש במכלי חמצן המקילים עליהם את הנשימה.

השינויים בתכונות של האטמוספרה עם העלייה בגובה, באים לידי ביטוי באופן שבו מקובל לחלק אותה לשכבות. ישנן כמה חלוקות, אך החלוקה השכיחה ביותר היא זו המקובלת בקרב המטאורולוגים ונקבעה לפי השינויים בטמפרטורות עם העלייה בגובה. על פי חלוקה זאת מבחינים ב-4 שכבות באטמוספרה (עקבו באיור שבעמוד הבא, מלמטה למעלה):

*73*

(בספר איור)

- טרופוספרה (ביוונית: טרופו – ערבוב, ספרה – תחום) – שכבה המשתרעת מפני הקרקע ועד לגובה ממוצע של 12 ק"מ (נעה בין 8 ק"מ בקטבים ל-17 ק"מ באזור המשווה). בשכבה זאת, ככל שעולים בגובה – הטמפרטורה יורדת: בכל 1 ק"מ עלייה לגובה, הטמפרטורה יורדת ב-6.5 מעלות בממוצע. שכבת הטרופוספרה מסתיימת במקום שבו הטמפרטורה מפסיקה לרדת עם העלייה בגובה. בטרופוספרה מתרחשות כל תופעות מזג האוויר המוכרות לנו: רוחות, סופות, עננים, משקעים וכו'.

- סטרטוספרה (בלטינית: סטרטו – שכבה; ביוונית: ספרה – תחום) – שכבה המשתרעת בגובה שבין 50-12 ק"מ מעל לפני השטח של כדור הארץ. בסטרטוספרה מצויה "שכבת האוזון". גז האוזון, הבולע את הקרינה העל-סגולה, מחמם תוך כדי כך את סביבתו, ולכן בשכבה זאת הטמפרטורה עולה ככל שעולים בגובה. בין הסטרטוספרה לטרופוספרה אין כמעט תחלופה של אוויר, ולכן חומרים המגיעים אליה נלכדים בה לתקופות ארוכות מאוד. כך, למשל, חלקיקים של אבק געשי מהתפרצויות של הרי געש, המועפים בעוצמה לגובה רב, מגיעים אליה ועשויים להישאר שם למשך כמה שנים.

- מזוספרה (ביוונית: מזו – אמצעי, ספרה – תחום) – שכבה המשתרעת בגובה שבין 100-50 ק"מ מעל לפני השטח של כדור הארץ. בשכבה זאת הטמפרטורות יורדות ככל שעולים בגובה.

- תרמוספרה (ביוונית: תרמו – חום, ספרה – תחום) – שכבה המצויה מעל לשכבת המזוספרה, והיא משתרעת בגובה שבין 100 ק"מ מעל לפני השטח של כדור הארץ ועד לקצה האטמוספרה. בשכבה זאת – בגלל החשיפה הישירה לקרינת השמש החזקה, הטמפרטורות עולות עם העלייה בגובה ועשויות להגיע עד 1,500 מעלות צלזיוס. האוויר בשכבה זאת דליל ביותר. בגבהים אלה מטוסים אינם יכולים לטוס, ורק מעבורות חלל ולוויינים יכולים לשייט שם.

בתרמוספרה מתרחשות תופעות חשמליות ומגנטיות מעניינות, שאחת מהן ידועה בשם "זוהר הקטבים": מעין צעיפים צבעוניים של אור, הנעים לעתים בלילה בשמים באזורי הקטבים.

חשוב להדגיש: חלוקה זאת של האטמוספרה לשכבות נפרדות היא חלוקה על פי השינויים בטמפרטורה, ולמעשה, האטמוספרה נמשכת ברציפות מפני השטח של כדור הארץ ועד לחלל. עם העלייה בגובה היא הולכת ונעשית דלילה, עד שהיא הופכת לריק.

(בספר תמונה:)

זוהר הקוטב, תופעה מרהיבה המתרחשת במזוספרה – אחת מהשכבות המרכיבות את האטמוספרה – כפי שצולמה באלסקה

*74*

קרינת השמש, האטמוספרה ופני הארץ

*74*

המפגש בין קרינת השמש לבין הגזים שבאטמוספרה ופני השטח של כדור הארץ, יוצר שני תהליכים חשובים. מפגש זה, הוא היוצר את התנאים לקיומה של הטמפרטורה הממוצעת על פני כדור הארץ, ואת התנאים האלה נסקור בסעיף זה. מפגש זה אף יוצר את הבסיס לתהליכים פיזיקאליים וכימיים שונים – היווצרות משקעים, רוחות ואזורי אקלים, ואותם נסקור בפרקים הבאים של היחידה.

חלוקת הקרינה המגיעה מן השמש

הכמות הכוללת (100 אחוזים) של האנרגיה המגיעה מן השמש לכדור הארץ, נחלקת באופן הבא (ראו איור):

- כ-51 אחוזים מהקרינה עוברים באטמוספרה ללא הפרעה ומגיעים אל פני כדור הארץ, נבלעים בהם ומחממים את קרקע היבשות ואת מי האוקיינוסים. האנרגיה של הקרינה הנבלעת הופכת לאנרגיית חום והיא נפלטת חזרה אל האטמוספרה, ודרכה אל החלל, בצורת קרינת חום ארוכת-גל.

- כ-19 אחוזים מהקרינה פוגעים במהלך דרכם באטמוספרה בגזים, בעננים ובחלקיקים שונים המצויים באוויר, נבלעים בהם וגורמים להתחממות האטמוספרה. קרינה זאת אינה מגיעה אל פני כדור הארץ.

- כ-30 אחוזים מהקרינה מוחזרים ישירות אל החלל: מהם 25 אחוזים מוחזרים על ידי העננים (ואינם מגיעים כלל אל פני כדור הארץ), ו-5 אחוזים מוחזרים על ידי משטחים בהירים המצויים בפני השטח של כדור הארץ.

(בספר איור:)

האנרגיה המגיעה מן השמש וחלוקתה – האנרגיה המוחזרת לחלל והאנרגיה הנבלעת בכדור הארץ ובאטמוספרה

19 אחוזים נבלעים באטמוספרה

51 אחוזים מגיעים ונבלעים בפני כדור הארץ

25 אחוזים מוחזרים מהעננים

5 אחוזים מוחזרים מפני כדור הארץ

קרינה וחום

השכבה התחתונה של האטמוספרה – הטרופוספרה – אינה מתחממת ישירות מקרינת השמש אלא מפליטת חום מכדור הארץ. כיצד?

קרינת השמש הפוגעת בפני כדור הארץ ונבלעת בפני היבשות ובמי אוקיינוסים, גורמת להתחממותם. הקרקע והים המחוממים פולטים את החום שקלטו, ועל ידי כך הם מחממים את האוויר הנמצא סמוך אליהם. לכן בשכבה זאת – קרוב לפני השטח הטמפרטורות גבוהות יותר, וככל שעולים בגובה הטמפרטורות יורדות.

*75*

האלבדו והשפעתו על ההתחממות של פני כדור הארץ

הצבע של פני השטח, הוא הקובע איזה חלק מקרינת השמש הפוגעת בהם ייבלע בתוכם ויחמם אותם, ואיזה חלק מהקרינה יוחזר אל החלל. ככל שהצבע בהיר יותר כן כמות הקרינה הנבלעת בפני השטח קטנה יותר, וכמות הקרינה המוחזרת אל החלל גדולה יותר. פני שטח בהירים, כמו משטחי השלג והקרחונים המצויים בקטבים ובפסגות ההרים – מחזירים ישירות אל החלל את מרבית הקרינה הפוגעת בהם. לעומת זאת פני שטח כהים, כמו האוקיינוסים, שטחי אדמה חשופים או יערות-העד הטרופיים, שצבעם כחול, חום או ירוק, בולעים את מרבית הקרינה הפוגעת בהם. רק חלק קטן של הקרינה מוחזר לחלל. אחוז הקרינה המוחזר מפני השטח אל החלל, נקרא אלבדו (ראו איור).

(בספר תמונה:)

האלבדו, אחוזי הקרינה המוחזרים ממשטחים שונים על פני כדור הארץ

שטחי היער כהים והם מחזירים מעט קרינה, ואילו השטחים שבוראו (שטחים שעציהם נכרתו), הם בהירים והם מחזירים קרינה בשיעור גבוה

ככל שרמת האלבדו גבוהה יותר, כלומר, ככל שכמות הקרינה המוחזרת לחלל גדולה יותר, כן פני כדור הארץ מתחממים פחות והם פולטים פחות חום אל סביבתם. לדוגמה: באזורים המושלגים, שצבעם של פני השטח שלהם בהיר והאלבדו גבוה, הטמפרטורות נמוכות. למרות הקור השורר באזורים אלה, הקרינה המוחזרת מסנוורת את עיני האנשים וגורמת לשיזוף מהיר. ולהפך: ככל שהאלבדו נמוך יותר, כלומר כמות הקרינה המוחזרת לחלל קטנה יותר, כן פני השטח של כדור הארץ מתחממים יותר והם פולטים כמות גדולה יותר של חום לסביבה. לדוגמה: באזורים מכוסי יערות, שצבע פני השטח שלהם כהה והאלבדו נמוך, הטמפרטורות סמוך לפני השטח גבוהות.

(בספר תמונה:)

שטחי היער כהים והם מחזירים מעט קרינה, ואילו השטחים שבוראו (שטחים שעציהם נכרתו) הם בהירים, והם מחזירים קרינה בשיעור גבוה

*76*

תוצא החממה (אפקט החממה)

השכבות השונות של האטמוספרה מונעות את האפשרות שהחום שנפלט מפני כדור הארץ "יברח" אל החלל. מה שמונע זאת הוא תהליך הנקרא "תוצא החממה" (ובלועזית: "אפקט החממה"). זהו תהליך הדומה למה שקורה בחממה החקלאית: הקירות השקופים של החממה מאפשרים לאור השמש לחדור בעדם, אך הם אינם מאפשרים לחום לברוח, וכך נשמרות בתוך החממות טמפרטורות גבוהות המאפשרות לצמחים להתפתח במהירות. חשוב לציין: מבחינה פיזיקאלית, תהליך החממה האטמוספרי שונה מזה המתרחש בחממה החקלאית, ובכל זאת הביטוי "תוצא החממה", או אפקט החממה, הפך שגור בפי כול.

האטמוספרה מאפשרת לקרינת השמש בתחום הקרינה קצרת הגל לעבור דרכה, להגיע אל פני כדור הארץ ולהיבלע בתוכם, אבל היא מעכבת את החום הנפלט מכדור הארץ בצורת קרינת חום, קרינה ארוכת גל, ומונעת את בריחתו. נתבונן באיור ונבחן כיצד התהליך מתרחש:

א. פני השטח של כדור הארץ בולעים את קרינת השמש קצרת הגל, מתחממים ופולטים את החום שנוצר בצורת קרינה של גלים ארוכים, הידועה בשם "קרינה תת-אדומה".

ב. גזים המצויים באטמוספרה, כמו פחמן דו-חמצני, אדי מים ומתאן, בולעים את קרינת החום, מתחממים, ומחממים את האוויר סביבם. גזים אלה קרויים "גזי חממה".

ג. גזי החממה פולטים חום חזרה אל כדור הארץ, וזה מתחמם ופולט שוב חום.

גזי החממה, הבולעים את החום שנפלט מפני השטח, יוצרים איזון בין כמות הקרינה הנקלטת לבין כמות הקרינה הנפלטת. בכך הם שומרים על טמפרטורה ממוצעת של 15-20 מעלות צלזיוס על פני כדור הארץ. זהו התהליך החשוב ביותר לקיומנו – מדענים חישבו ומצאו שללא תוצא החממה, הטמפרטורה הממוצעת על פני כדור הארץ הייתה יורדת לכ-18 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. בטמפרטורה כזאת, ספק אם היו יכולים להתקיים חיים על כוכב-הלכת שלנו.

ואף על פי כן, מדוע נקשר המושג "תוצא החממה" בתודעה שלנו עם מצב שלילי? זאת משום שבעקבות ההתפתחויות הטכנולוגיות גדלה כמותם של גזי החממה, ובעיקר כמותו של הפחמן הדו-חמצני, באטמוספרה. הגידול בכמות הגזים האלה עלול להביא להתגברות תוצא החממה, להפרת האיזון הקיים, להתחממות, ולשינויי אקלים על פני כדור הארץ. (עוד על כך תלמדו בפרק ו, העוסק בהשפעת האדם.)

(בספר איור:)

תוצא החממה

*77*

עוד מבט: קרינה וצבע

קרינת השמש הנראית לנו שקופה וללא צבע – היא זאת ה"צובעת" את עולמנו בצבעים שונים. כיצד? תחום האור הנראה כולל בתוכו את כל הצבעים שעינו של האדם רואה. אם נעביר את האור הנראה דרך מנסרה שקופה, הוא יתפצל ונוכל להבחין בצבעי הקשת שהוא מורכב מהם – סגול, כחול, ירוק, צהוב, כתום, אדום. הטבע מספק לנו מעין מנסרות כאלה, אשר האור העובר דרכן מתפצל ויוצר תופעות אופטיות מרהיבות עין ביופיין. נכיר כמה תופעות כאלה.

קשת בשמים

הקשת המופיעה בימי החורף בשמים היא מעין מנסרה טבעית, הנוצרת על ידי טיפות המים: כאשר אור השמש פוגע בטיפות הגשם כשהן בדרכן אל הקרקע, הוא נשבר ומתפצל לצבעיו השונים, וכל צבע מוחזר בנפרד, בזווית אחרת. על ידי שבירת האור והחזרתו בזוויות שונות נוצרת קשת צבעונית, הנפרסת על פני השמים.

צבעי השמים

אור השמש הוא גם זה ה"צובע" את השמים בצבעים שונים בשעות השונות של היום. קרינת השמש העוברת באטמוספרה נתקלת בגזים ובחלקיקים שונים – אבק, פיח ואדי מים – המצויים באוויר. הגזים והחלקיקים שבאוויר מפצלים ומפזרים את הקרינה לפי צבעיה השונים. במהלך היום השמש נמצאת באמצע השמים, האור עושה מסלול קצר באטמוספרה, והחלקיקים מפזרים בעיקר את האור הכחול. לכן בשעות אלה השמים נראים לנו בגוונים של כחול. בעת השקיעות והזריחות, כאשר השמש נמצאת סמוך לקו האופק, האור עושה מסלול ארוך יותר באטמוספרה, וחלק גדול ממסלולו עובר בשכבות הנמוכות של האטמוספרה. החלקיקים בשכבות הנמוכות מפזרים בעיקר את האור האדום. כאשר יש כמויות גדולות של אבק, אפר געשי או זיהום אוויר, צבעי השקיעה הכתומים-אדומים מתחזקים ויוצרים מראות מרהיבים.

הילות בשמים

עוד סוג של מעין מנסרות המפצלות את קרינת השמש ויוצרות אפקט צבעוני הוא גבישי הקרח הנמצאים בעננים הגבוהים. אור השמש העובר דרך עננים אלה מתפצל ומתפזר על ידי הגבישים לכיוונים שונים בזוויות מסוימות. התוצאה היא שאנחנו רואים סביב השמש הילות – מעין טבעות מרהיבות של אור. לעתים, כשהירח מלא, אפשר לראות הילה כזאת גם סביב הירח.

(בספר תמונה:)

אור לבן עובר דרך מנסרה ומתפצל

(בספר תמונה:)

קשת צבעונית מרהיבה

(בספר תמונה:)

השמש שוקעת וצובעת את השמים בגוני אדום מרהיבים

(בספר תמונה:)

הילה סביב הירח

*78*

מבזק סיכום

- קרינת השמש היא מקור האנרגיה של התהליכים המתרחשים על פני כדור הארץ, והיא הכוח המניע את תופעות האקלים ומזג האוויר.

- קרינת השמש נוצרת בתהליכים גרעיניים, והיא מתקדמת בחלל בצורת גלים.

- האטמוספרה מגינה על כדור הארץ מפני קרינת שמש מסוכנת ומאפשרת טמפרטורה המתאימה לקיום חיים על פניו.

- האטמוספרה מכילה גזים שונים, ובעיקר חנקן וחמצן.

- האטמוספרה נחלקת לשכבות, ותכונותיה משתנות עם העלייה בגובה.

- חלק מקרינת השמש נבלע בפני הקרקע ובאטמוספרה, וחלק מהקרינה מוחזר אל החלל.

- השכבה התחתונה של האטמוספרה מתחממת מן החום הנפלט מפני כדור הארץ.

- האלבדו הוא שיעור הקרינה המוחזרת לחלל. כמות הקרינה המוחזרת ממשטחים כהים קטנה מזו המוחזרת ממשטחים בהירים.

- תוצא החממה (אפקט החממה) הוא תהליך שבו שכבות האטמוספרה מונעות את בריחתו של החום הנפלט מפני כדור הארץ אל החלל.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*78*

1. הביאו דוגמה המפרטת את השפעת הקרינה של השמש על כל אחת מהמערכות של כדור הארץ: האטמוספרה, הביוספרה, ההידרוספרה והגאוספרה.

2. ציינו 3 עובדות המאשרות כי האטמוספרה מגינה על החיים על פני כדור הארץ, והסבירו כיצד.

3. תארו את המתרחש על פני כוכב לכת שאין סביבו אטמוספרה. התמקדו במה שקורה בכוכב לכת כזה ביום ובלילה.

4. סרטטו במחברת טבלה כדוגמת זו שלפניכם ורשמו בה את שמות הגזים שבאטמוספרה, ואת חלקם היחסי באוויר. (היעזרו באיור, עמ' 70).

שם הגז, חלקו היחסי של הגז באוויר (באחוזים)

--, --

5. להתפרצות געשית רבת עוצמה יש השפעה על האטמוספרה. תארו השפעה זאת.

6. מאז היווצרותו, לפני כ-4.6 מיליארדי שנים, התרחשו בכדור הארץ 3 תהליכים חשובים, אשר גרמו לשינויים בהרכב הגזים באטמוספרה והפכו אותה משכבה רעילה לשכבה המאפשרת חיים.

א. איזה תהליך הביא לפליטת החמצן לאוויר ולהצטברותו באטמוספרה?

ב. כיצד נוצר האוזון באטמוספרה? מהי חשיבותו של גז זה?

ג. כיצד התמעט חלקו של הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה?

7. הסבירו מדוע קשה להגדיר את עובייה המדויק של האטמוספרה.

8. תארו 2 שינויים המתחוללים בתכונות של האטמוספרה עם העלייה בגובה.

9. איך משפיע על האדם האוויר הדליל המצוי בראשי ההרים הגבוהים? כיצד מצליחים תושבי ההרים הגבוהים להתמודד עם הקושי הזה?

*79*

10. סרטטו במחברת טבלה כדוגמת הטבלה שלפניכם.

א. מלאו את הפרטים בשתי העמודות המרכזיות.

ב. בעמודה השמאלית רשמו את המושגים הבאים במקומות המתאימים: זוהר הקוטב, חללית, עננים, מטוס סילון, שכבת האוזון.

שם השכבה, גובה השכבה, מאפייני הטמפרטורות, המושגים

טרופוספרה, --, --, --

סטרטוספרה, --, --, --

מזוספרה, --, --, --

תרמוספרה, --, --, --

11. בשכבת הטרופוספרה, ככל שעולים בגובה כן הטמפרטורה יורדת: כל 1 ק"מ נוסף בגובה, הטמפרטורה יורדת ב-6.5 מעלות צלזיוס בממוצע. הסבירו מדוע.

12. א. איזה חלק (באחוזים) של קרינת השמש מגיע אל פני כדור הארץ, נבלע בהם ומחמם אותם?

ב. מה קורה לשאר חלקי הקרינה? הסבירו.

13. כדי למדוד את טמפרטורת האוויר, היכן נכון יותר לשים את המדחום – חשוף לשמש, או בצל? הסבירו מדוע.

14. הגולשים באתרי הסקי מרכיבים בדרך כלל משקפי שמש כהים. מדוע הם עושים זאת? במה עוד הייתם מייעצים להם להצטייד כדי להימנע מנזקי הקרינה?

15. גג אדום; משטח החלקה בשלג; כביש אספלט; משטח כדורגל מכוסה דשא; ים; דיונות חול – אלה הם סוגים שונים של משטחים המצויים על פני כדור הארץ.

סרטטו במחברת טבלה כדוגמת הטבלה שמשמאל ודרגו בה את המשטחים האלה לפי רמת האלבדו שלהם, כשרמת האלבדו הנמוכה ביותר היא 1. היעזרו באיור שבעמ' 75.

דירוג לפי רמת האלבדו, המשטח

1, --

2, --

3, --

4, --

5, --

6, --

16. מדוע, לדעתכם, תושבי אגן הים התיכון צובעים את בתיהם בצבע לבן? ומדוע קולטי השמש, המשמשים לחימום המים, עשויים מזכוכית כהה מאוד?

17. אילו היה אקלים כדור הארץ משתנה והופך לאקלים קר יותר – מה היה קורה לאלבדו באזורי ההרים הגבוהים? הסבירו.

18. מדוע אסור ואף מסוכן להשאיר אנשים או בעלי חיים במכונית שכל חלונותיה סגורים ביום שמש?

19. א. מהם גזי החממה? מדוע הם נקראים כך?

ב. הסבירו: כיצד נוצר תוצא החממה? ומה היה קורה אילו לא התרחש?

20. א. מדוע ביום שבו השמים בהירים, ללא עננים, חם יותר מביום שבו השמים מכוסים בעננים?

ב. מדוע הלילה קר יותר כשהשמים בהירים, ללא עננים?

21. קראו בכותר את ההסברים במדור "צבעי השמים והמים", באתר "כל צבעי הקשת ברשת", וכתבו:

א. מדוע פני הים כחולים?

ב. מדוע הקרחונים כחולים והשלג לבן?

*80*

פרק ב – הטמפרטורות על פני כדור הארץ

*80*

הטמפרטורות הן אחד הגורמים המרכזיים הקובעים את תנאי האקלים ומזג האוויר בכל מקום ומקום על פני כדור הארץ. כשמעיינים במפות התפרוסת של הטמפרטורות בעולם (ראו מפות), מגלים כי באזור קו המשווה ובקרבתו הטמפרטורות הממוצעות גבוהות, וכשמתקדמים מקו המשווה לכיוון הקטבים הטמפרטורות יורדות בהדרגה. באזורי הקטבים עצמם הטמפרטורות נמוכות ביותר. ההפרש בין הטמפרטורות הממוצעות בשני האזורים – אזור קו המשווה ואזורי הקטבים – הוא כ-50 מעלות צלזיוס. פריסה זאת של הטמפרטורות אינה "מסודרת" ברצועות רוחביות, אחידות ומקבילות, על פני האזור המשתרע מקו המשווה ועד לקטבים. מדוע? הסיבה לכך היא שהטמפרטורות הממוצעות בכל אזור בעולם נקבעות על ידי גורמים שונים – עולמיים ומקומיים. בפרק זה נדון בגורמים העולמיים ובגורמים המקומיים המשפיעים על גובה הטמפרטורות במקומות שונים בעולם.

(בספר מפה:)

תפרוסת הטמפרטורות בעולם – ינואר

(חורף בחצי הכדור הצפוני, קיץ בחצי הכדור הדרומי)

(בספר מפה:)

תפרוסת הטמפרטורות בעולם – יולי

(קיץ בחצי הכדור הצפוני, חורף בחצי הכדור הדרומי)

*81*

גורמים עולמיים המשפיעים על תפרוסת הטמפרטורות

*81*

גובה הטמפרטורות בכל מקום בעולם מושפע מ-2 גורמים כלל עולמיים – קרינת השמש, והנטייה של ציר כדור הארץ ביחס למישור המילקה.

קרינת השמש

ההפרשים בקרינת השמש המגיעה לאזורי המשווה מול קרינת השמש המגיעה לאזורי הקטבים היא הגורם בעל ההשפעה הגדולה ביותר על גובה הטמפרטורות באזורים שונים של כדור הארץ. סך כל הקרינה המגיעה אל אזורי המשווה בשנה אחת גדול מסך כל הקרינה הנפלטת מהם, וסך כל הקרינה המגיעה אל אזורי הקטבים בשנה אחת קטן מסך כל הקרינה הנפלטת מהם. משמעות הדבר היא שבמשך השנה קיים באזור המשווה עודף קרינה בעוד שבקטבים נוצר גירעון בקרינה.

הגורם העיקרי להבדלים בין האזורים השונים ברחבי העולם בכמות קרינת השמש המגיעה אליהם, הוא צורתו הכדורית של כדור הארץ: בגלל צורת הכדור, באזור קו המשווה קרינת השמש פוגעת בפני הארץ בזווית גדולה במשך שעות ארוכות של היום, כל ימות השנה. לפיכך, אין הבדל גדול בין שעות היום ושעות הלילה במשך השנה, ואין הבדל גדול בין הקיץ והחורף. כשפונים מקו המשווה צפונה או דרומה לכיוון הקטבים, עוצמת הקרינה הולכת ופוחתת בהדרגה מפני שזווית הפגיעה של קרינת השמש בפני הארץ נעשית קטנה יותר (חדה). בעונת החורף, ככל שמתקרבים לקטבים, מספר שעות היום קטן, ומעבר לחוג הקוטב (קו הרוחב 66.5 מעלות), מספר היממות החשוכות (יממות שאין בהן קרינת שמש כלל) הולך וגדל. ההבדל בין קיץ לחורף באזורי הקטבים גדול מאוד: בעונת הקיץ הימים אמנם ארוכים מאוד, ובאזורים אלה השמש איננה שוקעת כלל, אך עוצמתה של הקרינה, אף כי היא מגיעה במשך שעות רבות, נמוכה.

זווית הנטייה של ציר כדור הארץ ביחס למישור המילקה

זווית הנטייה של כדור הארץ ביחס למישור המילקה יוצרת את עונות השנה, ובגלל נטיית הציר, ברוב אזורי העולם הטמפרטורות השוררות בעונת הקיץ גבוהות מן הטמפרטורות השוררות בעונת החורף. אך יש הבדל רב בכמות הקרינה המגיעה לכל אזור בכדור הארץ בכל עונה – בחורף כמות הקרינה המגיעה לאזורים הסמוכים לקו המשווה גדולה מכמות הקרינה המגיעה לאזורים השוכנים בקווי רוחב גבוהים יותר. לפיכך הטמפרטורות באזור המשווה בחורף יהיו גבוהות מהטמפרטורות בקווי הרוחב הגבוהים יותר, שם החורף קר מאוד. הפרשים אלה קיימים גם בקיץ: בעונה זאת – באזורים הסמוכים לקו המשווה חם מאוד, ואילו בקווי הרוחב הגבוהים הטמפרטורות בקיץ נמוכות יותר.

נתבונן, לדוגמה, בהבדלי הטמפרטורות בין מבנדקה, עיר השוכנת על גדות נהר קונגו בזאיר (אפריקה), סמוך לקו המשווה, לבין העיר יקוצק בסיביר, השוכנת מצפון לקו הרוחב 60 מעלות צפון (ראו במפה, עמוד 80): במבנדקה – בחודש ינואר הטמפרטורות נעות בין 20 מעלות צלזיוס ל-30 מעלות צלזיוס מעל האפס, ואילו ביקוצק הטמפרטורות נעות בחודש זה בין 40 מעלות צלזיוס ל-50 מעלות צלזיוס מתחת לאפס, כלומר: הבדל של כ-60 מעלות צלזיוס בין שני האזורים באותה עונה!

(בספר תמונה:)

מכלית נפט בים הקפוא סמוך לחופי אנטארקטיקה בפברואר, 2006. המכלית בדרכה לצייד את תחנות המחקר, שאנשיהן שהו בתנאי קור וחשכה במשך החורף

*82*

גורמים מקומיים המשפיעים על תפרוסת הטמפרטורות

*82*

גם לגורמים מקומיים שונים יש השפעה רבה על הטמפרטורות השוררות באזורים מסוימים ובמקומות מסוימים. לגורמים אלה יש השפעה גם על הטמפרטורה הממוצעת וגם על משרע הטמפרטורות (כלומר, על ההפרש בין טמפרטורת המקסימום, הטמפרטורה הגבוהה ביותר, לבין טמפרטורת המינימום, הטמפרטורה הנמוכה ביותר) במקום מסוים במהלך יממה, חודש או שנה וכדומה. אפילו בישראל הקטנה יש הבדלי טמפרטורות בין אזורי הארץ השונים. הגורמים המקומיים העיקריים המשפיעים על גובה הטמפרטורות הם המרחק מהים, זרמי הים והגובה מעל לפני הים.

המרחק מהים

היבשה מתחממת ומתקררת מהר יותר מן הים, ולכן, לים יש השפעה רבה על הטמפרטורות השוררות באזורים הסמוכים לו. כיצד? באזורי היבשה הסמוכים לחוף, בעונה החמה, כאשר הים קר יותר מן היבשה – רוח קרירה מנשבת מן הים אל היבשה והיא מורידה את הטמפרטורות השוררות ביבשה. לעומת זאת בעונה הקרה, כאשר הים חם יותר מן היבשה – אוויר חם יחסית מגיע מן הים ומעלה את הטמפרטורות השוררות ביבשה. וכך, באזורי היבשה השוכנים לחוף ים הטמפרטורות אינן מגיעות לערכים קיצוניים כמו אלה העשויות לשרור באזורים הרחוקים מן הים, כלומר, תנאי הטמפרטורה באזורי החוף הם נוחים.

זרמי הים

מי האוקיינוסים נמצאים בתנועה מתמדת, וכמויות עצומות של מים זורמות באוקיינוסים ממקום למקום. תנועת מים זאת נקראת "זרם ים". קיימים זרמי ים חמים, שמקום מוצאם הוא באזור קו המשווה החמים, וקיימים זרמי ים קרים, שמקום מוצאם הוא באזורי הקטבים הקרים. זרמי הים אינם נעים בקו ישר אלא הם מוטים ונעים בתנועה אלכסונית בגלל כוח הנקרא "כוח קוריוליס", הנובע מסיבוב כדור הארץ. רציפותם של זרמי הים, ותנועתם המתמדת, ממתנת את הטמפרטורות השוררות על פני היבשות שבקרבתם.

נבחן, לדוגמה, את זרם הגולף, שהוא זרם ים חם היוצא מאזור מפרץ מכסיקו ומסיע מים חמים דרך האוקיינוס האטלנטי, לאורך חופיה המזרחיים של ארה"ב, ופונה מזרחה, לכיוון בריטניה ואיסלנד (ראו מפה). לאורך החופים האלה של יבשת אירופה – הטמפרטורות נוחות, יחסית, גם בשיאו של החורף; לעומת זאת לאורך חופיה של קנדה, השוכנת בקווי רוחב דומים – הטמפרטורות נמוכות במידה רבה, בגלל זרם לברדור הקר הזורם לחופיה.

(בספר מפה:)

זרמי הים העיקריים בעולם

*83*

לזרמי הים החמים יש חשיבות גם בכך שהם מקטינים מאוד את הסכנה שהמים באזורים של נמלי הים יקפאו. המים באזורי החופים של צפון-מערב נורווגיה וסקוטלנד, לדוגמה, המושפעים מזרם הגולף, אינם קופאים.

במקביל לזרמי הים החמים הזורמים סמוך לפני השטח של האוקיינוסים, מתרחשת זרימה של מים קרים במעמקי האוקיינוסים. זרמי מעמקים אלה מסיעים מים צוננים מן הקטבים לכיוון קו המשווה. כזה הוא, לדוגמה, זרם הלברדור, הזורם באוקיינוס האטלנטי בחצי הכדור הצפוני – מאזור איסלנד וגרנלנד לעבר צפון קנדה. כך גם בחצי הכדור הדרומי – זרם הומבולט מסיע מים קרים בעומק האוקיינוס אל חופי פרו ואקוודור באמריקה הדרומית, וזרם בנגה מזרים מים קרים לאורך חופי דרום אפריקה. מים אלה עולים אל פני האוקיינוס באזורים המצויים בקרבת קו המשווה, ומצננים את היבשות שלצידם. זרם ים קר עלול לגרום לקיפאון של נתיבי שיט, לדוגמה: נהר סנט לורנס, בחלקה הצפוני של אמריקה הצפונית, קופא מדי שנה בגלל זרם לברדור הקר, הזורם סמוך אליו.

הגובה מעל לפני הים

לגובהו של אזור מעל לפני הים יש השפעה על הטמפרטורות השוררות בו: ככל שעולים בגובה כן הטמפרטורה יורדת, וכך, באזורי ההרים הטמפרטורות נמוכות מן הטמפרטורות השוררות באזורים הנמצאים בגובה פני הים. לדוגמה: העיר להסה בטיבט והעיר דלהי בהודו, הרחוקות זו מזו מרחק של כ-1,200 ק"מ, שוכנות כמעט באותו קו רוחב. הטמפרטורה הממוצעת ביולי בלהסה היא 16 מעלות צלזיוס, ובדלהי – 31 מעלות צלזיוס; ובינואר הטמפרטורה הממוצעת בלהסה – היא 2 מעלות צלזיוס, ובדלהי – 12 מעלות צלזיוס.

בלהסה קר יותר הן בקיץ והן בחורף (הפרש של כ-15 מעלות צלזיוס), מפני שהיא שוכנת בגובה רב יותר מזה של דלהי.

(בספר תמונה:)

הר מונטגו בספרד – למרגלות ההר הטמפרטורות נוחות, ואילו פסגתו מושלגת

עוד מבט: הטמפרטורות והעיר הגדולה

אוכלוסיית כדור הארץ מונה כ-7 מיליארד בני אדם, ולמעלה ממחציתם חיים בערים גדולות. חלקים גדולים משטחן של הערים המודרניות מכוסים במשטחי אספלט ובבטון. במהלך היום המשטחים הכהים האלה בולעים כמויות גדולות של חום, ובלילה הם פולטים את החום חזרה לאוויר. בערים הגדולות מצויים גם רבבות כלי רכב, מפעלי תעשייה, בניינים צורכי אנרגיה, תנועה ערה של רכבות, שדות תעופה הומים, תחנות כוח לייצור חשמל. כל הגורמים האלה ועוד פולטים לאוויר מזהמים, אוויר חם ואדי מים, ויוצרים תופעות אקלים ייחודיות לעיר גדולה. התופעה הבולטת ביותר היא העלייה בטמפרטורות: הטמפרטורות השוררות באזורים העירוניים עשויות להיות גבוהות בכמה מעלות מן הטמפרטורות השוררות באזורים הכפריים הסמוכים. תופעה זאת מכונה "אי חום עירוני", כלומר, העיר היא כמו אי חם בתוך סביבה קרה יותר.

*84*

מבזק סיכום

- הטמפרטורות הממוצעות השוררות באזור קו המשווה גבוהות, והן הולכות ויורדות לכיוון הקטבים.

- הגורם העיקרי, העולמי, להבדלי הטמפרטורות, קשור לעובדה שכמות הקרינה המגיעה אל אזורי קו המשווה גדולה מכמות הקרינה המגיעה לקטבים.

- תפרוסת הטמפרטורות מושפעת גם מגורמים מקומיים: המרחק מהים, זרמי הים, והגובה מעל לפני הים.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*84*

1. עיינו במפות הטמפרטורות הממוצעות בעולם בחודשים יולי וינואר (ראו עמ' 80). היעזרו גם במפות העולם – המפה הפיזית והמפה המדינית באטלס. מצאו את מקומותיהן של העיר מוסקווה (רוסיה) והעיר חרטום (סודאן).

א. רשמו מהו קו הרוחב של כל אחת מן הערים האלה.

ב. ציינו את הטמפרטורות הממוצעות השוררות בחודש יולי ובחודש ינואר באזורים שערים אלה שוכנות בהם.

ג. חשבו את ההבדל בטמפרטורות בין שתי הערים.

ד. הסבירו את הסיבות להבדלי הטמפרטורות ביניהן.

2. מצאו שני מקומות נוספים (מלבד מוסקווה וחרטום), המדגימים הבדלי טמפרטורות שמקורם במיקום על קו רוחב שונה. ציינו את שמות המקומות, את קו הרוחב שהם שוכנים עליו, ואת הטמפרטורות הממוצעות השוררות בהם בחודשים יולי וינואר.

3. התבוננו באטלס ומצאו את העיר יקוצק בסיביר, רוסיה, ואת איי פראר שבין נורווגיה הדרומית לאיסלנד. ביקוצק הטמפרטורה הממוצעת ביולי היא 19 מעלות צלזיוס (מעל לאפס), ובינואר היא 43.5 מעלות צלזיוס (מתחת לאפס). באיי פראר הטמפרטורה הממוצעת ביולי היא 10.6 מעלות צלזיוס, ובינואר היא 3.2 מעלות צלזיוס.

א. מצאו את קו הרוחב של כל אחד מהמקומות.

ב. ציינו היכן הפרש הטמפרטורות בין חודש יולי לחודש ינואר גדול יותר, והסבירו מהו הגורם המשפיע על הפרש הטמפרטורות בכל אחד מהמקומות.

ג. הסבירו מדוע באיי פראר הטמפרטורה אינה יורדת מתחת לאפס בחודשי החורף.

4. באיי גלפגוס, השוכנים סמוך לקו המשווה, מתקיימת אוכלוסיה של פינגווינים החיים בדרך כלל באזורים קרים. כיצד הם מצליחים לחיות שם?

5. מצאו באטלס את העיר ריו דה-ז'נירו בברזיל ואת העיר אנטופגסטה בצ'ילה, השוכנות כמעט על אותו קו רוחב. עיינו במפות הטמפרטורות ובמפת זרמי הים (עמ' 80 ו-82), וענו:

א. באיזו מהערים הטמפרטורות הממוצעות בחודש יולי ובחודש ינואר גבוהות יותר? ציינו מהן הטמפרטורות בכל אחת מהערים.

ב. הסבירו מדוע קיים ההבדל בטמפרטורות בין שתי הערים.

*85*

6. אזור אדיס אבבה באתיופיה נמצא באזור קו רוחב 9 מעלות בקירוב. למרות קרבתו לקו המשווה, הטמפרטורות הממוצעות באזור זה הן נמוכות. עיינו במפות המתאימות באטלס וציינו מהי הסיבה לטמפרטורות הנמוכות.

7. הגרפים שלפניכם נותנים מידע על הטמפרטורות הממוצעות לחודש ינואר ולחודש יולי בהר כנען (סמוך לצפת) ובתל אביב.

א. מהם הפרשי הטמפרטורות בכל אחד מהמקומות האלה בין היום והלילה? ומהם הפרשי הטמפרטורות בין חודש ינואר לחודש יולי?

ב. הסבירו מהו הגורם העיקרי להבדלים אלה.

(בספר שני גרפים:)

חודש יולי, חודש ינואר

8. היעזרו במפות האקלים של ישראל באטלס וכתבו: היכן הטמפרטורות גבוהות יותר – בעכו או בבית שאן? הסבירו מדוע.

9. לפניכם טבלה המציינת 4 צמדי מקומות. היעזרו באטלס ובמפות הטמפרטורות, העתיקו אותה ומלאו אותה במחברת.

המקום, קו הרוחב, הטמפ' הממוצעת ביולי, הטמפ' הממוצעת בינואר, הגורם המשפיע על ההבדל בטמפרטורות

אוסלו, נורווגיה, --, --, --, --

יאונדה, קמרון, --, --, --, --

הר מון בלן באלפים, --, --, --, --

מילאנו, איטליה, --, --, --, --

לונדון, אנגליה, --, --, --, --

ניו פאונדלנד, קנדה, --, --, --, --

סיאטל, ארה"ב, --, --, --, --

ויניפג, קנדה, --, --, --, --

10. הסבירו את התופעה המכונה "אי חום עירוני": מה גורם להיווצרותה של התופעה? ומה השפעתה של התופעה הזאת על הטמפרטורות השוררות בעיר הגדולה?

*86*

פרק ג – לחץ אויר ורוחות

*86*

האוויר שבאטמוספרה נמצא בתנועה מתמדת – הוא נע ממקום למקום ללא הפסקה. תנועה זאת של האוויר נקראת "רוח". לעתים זוהי תנועה קלה ונעימה, ולעתים היא מתרחשת בעוצמה חזקה ואפילו הרסנית. תנועת האוויר נוצרת עקב הבדלים בלחץ האוויר הקיים באזורים סמוכים. בפרק זה נלמד מהו לחץ אוויר, מדוע נגרמים שינויים בלחץ האוויר, וכיצד משפיעים ההבדלים בלחץ האוויר בין אזורים סמוכים על מערכת הרוחות העולמית ועל הרוחות המקומיות.

לחץ האוויר

*86*

לאוויר שבאטמוספרה יש משקל והוא יוצר על פני הקרקע לחץ הנקרא "לחץ אוויר". כדי להבין מהו לחץ האוויר, דמיינו כאילו על כל יחידת שטח של 1 סמ"ר (1 ס"מ רבוע) בכדור הארץ קיים עמוד של אוויר, שבסיסו בפני השטח וראשו בפסגת האטמוספרה, ומשקלו יוצר לחץ על פני השטח. ככל ש"עמוד האוויר" גבוה יותר כן הלחץ שהוא יוצר על יחידת השטח שמתחתיו גדול יותר. מכאן אפשר להבין כי לחץ האוויר יורד עם העלייה בגובה: בפסגות ההרים לחץ האוויר נמוך מלחץ האוויר בגובה פני הים.

ההבדלים בלחץ האוויר בגבהים שונים מסבירים תופעות שאנחנו מכירים מחיי היום-יום, למשל: כשנוסעים ממקום גבוה למקום נמוך (מירושלים לים המלח, לדוגמה), מרגישים לעתים לחץ באוזניים. מדוע? כי כששוהים במקום מסוים במשך זמן מסוים – הלחץ שבתוך האוזן משתווה ללחץ שמחוץ לאוזן, אבל כשיורדים במהירות ממקום גבוה למקום נמוך ממנו – הלחץ החיצוני הולך וגדל ככל שיורדים בגובה, ואילו הלחץ שבתוך האוזן נשאר נמוך כפי שהיה קודם. במצב כזה מרגישים לחץ על חלל האוזן. להבדלים בלחץ האוויר בין אזורים שונים (גם כאשר הם נמצאים באותו הגובה) יש עוד גורמים, אשר אינם קשורים לגובה מעל פני הים.

ללחץ האוויר יש השפעה על היווצרותם של תנאי האקלים ושל תופעות מזג האוויר ברחבי כדור הארץ: ההבדל בלחץ האוויר בין אזורים שונים, הוא זה שיוצר את הרוחות – הרוח נעה מאזור של לחץ גבוה לאזור של לחץ נמוך. תנאי לחץ האוויר משפיעים גם על היווצרות משקעים: לחץ אוויר נמוך הוא תנאי לירידת משקעים, ואילו באזורים של לחץ אוויר גבוה לא יורדים משקעים.

על מפת לחץ האוויר

את לחץ האוויר מודדים במכשיר הנקרא ברומטר, ומקובל לבטא אותם ב-2 סוגים של יחידות מידה:

- בר, או מיליבר (אלפית הבר).

- פסקל (100,000 פסקל שווה 1 בר) או הקטופסקל (100 פסקל שווה 1 מיליבר).

בגובה פני הים לחץ האוויר הממוצע הוא כ-1 בר (כ-1,000 מיליבר, ואם רוצים לדייק – 1,013.25 מיליבר או הקטופסקל).

(בספר איור:)

לחץ האוויר בגבהים שונים מעל פני הים

*87*

משתמשים בשתי יחידות המידה האלה במפות של חיזוי מזג האוויר.

כדי לעקוב אחר תנאי לחץ האוויר וכדי לחזות את התפתחותם של תנאי מזג האוויר – ברחבי כדור הארץ או במקום מסוים – החזאים משתמשים במפות לחץ אוויר. מפת לחץ האוויר היא מפה המתארת את האזורים הגאוגרפיים אשר הערכים של לחץ האוויר בהם שווים. במפות האלה מסורטטים קווים שחורים המכונים "קווים שווי-לחץ" (בלועזית: "איזוברים") – אלה הם קווים המחברים על גבי המפה את כל המקומות שלחץ האוויר בהם שווה. על גבי כל קו שווה-לחץ מופיע מספר המציין את הערך של לחץ האוויר. מציינים את הערכים האלה ביחידות מיליבר, או ביחידות הקטופסקל, ובראשי תיבות – מ"ב או ה"פ (ראו איור).

כשמעיינים במפות לחץ האוויר, אפשר להבחין בהן באזורים של לחץ אוויר גבוה ובאזורים של לחץ אוויר נמוך. נפרט כמה מושגים המופיעים במפת לחץ האוויר ואשר אנחנו נתקלים בהם בתחזיות מזג האוויר (עקבו במפה):

(בספר איור:)

מערכות לחץ אוויר

(בספר מפה:)

מפת לחץ האוויר בגובה פני הים, מעל לים התיכון, ביום מסוים בעונת החורף (מפה זו משתנה מדי יום)

א. האזור שבו לחץ האוויר נמוך מסביבתו נקרא "שקע ברומטרי", והוא מסומן במפה באות ש (על פי האות הראשונה במילה שקע), או באות L (על פי האות הראשונה במילה האנגלית LOW, נמוך).

ב. האזור שבו לחץ האוויר גבוה מסביבתו נקרא "רמה ברומטרית", והוא מסומן במפה באות ר (על פי האות הראשונה במילה רמה), או באות H (על פי האות הראשונה במילה האנגלית HIGH, גבוה).

ג. לשלוחה של לחץ אוויר נמוך, היוצאת ממרכז השקע הברומטרי, קוראים "אפיק ברומטרי".

ד. לשלוחה של לחץ אוויר גבוה, היוצאת ממרכז הרמה הברומטרית, קוראים "רכס ברומטרי".

השקעים, הרמות, האפיקים והרכסים הברומטריים, יוצרים את מערכות לחץ האוויר – מערכות המשתרעות על שטחים של כמה אלפי קמ"ר. מערכות לחץ האוויר אינן קבועות – הן משתנות כל הזמן: אזור המושפע משקע – כעבור כמה שעות או ימים יכול להיות מושפע מרמה, ולהפך. לפיכך גם מפת לחץ האוויר (בניגוד למפה הפיזית או למפה הטופוגרפית) היא מפה שאינה קבועה, מפה שצורתה משתנה כל הזמן.

השינויים במערכות לחץ האוויר גורמים לשינויים גדולים במזג האוויר. מפות לחץ האוויר מאפשרות לחזאים לקבל מידע על התנאים המשתנים של מזג האוויר: על כיוון הרוח, על עוצמת הרוח, על הסיכוי שירד גשם ועל הטמפרטורות הצפויות.

*88*

הרוח ומאפייניה

*88*

בטבע קיימת מגמה ליצור מצב של איזון ושיווי משקל. מגמה כזאת קיימת גם כאשר באזורים סמוכים זה לזה קיים לחץ אוויר שונה: האוויר נע מהאזור שכמות האוויר המצויה בו גדולה (כלומר, לחץ האוויר בו גבוה יותר), לעבר האזור שמצויה בו כמות אוויר קטנה יותר (כלומר, לחץ האוויר בו נמוך יותר). ההפרשים בלחץ האוויר בין אזורים סמוכים הם, אם כן, הגורם להיווצרותה של הרוח.

הרוחות שבאטמוספרה משתנות משעה לשעה, מיום ליום וממקום למקום, גם בעוצמתן וגם בכיוון שלהן, אך יש להן חוקיות ומחזוריות הנובעים ממערכות הלחץ השונות. בישראל, לדוגמה, בעונת הקיץ יש לכל יממה מחזור קבוע למדי של רוחות, ולכל עונה יש רוחות המאפיינות אותה. אנו מכירים, למשל, את הרוח הנעימה הנושבת באזורי החוף של ישראל בקיץ מן הים, ולעומתן – את הרוחות החמות והיבשות המביאות לישראל אבק ואוויר לוהט מהמדבריות באביב ובסתיו. בעונת החורף, שמזג האוויר השורר בה אינו יציב, מערכת הרוחות משתנה לעתים קרובות בעקבות שינויים במערכות הלחץ.

בתחזית מזג האוויר המוגשת בחדשות נאמרים לעתים משפטים בנוסח: "בים התיכון תנשב רוח דרומית עד דרום-מערבית, מתונה עד ערה." תיאור מעין זה נותן מידע על כיוון הרוח ועל עוצמת הרוח. אלה הם שני מדדים חשובים, שבאמצעותם מאפיינים את הרוח.

כיוון הרוח

כאמור, הרוח זורמת מאזור של לחץ גבוה לאזור של לחץ נמוך, אך חשוב להבין כי הרוח אינה זורמת מאזור לאזור בקו ישר אלא בתנועה סיבובית. זאת בגלל תנועת הסיבוב של כדור הארץ, הגורמת להטיית האוויר ימינה בחצי הכדור הצפוני, ולהטייתו שמאלה בחצי הכדור הדרומי.

מקובל להגדיר את כיוון הרוח על פי הכיוון שהרוח נושבת ממנו, כלומר: כשאומרים "רוח דרומית" מתכוונים לרוח שבאה מכיוון דרום, וכשאומרים "רוח צפון-מזרחית" מתכוונים לרוח שבאה מכיוון צפון-מזרח.

הרוח נושאת עימה חלק מתכונותיו של האוויר במקום שהיא נושבת ממנו, ועל כן, מידע על הכיוון שממנו באה הרוח מבהיר מה הן תכונותיו של האוויר שהיא מביאה איתה. כך, למשל, כשמדברים בישראל על רוח מזרחית – מדברים על אוויר המגיע מאזורים מדבריים המצויים ממזרח לנו. זהו בדרך כלל אוויר חם ויבש, והוא נושא עימו אבק. לעומת זאת כאשר מדברים בישראל על רוח מערבית – מדברים על אוויר המגיע מן הים התיכון, שם שהה מעל לפני המים, ולכן הוא בדרך כלל לח.

(בספר איור:)

כיוון תנועת הרוח מרמה ברומטרית לעבר שקע ברומטרי בחצי הכדור הצפוני

(בספר תמונה:)

פברואר 2006 – חול ואבק מכסים את תל אביב

*89*

עוצמת הרוח

הגורם המרכזי הקובע את עוצמת הרוח הוא ההפרשים בלחץ האוויר: ככל שהפרש הלחצים בין מקומות סמוכים, הנמצאים באותו גובה גדול יותר, כן עוצמתה של הרוח גדולה יותר.

עוד גורם המשפיע על עוצמת הרוח הוא מידת החיכוך שלה עם פני השטח: כשהרוח נושבת באזורים עירוניים או באזורים מיוערים, היא מתחככת עם פני השטח המחוספסים, ומהירותה קטנה; וכשהרוח נושבת על פני שטח חלקים יותר, כמו פני הים, מידת החיכוך שלה עם פני השטח קטנה יותר, ומהירותה גדולה יותר. ככל שעולים בגובה ומתרחקים מפני השטח כן פוחתת השפעתו של כוח החיכוך על הרוח, ומעל לגובה של כמה מאות מטרים זרימת האוויר רצופה ואינה מופרעת. לכן, בגובה רב עוצמת הרוח גדולה הרבה יותר מעוצמתה של הרוח הנושבת סמוך לפני השטח.

הרוח הנושבת יוצרת אנרגיה שניתן לנצלה בדרכים שונות: בהשטת סירות מפרש, בהפעלת טחנות לטחינת קמח ובהפקת חשמל.

את מהירות הרוח ואת כיוונה מודדים באמצעות מכשיר הקרוי "מדרוח". נהוג לבטא את מהירות הרוח ביחידות של מ' לשנייה או ק"מ לשעה. ימאים וטייסים משתמשים גם ביחידה הנקראת "קשר" (0.5 מ' לשנייה). לדוגמה, כשמדברים על רוח בעוצמה של 20 קשר, מתכוונים למהירות של כ-10 מ' לשנייה. המידע על מהירות הרוח חשוב במיוחד כאשר מדובר בתחזית לרוחות עזות הגורמות להרס, אך הוא חשוב גם לגולשים בגלשני רוח, למעיפי עפיפונים, לטייסי דאונים, לגולשי גלים ועוד.

לעתים, כאשר אין מכשיר משוכלל, אפשר להעריך את עוצמת הרוח גם ללא מדידה מדויקת, וזאת באמצעות טבלה הנקראת "סולם בופור". טבלה זאת מדרגת את עוצמת הרוח – מדרגה 0, שמשמעה היעדר מוחלט של רוח, ועד לדרגה 12, שהיא עוצמתה של סופת הוריקן (סופה הרסנית).

(בספר תמונה:)

עץ שצמיחתו מושפעת מרוחות קבועות וחזקות בחוף האי הוואי

(בספר תמונה:)

השבשבת (בתמונה העליונה) היא המכשיר הפשוט והמוכר המראה את כיוון הרוח. כיום משתמשים במכשיר חדש יותר, הנקרא "מדרוח" (ובלועזית: אנמומטר, בתמונה התחתונה), המראה הן את כיוון הרוח והן את מהירות הרוח. מד הרוח בנוי מציר אנכי, שבקצהו מותקנות כפות המסתובבות עם כיוון הרוח. מהירות הסיבוב של הכפות מצביעה על מהירות הרוח

*90*

מערך הלחצים על פני כדור הארץ

*90*

מערך לחצי האוויר – השקעים הברומטריים והרמות הברומטריות – מושפעים משני סוגים של גורמים: גורמים תרמיים וגורמים דינאמיים. נבדוק מה הם גורמים אלה ומה השפעתם.

הגורם התרמי

בין אזור קו המשווה לבין אזורי הקטבים קיים הבדל בגובה הטמפרטורות (כלומר, הבדל בחום, הבדל תרמי). הבדל זה יוצר הבדל בין האזורים האלה גם בלחץ האוויר. לאזור קו המשווה מגיעה קרינת שמש בעוצמה גבוהה במשך כל השנה. קרינה זאת הופכת לקרינת חום, המחממת את האוויר הסמוך לפני הקרקע וגורמת לעלייתו של אוויר חם ולח. תנועת האוויר החם כלפי מעלה יוצרת אזורים נרחבים של לחץ אוויר נמוך (שקע ברומטרי). לעומת זאת לאזורי הקטבים מגיעה קרינת שמש בעוצמה נמוכה, והאוויר קר מאוד כמעט במשך כל ימות השנה. האוויר הקר נותר סמוך לפני השטח ויוצר לחץ אוויר גבוה, המשתרע על פני אזורים נרחבים.

הגורמים הדינאמיים

המערכות בטבע שואפות לאיזון, ולפיכך היינו מצפים, שכדי להגיע לאיזון בלחצים ובטמפרטורות תיווצר זרימה ישירה של אוויר בין אזור קו המשווה לבין אזורי הקטבים. אך גורמים דינאמיים שונים, הקשורים למבנה הכדורי של כדור הארץ ולסיבובו סביב עצמו, יוצרים מערך לחצים מורכב יותר:

א. המבנה הכדורי של כדור הארץ יוצר מצב שבו ישנם הבדלים בהיקף כדור הארץ בין אזור המשווה לאזור הקטבים. ההיקף הגדול ביותר של כדור הארץ הוא בקו המשווה, וככל שמצפינים או מדרימים מקו זה לעבר קווי הרוחב המרוחקים ממנו – ההיקף הולך וקטן. האוויר הזורם מקו רוחב בעל היקף גדול לעבר קו רוחב שהיקפו קטן יותר – נעשה צפוף יותר, שכן הוא צריך להידחס לנפח קטן יותר, ולהפך: האוויר הזורם מקו רוחב בעל היקף קטן לעבר קו רוחב בעל היקף גדול ממנו – מתפשט.

ב. תנועת כדור הארץ סביב צירו גורמת לכך שכל מה שנע באופן חופשי (גושי אוויר, פגזי תותחים או מטוסים), למעשה נע באלכסון ביחס לפני כדור הארץ. תנועה זאת גורמת לכך שהאוויר העולה מאזור קו המשווה מתחיל לנוע לעבר קווי הרוחב הבינוניים בנטייה ההולכת וגוברת ככל שעולים בקווי הרוחב. בחצי הכדור הצפוני הנטייה היא ימינה, ובחצי הכדור הדרומי הנטייה היא שמאלה. נטייה זאת נגרמת בשל כוח מדומה הנקרא כוח קוריוליס.

בפועל מתקיים שילוב בין הגורמים התרמיים והגורמים הדינאמיים. לדוגמה, באזור קווי הרוחב 30 מעלות, בשני חלקיו של כדור הארץ – הצפוני והדרומי – קיימות טמפרטורות גבוהות. לפיכך היה אפשר לצפות שלחץ האוויר באזורים אלה יהיה נמוך, אך לחץ האוויר באזורים אלה הוא גבוה דווקא. מדוע? משום שהאוויר החם, העולה באזור קו המשווה, נע צפונה ודרומה ובדרכו מאבד חלק מן החום שלו, נעשה כבד יותר ונוטה לשקוע. זוהי הסיבה התרמית, אך מתווספות אליה שתי סיבות דינאמיות: היקפו של כדור הארץ בקווי הרוחב האלה הוא קטן יותר מהיקפו סביב קו המשווה, והאוויר נאלץ להצטופף בנפח קטן יותר. לכן האוויר מתכווץ, נעשה צפוף יותר, מתחמם תוך כדי ירידה ויוצר אזור של לחץ אוויר גבוה. הסיבה השנייה קשורה לסיבוב של כדור הארץ, ומסיבה זאת האוויר המגיע מקו המשווה מוטה ימינה ויורד אל פני הקרקע סביב קווי הרוחב 30 מעלות.

*91*

מערכת תאי-הזרימה העולמית

*91*

הגורמים התרמיים והגורמים הדינאמיים יוצרים, כאמור, מערכת מורכבת, המביאה לאיזון בין אזור קו המשווה לאזורי הקטבים. כדי להביא לאיזון זה בטמפרטורות ובלחצי האוויר קיימת באטמוספרה מערכת של תאי זרימה, המעבירה גושי אוויר עצומים, בעלי טמפרטורות שונות, ממקום של עודף למקום של גירעון, ולהפך. בכל אחד משני חצאיו של כדור הארץ – יש 3 תאי זרימה:

- תאי זרימה המצויים בין קווי הרוחב 30-0 מעלות, משני צידיו של קו המשווה – האחד מצפון לקו המשווה, והאחד מדרום לו, עד קו הרוחב 30 מעלות. בתאי הזרימה האלה – האוויר החם והלח המצוי באזור קו המשווה נעשה קל מסביבתו, ואז הוא מתרומם ועולה לגובה של כמה ק"מ וזורם מקו המשווה צפונה ודרומה. תוך כדי זרימה בגובה זה האוויר מתקרר, ואז הוא שוקע – באזור קו הרוחב 30 מעלות. במהלך שקיעתו האוויר מתחמם ומתייבש (תהליך הנקרא "התמוככות"), וזורם בגובה נמוך, קרוב לפני השטח. חלקו זורם חזרה לכיוון קו המשווה, וחלקו זורם לכיוון קו הרוחב 60 מעלות.

- תאי זרימה המצויים בין קווי הרוחב 60-30 מעלות – בחצי הצפוני ובחצי הדרומי של כדור הארץ. אל קו רוחב 60 מעלות מגיע אוויר משני כיוונים – אוויר חם הזורם קרוב לפני הקרקע מקו רוחב 30 מעלות, ואוויר קר מאוד, הזורם אף הוא קרוב לפני הקרקע אך מגיע מכיוון הקוטב. באזור קו הרוחב 60 מעלות גושי האוויר האלה נפגשים, ובגלל ההתנגשות בין האוויר החם לאוויר הקר הם עולים כלפי מעלה. האוויר העולה באזור קו רוחב 60 מעלות מתקרר וזורם בגובה – חלקו לעבר הקוטב וחלקו חזרה לקו רוחב 30 מעלות.

- התאים הקוטביים – תאי זרימה המצויים בין קווי הרוחב 90-60 מעלות, בחצי הצפוני ובחצי הדרומי של כדור הארץ. חלק מהאוויר העולה בקו הרוחב 60 מעלות ממשיך בדרכו בגובה רב. האוויר, שהוא גם קר וכבד וגם זורם מהיקף גדול של כדור הארץ להיקף הקטן ביותר של כדור הארץ באזורי הקוטב, שוקע באזור הקוטב ויוצר רמה ברומטרית. משם האוויר זורם בגובה נמוך, קרוב לפני השטח, חזרה לכיוון קו הרוחב 60 מעלות.

מלבד גושי האוויר במערכת תאי הזרימה העולמית, קיימת גם מערכת עולמית של זרמי ים, המסיעה מים חמים מאזור קו המשווה לכיוון הקטבים, ומים קרים מהקטבים לאזור קו המשווה, וכך הם ממתנים את הטמפרטורות (ראו עמ' 83-82). אילו לא היו קיימות כל המערכות המאזנות שתיארנו, האזורים המשווניים היו מתחממים עוד ועוד, ואזורי הקטבים היו מתקררים עוד ועוד.

(בספר איור:)

תא זרימת אוויר

(בספר איור:)

זרימת אוויר במערכת העולמית – תאי הזרימה

(בספר תרשים זרימה:)

קרינה מגיעה מהשמש

הקרינה נקלטת באופן שונה על פני כדור הארץ על פי זווית הפגיעה

על פני כדור הארץ נוצרים אזורים בעלי טמפרטורה ממוצעת שונה

על פני כדור הארץ נוצרים אזורים בעלי לחץ אוויר שונה

אוויר זורם מלחץ אוויר גבוה ללחץ אוויר נמוך (רוחות)

נוצרים אזורי האקלים ומערכת הרוחות העולמית

*92*

מערכת הרוחות העולמית

*92*

תנועת האוויר בתאי הזרימה שתיארנו, וסיבוב כדור הארץ סביב עצמו, יוצרים מערכת רוחות עולמית קבועה למדי. הרוחות האלה היו צריכות לזרום בכיוון צפון-דרום, בהתאם לתאי הזרימה השונים, אך כיוונן מוסט בהשפעת תנועת הסיבוב של כדור הארץ סביב עצמו:

- באזור קו המשווה נושבות רוחות אופקיות מזרחיות (רוחות הנושבות ממזרח למערב), חלשות יחסית.

- בין קווי הרוחב 30-10 מעלות הרוחות נושבות מכיוון צפון-מזרח בחצי הכדור הצפוני, ומכיוון דרום-מזרח בחצי הכדור הדרומי. כך נוצרת משני עברי קו המשווה חגורה קבועה של רוחות צפון-מזרחיות או דרום-מזרחיות, בהתאמה. הרוחות האלה מכונות "רוחות הסחר" (או "רוחות הפאסאט"), שכן בעידן ספינות המפרש הספנים ידעו לנצל את הרוחות האלה ככוח מניע לספינותיהם בהפלגות המסחריות הארוכות. הודות לעוצמתן וליציבותן, רוחות הסחר מאפשרות לחצות את האוקיינוסים הגדולים בספינות מפרש תוך שבועות מעטים.

- בין קווי הרוחב 30-60 מעלות נושבות רוחות הנקראות "הרוחות המערביות". רוחות אלה מוסטות אף הן בגלל תנועת הסיבוב של כדור הארץ, ולכן הן דרום-מערביות בחצי הכדור הצפוני, וצפון-מערביות בחצי הכדור הדרומי.

- בין קווי הרוחב 60-90 מעלות (אזורי הקטבים), בשני חצאיו של כדור הארץ, נושבות רוחות מזרחיות עזות.

חשוב לדעת כי בגלל תנועת כדור הארץ סביב השמש, ובגלל שינויים בכמויות הקרינה הנבלעות בפני כדור הארץ בתקופות השנה השונות, משתנה מעט המיקום של מערכות הלחץ השונות ושל מערכות הרוחות הנובעות מהן במהלך השנה.

הרוחות המקומיות

לצד מערכת הרוחות העולמית, המושפעת מגורמים בקנה מידה עולמי, קיים מגוון של רוחות מקומיות המושפעות מגורמים מקומיים ומתהליכים מקומיים.

אחד המקומות שבהם אפשר להרגיש מדי יום את נשיבת הרוח בגלל ההפרשים בלחץ האוויר, הוא חוף הים – המקום שבו מתקיים מפגש בין היבשה (אדמה) לבין הים (מים). בגלל ההבדלים בתכונות הפיזיקאליות שלהם, היבשה והים מתחממים ומתקררים בקצב שונה: באזור היבשה הסמוך לחוף הים מתחמם ומתקרר מהר יותר מקצב ההתחממות וההתקררות של מי הים שבקרבתו. לכן בצהרי יום קיץ, למשל, הקרקע בחוף לוהטת ואילו מי הים עדיין קרירים ונעימים, אבל לאחר שקיעת החמה מתרחש תהליך הפוך – הקרקע מתקררת במהירות, ואילו המים שומרים על חמימות מסוימת במשך שעות ארוכות.

(בספר איור:)

מערכת הרוחות העולמית

*93*

הפרשי הטמפרטורות יוצרים הפרשים בלחץ האוויר בין היבשה לים, ומביאים להיווצרותן של רוחות קבועות באזורי החופים:

- במשך היום, כאשר היבשה מתחממת במהירות, האוויר שמעליה מתחמם אף הוא, צפיפותו יורדת, הוא נעשה קל יותר ומתחיל לנוע כלפי מעלה, ואז נוצר מעל ליבשה לחץ אוויר נמוך. במקביל, מעל לים, שמתחמם לאט – האוויר קריר יותר, צפיפותו גבוהה, הוא כבד יותר ושוקע, ומעל לים נוצר לחץ אוויר גבוה. ההפרשים בלחץ האוויר בין הים ליבשה יוצרים תנועה של אוויר מהים לכיוון היבשה. כך נוצרת רוח קרירה ונעימה, המכונה "בריזה ימית". הבריזה הימית נושבת משעות הבוקר ועד לשעות אחר הצהריים כמעט ברציפות, והיא מתקדמת פנימה אל תוך היבשה. הרוח הזאת מצננת ומקילה את החום באזור החוף בימות הקיץ החמים.

- בשעות הלילה התהליך הפוך: היבשה מתקררת במהירות, והאוויר הקריר שמעליה שוקע וגורם לעלייה בלחץ האוויר. במקביל הים מתקרר לאיטו – הוא עדיין חמים יחסית ליבשה, והאוויר שמעליו צפוף פחות ולכן הוא עולה, ומעליו נוצר לחץ אוויר נמוך. התוצאה: רוח הנושבת מהיבשה לעבר הים. רוח זאת מכונה "בריזה יבשתית".

רוחות הר ועמק

באזורי ההרים, בין הפסגות לעמקים, נוצרות רוחות מקומיות המושפעות ממבנה פני השטח. על גבי מדרונות ההרים המתחממים מקרינת השמש במהלך היום, נוצרת תנועה של אוויר חם: האוויר עולה מתחתית מדרונות ההרים לעבר פסגות ההרים. רוח זאת מוכרת לעוסקים בספורט גלישת הרוח, המנצלים אותה כדי לרחף ולדאות, והציפורים מנצלות רוחות אלה לדאייה.

בלילה מתרחש תהליך הפוך – האוויר הנמצא סמוך לקרקע מתקרר במהירות וגולש חזרה במורד ההר לעבר העמק. רוח זאת, היורדת במדרון, היא לעתים איטית וחלשה, והיא מביאה לכך שבשעות הלילה המאוחרות מצטבר בתחתית העמק אוויר קר.

מנהרות רוח

הרוח הנושבת במישור שומרת על עוצמה וכיוון כמעט קבועים, אך כאשר היא מגיעה לקניון או לעמק צר, עוצמתה מתחזקת. מדוע? משום שאותה כמות אוויר הנכנסת לקניון צריכה גם לצאת ממנו, ולפיכך היא "מצטופפת" במקום הצר ומהירותה גדלה. בישראל התופעה בולטת במיוחד בערבה: הרוחות הנושבות בעמק הצר שבין הרי מואב להרי הנגב צוברות מהירות, וכשהן מגיעות לקצה הערבה, לאזור העיר אילת, הן מנשבות שם בעוצמה גבוהה.

תופעה דומה מתרחשת בערים הגדולות בעולם, שבהן נבנים בניינים גבוהים (לעתים אף גורדי-שחקים) וביניהם רחובות צרים, היוצרים מעין "מנהרת רוח". כשהרוחות נושבות בתוך רחובות כאלה – מהירותן גוברת, כמו בתוך ואדי או עמק צר בטבע.

(בספר שני איורים:)

מערך הרוחות הקבועות באזורי החופים (1. יום, 2. לילה)

(בספר תמונה:)

גולשים במצנחי רחיפה מנצלים להנאתם את הרוחות המקומיות

(בספר תמונה:)

רחוב צר בניו יורק, היוצר מנהרת רוח

*94*

מבזק סיכום

- לאוויר באטמוספרה יש משקל היוצר לחץ על פני כדור הארץ.

- מפת לחץ האוויר היא מפה המתארת אזורי לחץ נמוך (שקעים ברומטריים) ואזורי לחץ גבוה (רמות ברומטריות), בפרק זמן נתון.

- ההפרש בלחץ האוויר בין אזורים שונים, הוא היוצר את הרוחות. הרוח נעה מאזור של לחץ אוויר גבוה לאזור של לחץ אוויר נמוך.

- מאפייני הרוח הם: כיוון, המאפשר לזהות את תכונות האוויר שהיא נושאת, ועוצמה, התלויה בגודל ההפרש בין הלחצים ובמרחק ביניהם.

- להיווצרות של מערכת לחץ אוויר יש סיבות תרמיות, הקשורות לשינוי בטמפרטורת האוויר, וסיבות דינאמיות, הקשורות לשינויים בסיבוב של כדור הארץ סביב צירו ולהיקף המשתנה של כדור הארץ.

- בכדור הארץ קיימת מערכת של תאים שבהם זורמים גושי אוויר המעבירים את עודפי החום מאזור קו המשווה אל הקטבים, שבהם יש גירעון בחום.

- במערכת תאי הזרימה 3 זוגות של תאים: בין קווי הרוחב 0-30 מעלות (צפון ודרום); בין קווי הרוחב 30-60 מעלות (צפון ודרום); בין קווי הרוחב 60-90 מעלות (התאים הקוטביים, צפון ודרום).

- תנועת האוויר בתאי הזרימה יוצרת מערכת רוחות עולמית קבועה.

- הרוחות מושפעות גם מגורמים מקומיים, היוצרים רוחות בקנה מידה קטן: בריזה באזורי החוף, רוחות הר ועמק, מנהרות רוח.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*94*

1. קבוצה של מטיילים רכשה שקיות של חטיפים למרגלות ההר בדרכה לפסגתו הגבוהה. כאשר עלתה הקבוצה במעלה ההר והגיעה לפסגה, התנפחו השקיות. וכאשר ירדה הקבוצה מן ההר, התכווצו השקיות. הסבירו את שתי התופעות.

2. (בספר מפה)

לפניכם מפה של מערכת לחץ אוויר, ומתוארים בה מקומם של הרמות והשקעים באזור. כתבו במחברת איזו מערכת לחץ אוויר (רמה או שקע) מסומנת באות א, ואיזו מערכת לחץ אוויר מסומנת באות ב.

הסבירו כיצד קבעתם זאת.

3. כאשר החזאים מדברים על "אפיק ים סוף", למה הם מתכוונים?

4. "ההפרשים בלחץ האוויר הם המנוע היוצר את הרוח". הסבירו משפט זה.

5. הרוחות המערביות והרוחות הצפון-מערביות הנושבות בעונת הקיץ בישראל משפיעות על תנאי מזג האוויר במישור החוף. הסבירו כיצד הן משפיעות.

6. בעונות המעבר (הסתיו והאביב) בישראל, לעתים מנשבות רוחות דרומיות או דרום-מזרחיות. כיצד משפיעות רוחות אלה על תנאי מזג האוויר בישראל?

7. עקבו אחר תחזית מזג האוויר באמצעי התקשורת השונים, ביום מסוים: ציינו מהו כיוון הרוח ביום זה, וכיצד הרוח משפיעה על תנאי מזג האוויר באותו יום.

8. מאין ולאן נושבת הרוח – מן השקע אל הרמה, או להפך? מדוע?

*95*

9. תארו את מערכת תאי הזרימה העולמית באמצעות טבלה כדוגמת הטבלה שלפניכם. התייחסו רק לחצי הצפוני של כדור הארץ.

התא, נמצא בין קווי הרוחב, כיוון זרימת האוויר בגובה, כיוון זרימת האוויר על פני הקרקע

10. העתיקו את הטבלה שלפניכם ומלאו אותה במחברת:

קו הרוחב, מערכת לחץ האוויר (נמוך או גבוה), הסיבות למערכת לחץ האוויר

0 מעלות, --, --

30 מעלות, --, --

60 מעלות, --, --

90 מעלות, --, --

11. הסבירו מדוע הרוחות העולמיות אינן נושבות בקו ישר מאזור המשווה צפונה ודרומה.

12. הטיסה מישראל לארה"ב נמשכת כ-12 שעות, ואילו הטיסה חזרה מארה"ב לישראל נמשכת כ-11 שעות. התבוננו בכיווני הרוחות המוצגים באיור שבפרק ובמפת הרוחות באטלס, והסבירו עובדה זאת.

13. אילו רוחות סייעו לקולומבוס במסעו המפורסם מאירופה לאמריקה? ואילו רוחות סייעו לו לשוב לאירופה?

14. א. כאשר אתם עומדים על שפת הים בשעות הבוקר – מאיזה כיוון הרוח נושבת? הסבירו מדוע.

ב. מתי ישתנה כיוון הרוח? הסבירו מדוע.

15. כתבו באילו תנאים יש סיכוי שהרוח תהיה חזקה יותר, והסבירו מדוע:

א. כאשר הרוח נושבת במרכזה של עיר סואנת, או כאשר היא נושבת על פני הים?

ב. כאשר הרוח נושבת קרוב לפני השטח, או כאשר היא נושבת גבוה מעל לפני השטח?

ג. כאשר הרוח נושבת מעל לאזור מיוער, או כאשר היא נושבת מעל לאזור מדברי חשוף?

16. הרוחות העיקריות הנושבות באילת הן צפוניות. הסבירו מדוע האוויר באילת יבש למרות שהעיר שוכנת לחוף הים.

17. קראו בכותר את המאמר "סולם בופור".

בחרו 3 מקרים שונים, מניסיונכם או מאמצעי התקשורת, שהייתה קשורה בהם רוח חזקה. תארו אותם, וציינו לאיזו דרגה – על פי סולם בופור – הגיעה הרוח.

*96*

פרק ד – מים, עננים, משקעים

*96*

עננים בגוונים שונים – לבן, אפור, ולעתים אף כמעט שחור – חולפים בשמים ומשתנים לנגד עינינו בתנועה רציפה. העננים מכילים טיפונות מים קטנות וגבישי קרח, ובתנאים מסוימים הם הופכים למשקעים היורדים אל פני הקרקע – גשם, שלג וברד. בפרק זה נלמד כיצד ובאילו תנאים העננים נוצרים, מה הם התהליכים המתרחשים בתוכם, ואילו משקעים הם מורידים.

העננים

*96*

המים המצויים בעננים יכולים להיות ב-2 מצבי צבירה: נוזל (טיפות) ומוצק (גבישי קרח). אדי המים שבאוויר הופכים לטיפונות מים זעירות. (הטיפונות קטנות כל כך עד שאי אפשר לראות טיפונת בודדת בעין, ללא מכשיר הגדלה.) הענן הוא אוסף של טיפונות מים כאלה. כיצד הופכות הטיפונות לעננים? היווצרות העננים מושפעת משני גורמים: מידת הלחות של האוויר, וקיומם של "גרעיני התעבות" באוויר.

אדי המים ולחות האוויר

אדי המים נמצאים בכל מקום, אך איננו יכולים לראותם בעין – הם גז שקוף וחסר צבע. מידת הלחות של האוויר נקבעת לפי כמות אדי המים שהאוויר מכיל בהתאם לטמפרטורה ולחץ האוויר.

מידת הלחות של האוויר תלויה ב-3 גורמים:

1. הקרבה למקורות מים – באזור המצוי בקרבת מקורות מים כמו אוקיינוסים או אגמים, שהמים מתאדים מהם באמצעות אנרגיית השמש, האוויר מכיל כמות אדי מים גדולה, ומידת הלחות שלו גבוהה. ככל שמתרחקים מהים – כמות אדי המים שהאוויר מכיל קטנה יותר, ומידת הלחות שלו נמוכה יותר. כך, לדוגמה, בישראל, לאורך מישור החוף מידת הלחות גבוהה, ואילו בחלקיה הפנימיים של הארץ יבש יותר.

2. כמות הצמחייה המצויה באזור – בתהליך הדיות (טרנספירציה), הצמחים פולטים אדי מים לאוויר. לכן באזורי היערות הטרופיים, לדוגמה, כמויות גדולות של אדי מים נפלטות לאוויר, הלחות גבוהה, ולעתים תכופות אדי המים שבאוויר יוצרים שכבת עננים מעל לצמרות העצים.

3. טמפרטורת האוויר – כמות אדי המים שהאוויר יכול להכיל מוגבלת, והיא תלויה בטמפרטורה שלו: ככל שהאוויר חם יותר, כן כמות אדי המים שהוא יכול להכיל גדולה יותר.

הכמות המקסימאלית של אדי מים שאוויר יכול להכיל בטמפרטורה מסוימת, נקראת לחות רוויה.

(בספר תמונה:)

עננים מעל לצמרות העצים ביער טרופי בקוסטה ריקה

(בספר תמונה:)

עננים מצטברים מעל לאוקיינוס האטלנטי

*97*

את כמות אדי המים באוויר, כלומר, את מידת הלחות של האוויר, אפשר לבטא ב-2 דרכים (ראו איור):

- באמצעות הלחות המוחלטת, המגדירה כמה גר' של אדי מים יש באוויר.

- באמצעות הלחות היחסית, המתארת את היחס בין הלחות הקיימת בגוש האוויר לבין הלחות המקסימאלית (היא לחות הרוויה) שיחידת אוויר מסוגלת להכיל בטמפרטורה ובלחץ נתונים.

הלחות היחסית מבוטאת באחוזים, לדוגמה: כאשר מדווחים בתחזית מזג האוויר כי הלחות היחסית תגיע ל-60 אחוזים, משמעות הדבר היא שהאוויר יכיל 60 אחוזים מהכמות המרבית של אדי המים שהוא יכול להכיל, וכי כדי להגיע לרוויה באותה טמפרטורה יש באפשרותו להכיל עוד 40 אחוזים אדי מים. כשהלחות היחסית תגיע ל-100 אחוזים – היא תגיע לנקודת הרוויה. במקרה של לחות רוויה האוויר אינו יכול להכיל עוד אדי מים, וכל תוספת של אדים תגרום להתעבותם של אדי המים ולהפיכתם לנוזל בצורה של טיפונות קטנטנות.

(בספר תרשים זרימה:)

לחות רוויה, לחות מוחלטת ולחות יחסית בטמפרטורה של 14 מעלות צלזיוס: 2 דרכי מדידה להדגמה

היווצרות גרעיני התעבות

באוויר מרחפים כל העת חלקיקים מיקרוסקופיים בכמויות עצומות. חלקיקים אלה נפלטים מפני הקרקע (אבק), מארובות בתי החרושת וממפלטי המכוניות (פיח), מפרחים ומעצים (אבקת צמחים), מקצף גלי הים (גבישי מלח) וממקורות נוספים. חלק מהחלקיקים המיקרוסקופיים הם גרעיני התעבות – אדי המים שבאוויר מתעבים סביבם והופכים לטיפונות. תצפיות ומחקרים מראים שהטיפונות נוצרות רק כאשר מצויים באוויר גרעיני התעבות בכמות מספקת. כזכור, גרעיני ההתעבות הם תנאי הכרחי להיווצרות המשקעים.

(בספר תמונה:)

מבט מן החלל אל הצטברות של חלקיקים מיקרוסקופיים, המשמשים כגרעיני התעבות, מעל צפון הודו ובנגלדש

*98*

התרוממות האוויר והיווצרות העננים

*98*

תהליך ההתעבות והיווצרות העננים

העננים נוצרים כאשר גוש אוויר מתרומם, מתרחק מפני השטח של כדור הארץ ומתקרר. עם הירידה בטמפרטורות, הולכת ויורדת גם כמות אדי המים שהאוויר יכול להכיל, עד שבגובה מסוים מתקבל מצב של רוויה – שיעור הלחות מגיע ל-100 אחוזים, ומתחיל תהליך ההתעבות. כמויות המים הנישאות באוויר בתוך העננים הן עצומות: ענן קטן נושא מיליוני ליטרים של מים, שחלקם יגיעו אל הקרקע כמשקעים (גשם, שלג או ברד), וחלקם ישובו ויתאדו מן הענן אל האטמוספרה.

כשמתבוננים בעננים, אפשר לראות היטב שחלקם התחתון נראה כקו כמעט ישר – זהו הגובה שבו אדי המים מתעבים והופכים לטיפונות מים נוזליות, ושם מתחיל הענן. האזור בגובה זה, המסמן את חלקו התחתון של הענן, נקרא "בסיס הענן".

בתהליך ההתעבות משתחרר לאוויר חום המעודד את עליית האוויר כלפי מעלה. האוויר העולה מתקרר, אדי המים המצויים בו מתעבים סביב גרעיני התעבות, וכך הענן הולך ומתפתח כלפי מעלה. חלקו העליון של הענן נקרא "פסגת הענן". יש עננים קטנים, שבהם המרחק בין בסיסו של הענן לפסגתו הוא רק כמה מאות מטרים. לעומתם יש עננים גדולים במיוחד, שבהם המרחק בין בסיס הענן לפסגתו מגיע ל-15 ק"מ! (לצורך ההשוואה: גובהו של הר אוורסט, ההר הגבוה בעולם, אינו מגיע אף ל-9 ק"מ).

התרוממות האוויר היא, כאמור, תהליך חשוב ביצירת העננים, ועל כן חשוב להבין מה גורם לאוויר להתרומם. גורמים לכך כמה תהליכים, ואלה העיקריים שבהם:

- התחממות פני השטח – כאשר השמש מחממת את פני השטח, האוויר שמעליו מתחמם אף הוא. האוויר החם מתפשט וצפיפותו פוחתת, ואז הוא קל יותר מסביבתו והוא מתרומם כלפי מעלה. ביום שמש בהיר נוצרות "בועות" של אוויר חם, המתרוממות בזו אחר זו מאזורים שהתחממו. כאשר "בועה" כזאת נישאת מעלה, היא מתקררת בהדרגה ואדי המים שבתוכה יכולים להתעבות. כך נוצר ענן קטן, אשר ימשיך להתפתח ולגדול כל עוד תימשך תנועת האוויר כלפי מעלה.

(בספר תמונה:)

החלק התחתון של העננים בתמונה, בסיס הענן, נמצא בגובה זהה

(בספר תמונה:)

עננים קטנים שנוצרו מהתחממות פני השטח

(בספר איור:)

התחממות פני השטח, עליית "בועת אוויר" ויצירת ענן

*99*

- התרוממות האוויר עקב פגיעה של רוח ברכס הר – רכסי ההרים מעמידים מכשול לפני האוויר הזורם. כאשר רוח פוגעת ברכס הר היא מתרוממת בתהליך זרימתה במעלה ההר. התרוממות האוויר גורמת להתקררותו, והיא עשויה לגרום לכך שיתעבה. לכן, לעתים קרובות רואים עננים הנוצרים מעל או סמוך לפסגות של הרים, או במקביל לרכסי ההרים.

(בספר איור:)

התרוממות אוויר בשל פגיעה של רוח ברכס הר

(בספר תמונה:)

עננים שנוצרו מעל לרכס הר באיסלנד

- התכנסות של אוויר לתוך שקע – כפי שלמדנו בפרק הקודם (עמ' 87), שקע ברומטרי הוא אזור שלחץ האוויר בו נמוך מלחץ האוויר בסביבתו. כאשר נוצר שקע ברומטרי – רוחות המצויות באזורים הסמוכים אליו נעות לעבר מרכז השקע. האוויר נע לעבר מרכז השקע מכמה כיוונים בו-זמנית, והוא גורם לאוויר הנמצא באזור השקע לעלות כלפי מעלה ולהתקרר. התקררות האוויר מביאה להתעבות וליצירת עננים, שבמקרים רבים גם ממטירים גשם רב.

(בספר איור:)

התכנסות אוויר מהצדדים לתוך השקע, ועליית האוויר המצוי בתוך השקע כלפי מעלה

השקע החזיתי

(בספר איור:)

שקע חזיתי

כפי שציינו, עננים נוצרים עקב התכנסות של אוויר אל שקע ברומטרי. השקעים יכולים להיווצר בשני תהליכים בעיקר:

- שקע עלייה, הנוצר כאשר האוויר מתחמם ועולה מעלה.

- שקע חזיתי, הנוצר כאשר מתקיים מפגש בין שני גושי אוויר בעלי טמפרטורות שונות – גוש אוויר קר וגוש אוויר חם.

השקע החזיתי נוצר באזורים שבהם גושים של אוויר חם, שמקורם בקווי רוחב נמוכים, נפגשים עם גושים של אוויר קר, המגיעים מאזורי הקטבים (ראו עמ' 91). נקודות המפגש של גושי האוויר החמים והקרים נקראות "חזיתות", והשקע שהם מתכנסים לתוכו נקרא "שקע חזיתי". המעבר של שקע כזה מעל לאזור מסוים בכדור הארץ יכול להימשך כמה יממות.

בשקע החזיתי נוצרים שני סוגים עיקריים של חזיתות:

- חזית חמה: במהלך התנועה הסיבובית בשקע – גוש האוויר החם נע לעבר גוש האוויר הקר, ובאזור המפגש ביניהם נוצרת תופעה הנקראת "חזית חמה". בחזית החמה האוויר

*100*

החם והקל יותר עולה באיטיות על גבי גוש האוויר הקר. העלייה האיטית, יחסית, של האוויר החם, מביאה ליצירתם של עננים המשתרעים על פני שטחים גדולים. המשקעים היורדים מעננים אלה הם בעלי עוצמה נמוכה יותר, והם סוערים פחות.

- חזית קרה: במהלך התנועה הסיבובית בשקע – גוש האוויר הקר נע לעבר גוש האוויר החם, ובאזור המפגש ביניהם נוצרת תופעה המכונה "חזית קרה". בחזית הקרה האוויר הקר והצפוף יותר נכנס מתחת לגוש האוויר החם וגורם לו לעלות במהירות. העלייה המהירה, יחסית, של האוויר החם והלח, מביאה ליצירתם של עננים מפותחים, ענני סערה. המשקעים היורדים מעננים אלה יורדים בכמויות גדולות, והם מלווים לעתים בברקים, ברעמים ובברד. חזית כזאת יכולה אף ליצור תנאים להתפתחות סופות טורנדו (ראו עמ' 112).

גושי האוויר החם והקר מסתחררים ומתכנסים לתוך השקע, עד שהם מאזנים את הבדלי הטמפרטורות ואת הלחץ.

השקע החזיתי הוא המקור העיקרי לירידת משקעים באזורנו. רוב הגשמים היורדים בישראל מגיעים מחזיתות קרות הנלוות לשקעים האלה – שקעים המוסעים על ידי הרוחות המערביות מעל לים התיכון. כאשר השקע נמצא בין קפריסין לישראל הוא נוטה להעמיק, ומערכת של חזית חמה, וחזית קרה הבאה בעקבותיה, מגיעה לישראל וגורמת לירידת משקעים.

(בספר תמונה:)

תמונת לוויין ובה נראה שקע חורפי מעל ישראל. המצב הבלתי יציב הזה גורם לגשמי החורף באזורנו

(בספר איור:)

חזית חמה וחזית קרה

עוד מבט: על יציבות ואי-יציבות באטמוספרה

כדי לדעת באילו תנאים באטמוספרה יתפתחו עננים, ובאילו תנאים אין סיכוי שייווצרו עננים, בודקים את מצב היציבות באטמוספרה. מבחינים בין שני מצבים:

- מצב יציב – מצב שבו לא יכולות להתקיים תנועות אנכיות של אוויר, כלומר, התנאים אינם מאפשרים לאוויר להתרומם, להתקרר, להתעבות וליצור עננים. מצב יציב נוצר בדרך כלל ברמה הברומטרית.

- מצב בלתי יציב – מצב שבו מתקיימת עלייה אנכית של אוויר, והיא נמשכת ואפילו מואצת, ואז נוצרים עננים. מצב בלתי יציב נוצר בתנאים של שקע ברומטרי, חזית או עליית אוויר במדרונות ההרים.

כשהאטמוספרה במצב יציב יכולה להיווצר בה תופעה הנקראת "אינוורסיה" (באנגלית – היפוך). במצב הרגיל הטמפרטורה בשכבת הטרופוספרה יורדת עם העלייה בגובה, כלומר, האוויר מתקרר עם העלייה בגובה. לעתים נוצר מצב הפוך – מצב שבו הטמפרטורה עולה עם העלייה בגובה, כלומר, האוויר הסמוך לפני השטח הוא קר וכבד יותר מהאוויר המצוי מעליו. במצב כזה האוויר הקר והכבד אינו יכול להתרומם. מצבי האינוורסיה מוכרים לנו מחיי היום-יום, למשל: מצב שבו אפשר לראות, בעיקר בשעות הבוקר, שכבת אוויר עכורה מעל לערים הגדולות מפני שזיהום האוויר והלחות נותרים לכודים קרוב לפני השטח.

*101*

ערפילים

לעתים נוצרים עננים בקרבת פני השטח גם בלי שתהיה עלייה של אוויר. ענן כזה, שבסיסו נוגע בפני הקרקע, מכונה "ערפל". הערפל יכול להשתרע מפני השטח ועד לגובה של מטרים אחדים, ובמקרים קיצוניים – עד לגובה של מאות מטרים.

הערפילים עשויים להיווצר בתהליכים שונים:

- הערפל השכיח ביותר נוצר סמוך לשעת הזריחה, שהיא בדרך כלל השעה הקרה ביותר ביממה. תהליך היווצרותו נובע מהתקררות פני השטח. בלילות בהירים, שאין בהם עננים כלל – החום שנאגר במשך שעות היום סמוך לפני השטח, נפלט אל האוויר ללא הפרעה. התוצאה היא שהטמפרטורה של פני הקרקע יורדת במהירות, והאוויר המצוי סמוך לפני הקרקע מתקרר אף הוא. אם מידת הלחות של האוויר גבוהה, למשל כשהאדמה רטובה לאחר כמה ימי גשם, או באזור הנמצא סמוך לנחלים ונהרות – האוויר המתקרר עשוי להגיע לרוויה, להתעבות וליצור ענן צמוד לפני הקרקע. עם זריחת השמש – פני השטח מתחממים, והטיפות מתאדות ומביאות להתפוגגות הערפל.

- ערפל יכול להיווצר גם כאשר אוויר חם ולח מוסע על ידי רוחות חלשות מעל משטח קר מאוד, למשל: אדמה שהתקררה במשך הלילה, או אזור המכוסה בקרח או במי ים קרים. במצבים כאלה, האוויר הבא במגע עם פני השטח מתקרר, אדי המים שבו מתעבים, ונוצר ערפל סמיך. ערפילים כאלה, הנוצרים בים, שכיחים בקווי הרוחב הצפוניים של כדור הארץ, וגורמים לא אחת לתאונות שיט קשות. יש התולים את טביעת האונייה "טיטניק" בשנת 1912 בערפל כזה, שהסתיר את עובדת קיומו של הקרחון הקטלני מעיני הימאים, עד שהיה מאוחר מכדי שיוכלו להציל את הספינה.

- עוד סוג של ערפל אופייני לימים סוערים וגשומים. בימים כאלה, האוויר קר והלחות גבוהה – העננים מצויים קרוב לפני השטח, ואז באזורים ההרריים הם נראים כערפילים.

הערפילים מגבילים את הראות, ובשל כך הם עלולים לשבש את פעילות האדם. במקרים רבים הערפל גורם להפרעה בתנועת כלי הרכב בכבישים, לשיבושים בהמראות ובנחיתות של מטוסים, או לסכנה לכלי השיט בים.

(בספר תמונה:)

ערפל שנוצר לפנות בוקר, בעת השפל, מסתיר את מבצר אליזבת באי ג'רזי, בין בריטניה וצרפת

*102*

סוגי העננים

*102*

כבר במאה ה-18, כאשר המטאורולוגיה הייתה מדע חדש, נדרשה הסכמה על שמותיהם של עננים. ספנים, נווטים ומדענים צפו במזג האוויר ודיווחו על אודותיו אלה לאלה, והם נזקקו לתיאור אחיד של סוגי העננים השונים. בספרות של אותה תקופה, וברישומים ביומניהם של קברניטי האוניות, ניתן למצוא שמות מגוונים, כגון "שערות זנב הסוס" או "ערימת שעורים" – שמות אשר תיארו את העננים באמצעות דימויים מעולם החקלאות.

אטלס העננים הראשון פורסם באנגליה על ידי לוק הווארד בראשית המאה ה-19, והגדרותיו הבסיסיות נשארו בתוקפן עד ימינו. וכמו באטלס, כך גם בזמננו – מקובל למיין את סוגי העננים בעיקר לפי 3 גורמים: צורתם, הגובה שהם נמצאים בו, והאפשרות שירדו מהם משקעים. נפרט את צורות העננים ואת טיבם של העננים נושאי המשקעים.

עננים בעלי צורות שונות

צורתם של העננים מלמדת כיצד הם נוצרו ומה מתרחש בתוכם. אמנם צורתם של העננים משתנה כל העת, אבל אפשר להבחין ב-3 קבוצות עיקריות של עננים על פי צורתם:

- ענני ערימה (קומולוס) – עננים בעלי צורה תפוחה, הנראים כערימה של עננים. ענני הערימה נוצרים בדרך כלל עקב התרוממות מהירה של אוויר, והם יכולים להתנשא לגובה של כמה קילומטרים. בתוך העננים האלה יש רוחות חזקות למדי, העולות כלפי מעלה במהירות של כמה מטרים בשנייה. צורתם של ענני הערימה היא בדרך כלל גבוהה וצרה, והם מתקיימים לפרקי זמן של שעה, שעתיים. ענני הערמה אופייניים לחזית קרה.

- ענני שכבה (סטרטוס) – עננים הנראים כמו שמיכות או שטיחים הפרושים בשמים. במבט מלמטה מתגלה לעינינו מעין שכבת עננים רציפה, שקשה להבחין בה בענן הבודד. ענני השכבה מתפתחים תוך כדי התרוממות איטית של אוויר. בתוך העננים האלה יש תנועות מתונות של רוחות עולות חלשות. הם משתרעים על פני אזורים נרחבים, עשויים לכסות שטחים עצומים בגודלם, ושוהים במקום למשך שעות אחדות ואף למשך יממה. עננים אלה אופייניים לחזית חמה.

(בספר איור:)

איור מתוך אטלס עננים גרמני, שיצא לאור בשנת 1819

(בספר תמונה:)

ענני ערימה (קומולוס)

(בספר תמונה:)

ענני שכבה (סטרטוס)

*103*

- ענני נוצה (צירוס) – עננים שצורתם כנוצות לבנות, גדולות ועדינות, הפרוסות על פני הרקיע. עננים אלה עשויים רובם ככולם מגבישי קרח זעירים, והם נמצאים בדרך כלל בגובה רב מעל לפני השטח (כ-5 ק"מ ומעלה). כאשר קרינת השמש עוברת דרך העננים האלה, מתרחשות תופעות אופטיות מיוחדות, כמו הילות סביב השמש והירח.

עננים נושאי משקעים

במיון אחר מקובל להתייחס בנפרד לעננים נושאי המשקעים, אלה הממטירים גשם וברד ומורידים שלג. העננים נושאי המשקעים מקבלים לשמם את התוספת "נימבוס", שמשמעה ביוונית: גשם. בין העננים האלה חשוב לציין את ענני סופות הרעמים והברקים, הידועים בשם קומולונימבוס. עננים אלה משתייכים לקבוצת ענני הערימה. הם נוצרים ומתפתחים בגלל עלייה מהירה מאוד של אוויר, בתנאי לחות גבוהים. הם מתנשאים בדרך כלל לגובה 12-10 ק"מ, ובסופות הוריקן הם עשויים להגיע אף לגובה 18 ק"מ.

ענני הקומולונימבוס מורידים כמויות גדולות של משקעים – בדרך כלל גשם וברד – היורדים ארצה בעוצמה רבה. ממטרים עזים כאלה, היורדים בתוך פרקי זמן קצרים, ידועים בכינוי "שבר ענן" והם עלולים לגרום לשיטפונות עזים. מעננים אלה יורד בדרך כלל גם ברד. בתוך ענן הקומולונימבוס נוצרת תופעה שכיחה ביותר, המוכרת לכול – תופעת הברקים והרעמים.

(בספר תמונה:)

ענני נוצה (צירוס)

(בספר תמונה:)

ענני קומולונימבוס מפותחים יכולים להתנשא לגבהים שמטוסי סילון אינם מגיעים אליהם. לענן המרשים שבתמונה יש חלק עליון שטוח, וסביר להניח שמזג האוויר תחתיו סוער במיוחד

*104*

המשקעים

*104*

ראינו כי העננים מורכבים מטיפונות זעירות, מגבישי קרח ומאדי מים. בתחילת היווצרותו של הענן, הטיפונות והגבישים אינם נופלים ארצה – הם קטנים וקלים מדי, ולכן הרוחות העולות בתוך הענן מחזיקות אותם בריחוף באוויר. כאשר קיימים תנאים להמשך התפתחותו של הענן, הטיפונות וגבישי הקרח גדלים ומשקלם גדל אף הוא, עד שהם גוברים על זרמי האוויר העולים ומתחילים בנפילה מטה, אל פני הארץ, בצורות שונות. אלה הם המשקעים.

המשקעים נחלקים לכמה סוגים, לפי דרך היווצרותם: גשם, שלג, ברד, טל וכפור.

הגשם

בעננים מתקיימות כל העת התנגשויות בין טיפונות הענן שנוצרו סביב גרעיני ההתעבות. הטיפונות מתנגשות זו בזו, ויש שההתנגשויות הן בין הטיפונות לבין גבישי הקרח הזעירים, או בינן לבין אדי המים. עקב ההתנגשויות – הטיפונות מתלכדות אלה עם אלה או עם גבישי הקרח, ומתווספים אליהן אדי מים. כל אלה גורמים לגידולן של הטיפונות – עד שהן כבדות מספיק כדי ליפול, בזכות כוח הכבידה, כטיפות של גשם אל האדמה. כדאי לדעת כי הנפח של טיפת הגשם גדול פי 1 מיליון מנפחה של טיפונת הענן הזעירה!

(בספר איור:)

גרעין התעבות, טיפונת, טיפת גשם – השוואת גדלים (על פי הקוטר)

השלג

אנשים רבים בישראל מצפים לשלג הראשון בחרמון, או לאירועים נדירים יותר כמו שלג בירושלים ובגליל. כדי שירד שלג, הטמפרטורה בענן צריכה להיות נמוכה מאוד. כיצד מתאפשרת ירידת השלג?

כאשר ענן מתפתח וממשיך להתרומם, הטמפרטורה בו הולכת ויורדת. בחלקים הגבוהים שלו הטמפרטורה נמוכה מאוד, מתחת ל-0 מעלות צלזיוס. בתנאים אלה, תנאים של קירור-יתר, מתגבשים אדי המים והופכים לקרח סביב גרעיני קיפאון. אדי המים עוברים ישירות ממצב של גז למצב מוצק, (בלי לעבור קודם לכן למצב נוזל), וכך הם הופכים לפתיתים של קרח, פתיתי שלג. המעבר הישיר ממצב של אדים למצב מוצק, נקרא "ריבוץ" (ובלועזית, דפוזיציה). תהליך הריבוץ גורם לכך שהאוויר נכלא בין פתיתי השלג, ולכן הם קלים מאוד ויורדים מטה במתינות.

במסעם הארוך מן הענן אל הקרקע פתיתי השלג יישארו קפואים רק כאשר טמפרטורת האוויר תהיה לכל אורך הדרך מתחת ל-0 מעלות צלזיוס. אם הטמפרטורה תהיה גבוהה מ-0 מעלות צלזיוס יהפוך הקרח חזרה למים, ובמקום שלג יתקבל גשם מעורב בשלג או גשם בלבד. השלג יצטבר על פני הקרקע רק כאשר הטמפרטורה בפני השטח תישאר נמוכה מ-0 מעלות צלזיוס במשך פרק זמן ממושך.

(בספר תמונה:)

העיר ירושלים מכוסה בשלג

*105*

עוד מבט: פתיתי שלג מרהיבים

פתיתי השלג הבודדים הם קטנטנים וקשה להבחין ביופיים. אבל כשבוחנים אותם במיקרוסקופ, פתיתי השלג נראים כמו תערובות של משושים, עמודים, לוחות וכוכבים. אין בעולם שני פתיתי שלג זהים בצורתם. צורתם של הגבישים נקבעת על פי הטמפרטורה והלחות היחסית באוויר סביבם: כשהטמפרטורה יורדת רק מעט מתחת ל-0 מעלות צלזיוס, גבישי הקרח מקבלים צורה של לוחות שטוחים; כשהטמפרטורה נמוכה עוד יותר וגם הלחות היחסית נמוכה, מתקבלות צורות של עמודים ומחטים; וכשהטמפרטורה נמוכה אבל הלחות היחסית גבוהה, פתיתי השלג גדלים במהירות והם מקבלים צורות של כוכבים ומשושים.

(בספר תמונות)

הברד

הברד הוא סוג של משקעים הנוצר בעיקר בענני ערימה מפותחים, ענני קומולונימבוס, שמצויות בתוכם רוחות עולות ויורדות חזקות. הברד נוצר כאשר טיפות הגשם, שהיו כבר בדרכן אל פני כדור הארץ, נסחפות עם הרוחות העולות לחלקו העליון הקר של הענן, שם הטמפרטורה נמוכה מאוד, והן קופאות. בדרכן, טיפות הגשם מתנגשות ומתחברות עם טיפות וגבישים נוספים, והן גדלות. כך הן עולות ויורדות מספר פעמים רב, ובכל עלייה נוצר עוד מעטה של קרח סביבן. זוהי הסיבה לכך שהמבנה של אבן הברד דומה למבנה הבצל. כאשר משקלן של אבני הברד כבד מספיק כדי לגבור על הרוח העולה בענן, הן מתחילות בנפילה ארצה. בתנאים מסוימים אבני הברד עשויות להגיע לגודל של כמה סנטימטרים.

בדרך כלל הברד מגיע אל פני הקרקע בצורת כדורי קרח עגולים. לעתים תכופות, תוך כדי נפילתו הברד הופך לנוזל (מים) או מתרכך, ואז מתקבל ברד רך. זוהי צורת הברד השכיחה בארצנו.

לא לחינם נכלל הברד בעשר מכות מצרים – כשהוא יורד בעוצמה גבוהה, הברד יכול להשמיד יבולים חקלאיים תוך דקות, ולעתים לגרום לנזקים נוספים, כמו פגיעה בכלי רכב ואף ניתוץ שמשותיהם. יש סופות שבהן הרוחות בענן כה חזקות עד כי הן יכולות "להחזיק" באוויר אבני ברד בגודל של ביצים או כדורי גולף, העשויות להגיע למשקל חצי ק"ג. כאשר אלה נופלות ארצה, הן עלולות להיות קטלניות.

(בספר תמונה:)

אבני ברד גדולות

*106*

הטל והכפור

בשעות שלפני הזריחה, לעתים הטמפרטורה של עצמים קרים המצויים סמוך לפני הקרקע – שמשות של מכוניות, עלים של צמחים ואף חלונות הבית – נמוכה מזו של האוויר המצוי סמוך אליהם. במצב כזה – כאשר האוויר פוגע בגוף קר ממנו, אדי המים שבאוויר מתעבים על גבי החפצים הקרים. לתופעה מוכרת זאת של טיפות מים נוזליות, המצויות על גבי עצמים קרים, אנו קוראים "טל". תופעת הטל שכיחה כשהלחות גבוהה והטמפרטורה נמוכה. היא מתרחשת במיוחד בלילות בהירים וקרים, כאשר אין עננים שימנעו את "בריחת" החום מפני כדור הארץ.

בלילות קרים במיוחד, שבהם הטמפרטורה בפני הקרקע יורדת עד מתחת ל-0 מעלות צלזיוס וטיפות הטל קופאות על זגוגיות של מכוניות ועל עלי הצמחים, נוצרת עליהם שכבה דקה של קרח, הנקראת "קרה" או "כפור". לעתים תופעה זאת מזיקה לחקלאות, והיא פוגעת בעיקר בפירות ובירקות.

(בספר תמונה:)

שכבת כפור על עלי הצמחים בלילה קר מאוד

עוד מבט: ברקים ורעמים

תופעות הברקים והרעמים נוצרות בעננים, והן קשורות זו לזו ומופיעות בו-זמנית. הברקים והרעמים נוצרים בענני קומולונימבוס עבים ומפותחים, כאשר במקום שבסיס הענן נמצא בו שוררות טמפרטורות גבוהות, יחסית – מעל ל-0 מעלות צלזיוס, ואילו בחלק הגבוה של הענן, בפסגת הענן, שוררות טמפרטורות נמוכות מאוד, מתחת ל-0 מעלות צלזיוס. בענן כזה יש טיפונות מים בחלקיו הנמוכים, וגבישי קרח בחלקיו הגבוהים. המפגש בין כמויות ענק של גבישי קרח, טיפונות מים ורוחות עולות חזקות, מביא להיווצרותו של מטען חשמלי בתוך הענן. המטען החשמלי מצטבר ויוצר מבנה של מעין סוללה חשמלית בעלת שני קטבים – קוטב חיובי וקוטב שלילי. ככל שהענן מתפתח כן גוברת עוצמת השדה החשמלי בתוכו, עד לרגע שבו נוצר ניצוץ חשמלי ענק. זהו הברק.

מרבית הברקים נוצרים בתוך העננים ונראים כהארה של כל הענן או כ"נחש" של אור המתפתל באוויר. חלק מהברקים גם פוגעים בקרקע ומזרימים עוצמות אדירות של זרם חשמלי. פגיעת הברק עלולה לגרום לנזק רב – היא יכולה לפגוע ברשת החשמל או במתקני תעשייה, ולגרום לשריפות.

האוויר סביב מסלול הזרם החשמלי של הברק מתלהט עד לטמפרטורה של 30,000 מעלות צלזיוס, ומתפשט במהירות. תנועה זאת של האוויר יוצרת גל קול הנשמע באוזנינו – זהו הרעם, היכול להגיע עד לטווח של 25 ק"מ ממקום היווצרות הברק. מכיוון שאורכו של הברק מגיע לכמה ק"מ, ומסלולו באוויר מפותל ו"שבור" – גלי הקול מתפשטים לכיוונים שונים ואף מתלכדים זה עם זה. הדבר גורם לכך שהרעם נשמע כאילו הוא מתגלגל. קול הרעם מגיע אלינו לאחר הבזק הברק משום שמהירות הקול (330 מ' בשנייה) נמוכה בהרבה ממהירות האור (300,000 ק"מ בשנייה).

בכל רגע מתרחשות בעולם כ-2,000 סופות ברקים. קצב הברקים הממוצע הוא כ-50 ברקים בשנייה. מרבית הברקים מתרחשים באזורים הטרופיים הסמוכים לקו המשווה. בישראל סופות הברקים מתרחשות בעיקר בחורף, ולעתים גם בעונות המעבר, אך יש מקומות בעולם שבהם הסופות האלה מתרחשות גם בקיץ. כאשר מתרחשת סופת ברקים חזקה מסוכן לעמוד בחוץ חשופים, אך כדאי לדעת כי בישראל סופות ברקים ורעמים מסוכנות הן נדירות.

(בספר תמונה:)

סופת ברקים

*107*

תפרוסת המשקעים על פני כדור הארץ

*107*

גורמים עולמיים המשפיעים על תפרוסת המשקעים

כפי שהסברנו במהלך היחידה, הטמפרטורות ומערכות לחץ האוויר משתנים ברחבי כדור הארץ בהתאם לכמות הקרינה השונה המגיעה אל אזור קו המשווה ואל אזורי הקטבים. הטמפרטורות ומערכות לחץ האוויר משפיעות על כמותם ועל אופיים של המשקעים בכל מקום על פני כדור הארץ, וכך הן משפיעות על תפרוסת המשקעים בכל רחבי העולם:

- באזור קו המשווה, בגלל קרינת השמש הרבה וההתחממות הרצופה לאורך השנה, מתרחשת עלייה בלתי פוסקת של אוויר רווי באדי מים מן האוקיינוסים ומפני הארץ. משום כך קיימות באזורים אלה מערכות נרחבות של שקעים ברומטריים היוצרים עננות מפותחת ומשקעים רבים. באזור קו המשווה ובאזורים הסמוכים אליו יורדים גשמים במשך כל השנה, החל מ-2,000 מ"מ בשנה ועד ל-14,000 מ"מ בשנה. (לשם השוואה – כמות המשקעים הממוצעת בישראל היא כ-500 מ"מ בשנה, ויש לזכור כי היא נעה בין כ-30 מ"מ בערבה ועד כ-900 מ"מ באזור הר מירון בגליל).

- באזורים שמצפון ומדרום לאזור קו המשווה, בסביבות קו הרוחב 30 מעלות, מתרחשת ירידה של גושי אוויר (שהתרוממו באזורי המשווה), ולכן קיימות באזורים אלה מערכות נרחבות של רמות ברומטריות. הרמות הברומטריות מונעות מהאוויר להתרומם, להתקרר ולהתעבות לעננים, ועל כן הוא יורד, מצטופף ומתחמם. לכן קיימות באזורים אלה רצועות של אזורים מדבריים נרחבים, הידועים בשם "רצועת המדבריות העולמית". באזורים אלה המשקעים מועטים, בין מילימטרים בודדים ועד 200 מ"מ בשנה, והם יורדים במשך עונת גשמים קצרה מאוד.

- בין קווי הרוחב 60-40 מעלות, צפון ודרום, מתרחש מפגש בין גושי האוויר הקרים המגיעים מאזורי הקטבים, ובין גושי האוויר החמים יותר, המגיעים מקווי הרוחב הנמוכים. המפגש בין גושי האוויר בעלי הטמפרטורות השונות יוצר מערכות גדולות של חזיתות, שבעקבותיהן נוצרים עננים ומשקעים רבים. באזורים אלה יורדים גשמים בכל ימות השנה, ובעיקר בחורף, שבו יורדים גם שלגים כבדים.

- באזורי הקטבים – בגלל הטמפרטורות הנמוכות, גושי האוויר צונחים מטה ונוצרות מערכות של לחץ גבוה. מערכות אלה, בשילוב קרינת שמש מועטה, גורמות לכך שבמשך השנה כולה יורדים משקעים מועטים, ובעיקר שלגים, ואזורים אלה צחיחים לא פחות (ולעתים אף יותר) מהמדבריות החמים.

(בספר מפה:)

מפת המשקעים העולמית

*108*

גורמים מקומיים המשפיעים על תפרוסת המשקעים

אילו הייתה תפרוסת המשקעים מושפעת רק מן הגורמים העולמיים, היו כמויות המשקעים משתנות על פי קווי הרוחב. כפי שאפשר לראות במפת תפרוסת המשקעים – תפרוסת משקעים זאת אינה תואמת את החלוקה לפי קווי הרוחב, וזאת מאחר שהיווצרות המשקעים מושפעת גם מגורמים מקומיים.

המרחק מהים

לים יש השפעה רבה על כמות המשקעים, מפני שזהו מקור עצום לאדי מים. באזורים הסמוכים לאוקיינוסים מתאדות כמויות גדולות של מים, ואלה מתעבים ויורדים כמשקעים. לדוגמה, בקווי הרוחב שבהם שוכנת רצועת המדבריות שוכנת, בין השאר, מדינת פלורידה בארה"ב, המתאפיינת באקלים גשום. הכיצד? פלורידה נמצאת לחופו של האוקיינוס האטלנטי, ומאחר שכיוונן של הרוחות הנושבות בה הוא ממזרח למערב, כלומר מהים אל היבשה – רוחות אלה נושאות עמן לחות רבה, המביאה לירידתם של משקעים.

לגופי המים יש השפעה מכרעת נוספת על היווצרות המשקעים – השפעה הקשורה להבדל בקיבול החום בין ים ויבשה. בגלל ההבדל בקיבול החום, גופי המים מתקררים ומתחממים הרבה יותר לאט מגופי היבשה. הבדל זה בין הים ליבשה גורם לכך שבעונה הקרה היבשה קרה בהשוואה לים, ובעונה החמה היבשה חמה מן הים. כזכור, אזור חם גורם בדרך כלל לעליית אוויר ולהיווצרותו של שקע ברומטרי, ואזור קר גורם בדרך כלל לירידת אוויר ולהיווצרותה של רמה ברומטרית. זוהי הסיבה לכך שבאזורים יבשתיים גדולים הסמוכים לאוקיינוסים נוצרים בעונה החמה שקעים ברומטריים, ואילו באוקיינוסים נוצרות רמות ברומטריות. זרימת האוויר היא מן הרמה, הרוויה באדי מים, אל השקע, וכך נוצרים באזורים הסמוכים לאוקיינוסים הגדולים גשמי קיץ, כדוגמת גשמי המונסון.

זרמי הים

זרמי הים החמים גורמים לעלייה במשקעים באזורי החוף הסמוכים אליהם. כיצד? באזורים שבהם זורמים זרמי ים חמים – ההתאדות רבה, ונוצרת לחות רבה באוויר. אדי המים מתעבים לעננים, וכמות המשקעים גדלה. זרמי הים הקרים, לעומת זאת, גורמים למיעוט משקעים באזורי החוף הסמוכים אליהם: המים הקרים גורמים להתקררות האוויר שמעליהם, ועל כן אין כמעט התרוממות של אוויר, ומתפתחים פחות עננים ומשקעים. ואכן, באזורי חוף שסמוך אליהם זורם זרם ים קר, נוצרים לעתים מדבריות צחיחים, לדוגמה: מדבר אטקמה בחוף המערבי של צ'ילה, המושפע מזרם פרו הקר, או מדבר נמיב, בחופים הדרום-מערביים של אפריקה, המושפע מזרם בנגלה הקר.

תופעה נוספת הקשורה לזרמי ים היא היווצרותם של ערפילים באזורים של זרמי ים קרים: האוויר הקר הסמוך לפני הים פוגש את האוויר החם שמעליו, מתחילה התעבות ונוצרים ערפילים. הערפילים הרבים שבאזור סן פרנסיסקו ומערב קליפורניה הם דוגמה לכך. הערפילים מאפיינים גם אזורים בים שבהם נוצר מפגש בין זרם ים חם לזרם ים קר, כמו במפגש שבין זרם הגולף החם לזרם לברדור הקר. היווצרותם של ערפילים אלה עלולה להפריע לתחבורה – הימית, היבשתית והאווירית.

(בספר תמונה:)

ערפילים מכסים את גשר הזהב המפורסם בסן פרנסיסקו בקליפורניה, ארה"ב, לעתים קרובות

*109*

הגובה מעל לפני הים

הגובה הטופוגרפי משפיע על שתי תופעות הקשורות למשקעים:

- עלייה במשקעים עם העלייה בגובה מעל לפני הים

ככל שעולים בגובה מעל לפני הים, כמות המשקעים עולה. כיצד? כאשר גוש אוויר עולה במעלה הר הוא מתקרר, הלחות היחסית עולה, וכאשר האוויר מגיע לרוויה ואינו יכול לקלוט יותר אדי מים – מתחילה התעבות, נוצרים עננים ולבסוף יורדים משקעים. דוגמה: באזור פסגת המון-בלאן, הפסגה הגבוהה של הרי האלפים, יורדים כ-2,000 מ"מ משקעים בממוצע בשנה, ואילו בבודפשט, בירת הונגריה, המצויה בקו רוחב דומה אך נמוכה טופוגרפית, יורדים כ-500 מ"מ בממוצע בשנה.

כדאי לציין שתהליך זה, היוצר משקעים, מתקיים בדרך כלל עד לגבהים שבין 3,000-2,000 מ'. באזורים גבוהים מאוד – האוויר דליל ויבש מאוד, ומשום כך אזורי הפסגות הגבוהות בהרי ההימלאיה או האנדים דלים מאוד במשקעים.

- מדבר בצל גשם

כאשר גושי אוויר לחים מתרוממים במעלה מדרונות ההרים, הם מתקררים ומורידים גשמים. כאשר גושי האוויר ממשיכים בדרכם, עוברים את פסגת ההר ו"גולשים" במורדות – הם נדחסים, מתחממים, הלחות היחסית שלהם יורדת, וכמות המשקעים פוחתת.

בתופעה זאת, המכונה "מדבר בצל הגשם", נוצרים תנאים שונים בשני צידיו של רכס ההר: המדרונות המצויים בצד הפונה אל האוויר הלח – עשירים בצמחייה, במעיינות ובאדמה פורייה, ואילו בצד האחר שוררים תנאי מדבר. מקורו של הכינוי "מדבר בצל הגשם" הוא במצב שבו מוטל, כביכול, צל על מורדות הרכס, כי שוררים בהם תנאי מדבר. בדרך זאת נוצרו בעולם אזורי מדבר רבים, לדוגמה: מדבר גובי, הנמצא בצילם של הרי ההימלאיה, ומדבר עמק המוות בקליפורניה, הנמצא בצילו של רכס הרי החוף וסיירה-נבדה. דוגמה למדבר בצל הגשם בישראל היא מדבר יהודה. בחורף גושי אוויר לחים מגיעים מן הים התיכון, נתקלים בהרי יהודה, מתרוממים על מדרונותיהם המערביים, מתקררים, הופכים לעננים ומורידים שם גשמים; העננים ממשיכים בדרכם מזרחה, "גולשים" לכיוון בקעת הירדן וים המלח, ושם הם מתחממים ומורידים משקעים בכמות מועטה ביותר.

המשקעים והעיר הגדולה

בסביבה של עיר גדולה כמויות הגשם גדולות יותר, וזאת בגלל שילוב של שתי תופעות:

- העיר חמה מסביבתה, והיא מחממת את גושי האוויר שעוברים מעליה, גורמת להם להתרומם מהר יותר ולהגיע לרוויה.

- בהשוואה לאזורים הפתוחים, המרוחקים מהמרכזים העירוניים – בעיר נוצרים גרעיני התעבות רבים יותר. כגרעיני התעבות משמשים החלקיקים הנפלטים מארובותיהם של מפעלי התעשייה, אדי מים, וחלקיקים מזהמים שמקורם בעיקר בתחבורה.

בגלל התופעות האלה נוצרת התפתחות מוגברת של ענני גשם וברקים מעל לעיר. ועם זאת, חשוב להדגיש כי נושא המשקעים בערים הגדולות נמצא עדיין במחקר, והמסקנות אינן סופיות ואינן חד משמעיות.

(בספר תמונה:)

עננים מצטברים במורדות הר בדרום-מזרח אלסקה ויוצרים כיפת ענן קטנה בפסגתו

(בספר איור:)

היווצרות מדבר בצל הגשם במדבר יהודה

*110*

סופות הרס

*110*

במצבי מזג אוויר קיצוניים נוצרות באזורים מסוימים סופות הרסניות, שבמהלכן יורדות כמויות משקעים גדולות מאוד, ונוצרות רוחות בעלות עוצמה חזקה במיוחד. סופות אלה גורמות לנזקים עצומים בחיי אדם וברכוש. לאחר שסקרנו את התהליכים היוצרים את תופעות מזג האוויר השונות, נוכל להבין כיצד נוצרות התופעות הקיצוניות האלה.

הסופות הטרופיות

הסופות הטרופיות נוצרות מעל מימי האוקיינוס החמימים של האזורים הטרופיים. יש להן כינויים שונים: באוקיינוס האטלנטי הסופה הטרופית נקראת "הוריקן"; באוקיינוס השקט היא נקראת "טייפון"; ובאוקיינוס ההודי מכנים אותה "ציקלון". הסופות הטרופיות מתאפיינות ברוחות חזקות מאוד, ברקים, ברד, כמויות משקעים גדולות במיוחד, וגלים גבוהים ביותר. סופות אלה יכולות להיווצר רק מעל לשטח מים גדול – אוקיינוס – בטמפרטורה של 26 מעלות צלזיוס ומעלה.

ההתחממות הרבה של האוקיינוסים באזורים הסמוכים לקו המשווה גורמת להתאדות של מי הים ולתנועה של אוויר חם ולח כלפי מעלה. האוויר החם והלח עולה במהירות, מתקרר, ואדי המים מתעבים והופכים לענני סערה – ענני קומולונימבוס (ראו עמ' 103). בעננים אלה מתעבות כמויות עצומות של אדי מים, אשר תוך כדי התעבות הם משחררים חום לאטמוספרה. החום המשתחרר מחמם את האוויר, שהופך להיות קל יותר מסביבתו, ותנועת עלייתו מואצת וגורמת להיווצרותם של ענני הסערה. במקביל, מעל לפני האוקיינוס, במקום שממנו האוויר מתרומם – נוצר שקע עמוק (לחץ אוויר נמוך), ה"שואב" אליו אוויר רווי אדי מים מהסביבה. האוויר ש"נשאב" ממשיך את דרכו בתנועה סיבובית כלפי מעלה, והוא מפנה מקום לשאיבת אוויר לח נוסף אל מרכז השקע. הירידה בלחץ האוויר באזור הסופה גורמת גם למי האוקיינוס להתרומם לגובה רב וליצור גלים עצומים. בנקודה המרכזית של הסופה נמצא אזור שקט, ללא רוחות וללא משקעים, המכונה "עין הסופה".

הסופות הטרופיות הנוצרות באוקיינוסים נעות ומשנות את מקומן. רובן נחלשות ונעלמות בעודן מעל לפני האוקיינוסים. לעומת זאת אלה שאינן נעלמות – מתעצמות, קוטרן מגיע ל-750-500 ק"מ, ועוצמת הרוחות הנעות בהן עולה על 120 קמ"ש. כשסופות כאלה מגיעות אל היבשה, הן קטלניות ביותר: הרוחות החזקות, הכמויות העצומות של המשקעים וגלי האוקיינוס הגבוהים, גורמים לנזקים כבדים עד כדי "מחיקת" יישובים ותשתיות המצויים סמוך לחוף.

נוהגים לדרג את עוצמתן של סופות ההוריקן על פי מהירות הרוח בסולם של דרגות מ-1 עד 5, הנקרא "סולם ספיר-סימפסון". סופה שדרגתה 5 היא הסופה החמורה ביותר.

(בספר תמונה:)

סופת הוריקן מתקרבת לחופי פלורידה, ארה"ב. במרכזה – עין הסופה

*111*

בשל עוצמתן ההרסנית של הסופות הטרופיות, נבדקת באופן מתמיד האפשרות שסופה עלולה להתרחש. החזאים בודקים מתי סופה עלולה להגיע ליבשה, מהי עוצמתה של הסופה המתקרבת, מהו מסלול התקדמותה ובאילו מקומות תפגע. מידע כזה מאפשר לתושבי האזור להתכונן לקראת הסופה ולהתגונן מפניה. לעתים נוצר צורך לפנות בדחיפות יישובים הנמצאים על מסלולה של הסופה. כדי להזהיר את התושבים המקומיים, החזאים נעזרים בלוויינים המאפשרים לזהות שקע טרופי עוד בשלביו הראשונים, לעקוב אחריו, ולהתריע במקרים שבהם הוא מתפתח לסופה טרופית. ואולם, מאחר שעוצמת הסופה ומסלול התקדמותה משתנים במהירות, עדיין קשה לחזות במדויק את המקום שבו תכה הסופה ביבשה, מה תהיה עוצמתה ומה יהיה מסלולה.

כאשר מרכז הסופה מגיע ליבשה היא מתחילה להיחלש, והרוחות העזות מאיטות את מהירותן. תהליך זה מתרחש מאחר שה"מנוע" של הסופה ניתק מ"אספקת הדלק" שלה, כלומר מכמויות אדי המים המגיעים ממי האוקיינוס החמימים.

האם סופות כאלה יכולות להתרחש גם בים התיכון? אמנם בקיץ טמפרטורת המים גבוהה מספיק (למעלה מ-26 מעלות צלזיוס), אולם באטמוספרה שמעל לים התיכון מצויה באותה עת רמה ברומטרית (לחץ אוויר גבוה). הרמה הברומטרית שומרת על יציבות האוויר באזור ואינה מאפשרת התפתחות של ענני סערה, שהם השלב הראשון בהתפתחותה של סופה טרופית. ועוד יש לדעת כי הים התיכון קטן יחסית מהנדרש לצורך התפתחותה של סופה טרופית. לפיכך אפשר לומר שאזורנו מוגן מפני סופות מסוג זה.

עוד מבט: סופת ההוריקן "קטרינה"

דבר התקרבותה של סופת ההוריקן הנושאת את השם "קטרינה" היה ידוע כמה ימים מראש. תצלומי לוויין הראו את מסלולה של הסופה באוקיינוס האטלנטי, ואת עוצמתה ההולכת וגוברת. הסופה קטרינה פגעה בחופי דרום ארה"ב בימים האחרונים של חודש אוגוסט 2005, ומשחלפה הסופה הסתבר כי הייתה הרסנית יותר מהצפוי, וכי הנזקים שהיא הותירה אחריה קשים ביותר – גגות וחלקי בתים התפרקו והושלכו למרחק רב, עצים נעקרו ממקומם, ספינות ומכוניות התהפכו. הגשמים הסוחפים וגלי הים הענקיים הציפו אזורים עצומים. כבישים, גשרים, מכוניות ובתים, נותרו כולם מתחת למים. במהלך השבועות שלאחר מכן התברר כי אלפי בני אדם נספו, ומאות אלפים נותרו ללא קורת גג וללא שירותים בסיסיים כמו עזרה ראשונה, אספקת מזון, וכן מים, חשמל וטלפון. במיוחד נפגעה העיר ניו אורלינס, כאשר הסכרים, שנבנו על גדות הנהר החוצה את העיר כדי להגן עליה מפני הצפה, התמוטטו, וכ-80 אחוזים משטחה הוצפו במים בגובה של כמה מטרים.

(בספר תמונה:)

תושבים בעיר ניו אורלינס מחולצים מבתיהם לאחר פגיעת סופת ההוריקן "קטרינה"

*112*

סופות טורנדו

בניגוד לסופה הטרופית, שהיא אדירת-ממדים ומכסה שטחים נרחבים – סופת הטורנדו, המתרחשת באזור הממוזג, היא סופה המשתרעת על שטח מצומצם ביותר. סופת הטורנדו נראית כמערבולת דמוית משפך, היורדת מבסיסו של ענן סערה (קומולונימבוס) עצום בגודלו. אזור של לחץ אוויר נמוך במיוחד, המצוי מתחת לענן, יוצר מערבולת של רוחות בעלות עוצמות היכולות להגיע עד 500 קמ"ש, ללא משקעים.

עוצמתן של הרוחות בסופת הטורנדו אדירה, והיא גורמת להרס כמעט מוחלט של כל העומד בנתיבה. סופה כזאת יכולה לפרק בתים, להעיף מכוניות ובני אדם למרחקים, ולעקור עצים ועמודי טלפון ממקומם. הסופה "יונקת" לתוכה חפצים שהיא נתקלת בהם בדרכה, נושאת אותם איתה למרחקים גדולים ואחר כך "ממטירה" אותם חזרה ארצה. נתיב ההרס של סופת הטורנדו הוא צר. במקרים רבים קוטרו של משפך הטורנדו הוא מתחת ל-1 ק"מ, ולכן אפשר לראות לעתים משני צידיו של נתיב ההרס שלו בתים שכלל לא נפגעו! סופות הטורנדו מתרחשות בעיקר באביב ובקיץ, והן מתפתחות בדרך כלל באזורים מישוריים. בארצות הברית מתרחשות מדי שנה כ-1,000 סופות טורנדו, באזור הידוע בשם "סמטת הטורנדו" (במדינות קנזס, אוקלהומה ומיזורי – ראו עמ' 66). במדינות אלה יש חשיבות רבה להתרעה מוקדמת מפני התרחשות הטורנדו, כדי שהתושבים יוכלו להיכנס למקלטים תת-קרקעיים או למקומות מוגנים אחרים.

מה גורם להיווצרותה של סופת הטורנדו?

שנים רבות של מחקרים לא נתנו עדיין תשובה חד משמעית לשאלה זאת. ידוע שתנאי הכרחי להתפתחותה של סופה כזאת הוא קיומו של ענן סערה (קומולונימבוס), שבתוכו עולות ויורדות רוחות חזקות במיוחד. ענן זה נוצר ממפגש בין שני גושי אוויר שונים מאוד זה מזה – אוויר חם ולח, ואוויר קר ויבש. תנאי נוסף הוא הבדלים בכיוונן ובמהירותן של הרוחות במקום שבו הענן נוצר: הרוח שבקרבת הקרקע נעה בכיוון אחד ובמהירות מסוימת, ואילו זאת המצויה בגובה רב יותר נעה בכיוון אחר ובמהירות שונה. שילובן של התנועות העולות ויורדות בתוך הענן עם סחרור הרוחות בסביבתו, גורם להיווצרות מערבולת של אוויר עולה, שצורתה דמוית משפך שחלקו הצר מגיע עד לקרקע. ל"משפך" הזה יש כוח יניקה עצום, שבאמצעותו הוא שואב לתוכו את כל העומד בדרכו.

לדירוג עוצמתן של סופות הטורנדו נקבע סולם בן 6 דרגות, מדרגה 0 ועד דרגה 5, הנקרא "סולם פוג'יטה". טורנדו בדרגה 5 הוא סופה בעלת העוצמה ההרסנית ביותר – סופה הגורמת בדרך כלל להרס מוחלט לאורך מסלול התקדמותה.

יש לציין כי בניגוד לסופת ההוריקן, שאפשר לחזותה מראש, לזהות אותה ולעקוב אחריה על ידי לוויינים ומטוסים – את המקום המדויק שבו תפגע סופת הטורנדו לא ניתן לחזות. אפשר לתת רק התרעה כללית.

בישראל הטורנדו נדיר מאוד. באביב 2006, לדוגמה, התרחש טורנדו במערב הגליל וגרם לנזקים כבדים.

(בספר תמונה:)

הרס מוחלט בנתיבה של סופת טורנדו שהתרחשה במדינת טנסי, ארה"ב

(בספר תמונה:)

משפך טורנדו

*113*

עוד מבט: חיזוי מזג האויר

כיום מושקעים מאמצים בפיתוח היכולת לחזות את מזג האוויר ברחבי העולם בטווחי זמן שונים. התחזית מדויקת למדי, בטווח של עד שבוע. לתחזית מזג האוויר יש חשיבות רבה ברבות מהפעילויות של האדם. עיקר חשיבותה הוא ביכולת לעקוב אחר נתיבן של הסופות ההרסניות ואחר עוצמתן ומהלך התפתחותן. החיזוי מתבצע תוך שימוש בשיטות שונות המחזקות זו את זו, בו-זמנית.

ניתוח תצפיות מזג האוויר

חיזוי מזג האוויר מתחיל באיסוף מתמיד, רצוף ומדויק של נתונים על מזג האוויר באמצעות רשת של תחנות מטאורולוגיות הפרושות בכל רחבי העולם, גם באוקיינוסים ובאזורים נידחים. בתחנות האלה מותקנים מכשירים המודדים ללא הרף את נתוני מזג האוויר: לחץ האוויר, הטמפרטורות, מידת הלחות, כיוון הרוח ועוצמתה, כמות המשקעים ועוצמת הקרינה. לתחנות אלה נוספים נתונים על האוויר בגובה רב, הנאספים באמצעות מטוסים ובאמצעות בלוני הליום, המצוידים בחיישנים שונים למדידה ולאיסוף נתונים על האוויר בגבהים שונים. הנתונים הנאספים בכל רחבי העולם מדווחים למרכזי חיזוי מקומיים, ומשם מעבירים אותם למרכזים אזוריים, והלאה למרכזים בין-לאומיים. הנתונים הנאספים מכל רחבי העולם מאפשרים ליצור תמונת מצב מדויקת של האטמוספרה סביב כדור הארץ כולו.

על סמך כל נתוני מזג האוויר, החוקרים מייצרים סדרה של מפות המכונות מפות סינופטיות, שבהן מסומנות מערכות הלחצים הגדולות: שקעים ברומטריים ורמות ברומטריות, אפיקים ברומטריים ורכסים ברומטריים, חזיתות חמות וחזיתות קרות. על פי המפות הסינופטיות, החזאים המקצועיים חוזים את מזג האוויר שכל מערכת כזאת יוצרת.

חיזוי מספרי של מזג האוויר

מיליוני הנתונים שנאספים בתחנות המטאורולוגיות הפרושות ברחבי העולם מוזנים למחשבי-על גדולים, מחשבים מהירים וחזקים במיוחד. מרכזי החיזוי המטאורולוגי משתמשים במחשבי-העל החזקים ביותר הקיימים היום בעולם, מחשבים המסוגלים לבצע כ-30 טריליון (!) חישובים בשנייה. במחשבים מעבדים את הנתונים באמצעות סדרה מורכבת של משוואות המייצגות את יחסי הגומלין בין הנתונים השונים: מצב האטמוספרה, מאזן האנרגיה, והנתונים של פני השטח. על בסיס תוצאותיהם של החישובים האלה מחושבת התחזית בשטח גאוגרפי מוגדר, לטווחי זמן שונים – משעות בודדות ועד כמה ימים.

לרשות החזאים עומדים נתונים נוספים, שמקורם במערך שלם של לוויינים המשייטים בחלל הנושאים עמם מצלמות, חיישנים וגלאים באורכי גל שונים, המאפשרים לזהות תופעות מטאורולוגיות שונות ושינויים בהרכב האטמוספרה. החזאים נעזרים גם במידע שמקורו במכ"ם (מגלה כיוון ומרחק) לזיהוי עננים, ובמערכות לאיתור ברקים.

מדידות אטמוספריות

המגבלה העיקרית בחיזוי מדויק של מזג האוויר היא המורכבות הרבה של מערכות מזג האוויר, הכמות העצומה של הנתונים שיש להביא בחשבון בו-זמנית, וההשתנות המתמדת של מזג האוויר בכל מקום על פני כדור הארץ. זאת ועוד, לכל שגיאה קטנה בנתונים המתקבלים יש השפעה מכרעת על עיבוד הנתונים. משום כך המשוואות המחשבות נתונים אלה אינן נותנות פתרון יחיד, אלא כמה פתרונות קרובים. ככל שמתרחקים מזמן ביצוע המדידות, מתקבלים יותר פתרונות, הרחוקים זה מזה יותר ויותר, עד שבטווח של 6-5 ימים ומעלה הפתרון שמתקבל אינו יעיל והוא אינו מספק תחזית מהימנה.

*114*

מבזק סיכום

- הענן הוא ריכוז של טיפונות מים, אדי מים וגבישי קרח המרחפים באוויר. טיפונות המים הן אדי מים שהתעבו סביב גרעיני התעבות כאשר האוויר הגיע ללחות רוויה – כמות אדי המים המקסימאלית שהאוויר יכול להכיל בתנאי טמפרטורה ולחץ נתונים.

- תנאי הכרחי להיווצרות הענן הוא התרוממות האוויר. כשאוויר מתרומם הוא מתקרר, כמות אדי המים שהוא יכול להכיל יורדת, ומתחילה התעבות של טיפונות.

- התרוממות האוויר נוצרת עקב 3 תהליכים: התחממות האוויר, פגיעה של רוח ברכס הר, והתכנסות האוויר לתוך שקע ברומטרי.

- הערפילים הם עננים הקרובים לפני הקרקע, הנוצרים בגלל הפרשי טמפרטורות בין פני השטח לאוויר הסמוך אליהם.

- נוהגים למיין את העננים על פי צורתם, גובהם, ותכולת המשקעים המצויה בהם.

- המשקעים העיקריים, גשם שלג וברד, הם תוצאה של תהליך שבו טיפונות או גבישי קרח מתלכדים וגדלים עד למשקל המאפשר להם ליפול ארצה בכוח הכבידה.

- תאי זרימת האוויר העולמיים, ומידת לחץ האוויר בכל אחד מהם, משפיעים על תפרוסת המשקעים בעולם.

- הגורמים המקומיים המשפיעים על ירידת משקעים כוללים את המרחק מן הים, זרמי הים והגובה הטופוגרפי.

- סופות ההוריקן הן סופות טרופיות עזות, הנוצרות באזור הטרופי עקב התחממותם של מי האוקיינוסים – התחממות הגורמת לעליית אוויר חם ורווי אדי מים, ולהתעבות של ענני סערה עצומי-ממדים.

- סופות הטורנדו נוצרות בגלל לחץ אוויר נמוך במיוחד, הקיים מתחת לענן סערה ויוצר מערבולת של רוחות בעלות עוצמת יניקה עצומה וכוח הרס עצום.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*114*

1. באילו אזורים ובאילו תנאים תימצא לחות גבוהה במיוחד באוויר?

2. מה אנחנו רואים כאשר אנחנו נושפים מפינו אוויר ביום חורף קר? מדוע?

3. הוציאו פחית של משקה קר מן המקרר לחדר חם. מה מצטבר על גבי הפחית? במה דומה תהליך זה לתהליכים המתרחשים בטבע בעת היווצרות העננים והטל?

4. הגדירו את המושגים הבאים: לחות מוחלטת, לחות רוויה, לחות יחסית.

5. כשטמפרטורת האוויר היא 18 מעלות צלזיוס, לחות הרוויה שלו היא 12 גר' אדי מים ל-1 ק"ג אוויר. חשבו מהי הלחות היחסית כאשר הלחות המוחלטת שנמדדה היא: א. 6 גר'/ק"ג; ב. 9 גר'/ק"ג; ג. 12 גר'/ק"ג.

6. מהו גרעין התעבות? הסבירו ותנו דוגמאות ל-3 גרעיני התעבות שכיחים באוויר.

7. א. מה הם שני המרכיבים החשובים בהיווצרות העננים?

ב. מהו התהליך המרכזי בהיווצרות העננים? תארו 2 מקרים שבהם מתרחש תהליך זה.

8. א. מה ההבדל בין מצב יציב למצב לא יציב באטמוספרה?

ב. באיזה מ-2 המצבים יש סיכוי להיווצרות עננים ולירידת משקעים? הסבירו מדוע.

*115*

9. לעתים רואים בשעות הבוקר שכבה של אוויר מזוהם בצבע צהבהב, הרובץ מעל גוש דן. כתבו:

א. באיזה מצב ובאילו תנאים מתרחש זיהום כזה?

ב. מה שמה של התופעה?

ג. באילו תנאים יתפזר הזיהום?

10. כיצד ובאילו תנאים ייווצרו ערפילים סמוך לפני האדמה?

11. על כל אחד מסוגי העננים – סטרטוס, קומולוס, צירוס, נימבוסטרטוס, קומולונימבוס – כתבו מה ניתן לדעת עליו על פי שמו: מהי צורתו? האם הוא נושא משקעים?

12. מדוע נקבע גובה הטיסה של מטוסים בטיסות בין-לאומיות לגובה שמעל ל-1 ק"מ?

13. תארו את סיפורה של טיפה – מתחילת מסעה, כטיפונת בענן, ועד לנפילתה כטיפת גשם על הקרקע.

14. א. מהו התנאי הראשוני להיווצרותם של פתיתי שלג בענן?

ב. באילו תנאים יגיעו פתיתי השלג לקרקע? ובאילו תנאים הם יגיעו אל הקרקע כטיפות גשם?

15. מדוע בחורף יורד לעתים שלג באזור החרמון ואילו במישור החוף תופעת השלג היא נדירה ביותר?

16. כשחותכים גביש ברד, אפשר להבחין במבנה של בצל. הסבירו מדוע, ותארו את השלבים בהיווצרות אבן הברד.

17. לעתים החזאי או החזאית מודיעים שהלילה יהיה בהיר וקר, והטמפרטורות ירדו מתחת ל-0 מעלות צלזיוס. בתנאים אלה קיים חשש להיווצרותה של תופעה מסוימת. מהי התופעה שהחזאים מתריעים עליה? מה הם המקומות הרגישים לתופעה זאת, ומדוע? מי בעיקר עלול להיפגע מהתופעה?

מקום, דצמבר, ינואר, פברואר

נהריה, 146, 155, 107

הר מירון, 192, 230, 182

18. עיינו בטבלה שלפניכם, המציגה את כמות המשקעים היורדת בחודשי החורף ב-2 מקומות בישראל – בנהריה ובהר מירון (ממוצע רב שנתי לשנים 1991-1990, במ"מ):

א. תארו את האזור בארץ שבו כל אחד מהמקומות נמצא.

ב. היכן יורדת כמות משקעים גדולה יותר (בממוצע)?

ג. אילו גורמים מקומיים משפיעים על כמויות המשקעים במקומות אלה? לאיזה מהם יש ההשפעה הגדולה ביותר? נמקו.

19. הסבירו מדוע כמות המשקעים השנתית הממוצעת היורדת בירושלים גדולה יותר מזו היורדת באזור עין גדי לחוף ים המלח, במרחק של כ-80 ק"מ בלבד.

20. א. מהם ההבדלים בין סופה טרופית לטורנדו? התייחסו לאזור שבו הסופות מתרחשות, למנגנון ההיווצרות שלהן, לאופיין ולממדיהן.

ב. מדוע אין סופות טרופיות בחורף? ומדוע הן אינן מתפתחות בים התיכון?

ג. מדוע הסופה הטרופית נחלשת כשהיא מגיעה ליבשה?

21. היכנסו לכותר וציינו ליד כל אחד מהמאפיינים האם הוא תואם את מאפייני ההוריקן או את מאפייני הטורנדו.

*116*

פרק ה – אזורי האקלים בעולם

*116*

תושבי סקנדינביה רגילים ללבוש בגדים חמים ברוב ימות השנה, שכן בדרך כלל שורר שם אקלים קר. תושבי לונדון, בירת אנגליה, מצטיידים תדיר במטריות, כי אקלימה גשום במשך מרבית ימות השנה. ואילו אלה החיים סביב הים התיכון יכולים ליהנות מהים ומחופיו במשך חודשים רבים בשנה, שכן הטמפרטורות נוחות והמשקעים יורדים בעיקר בחורף. משפטים אלה מתארים מאפיינים של כמה מאזורי האקלים הקיימים ברחבי כדור הארץ.

בכל אזורי האקלים – כמות הקרינה המגיעה מן השמש בעונות השנה משתנה. משום כך בכולם – הטמפרטורות בחורף נמוכות מהטמפרטורות בקיץ. יש אזורים שבהם הבדלי הטמפרטורות בין העונות קטנים מאוד או כמעט לא קיימים (באזור קו המשווה), ויש אזורים שבהם ההבדלים גדולים מאוד.

המשקעים היורדים בכל אזור אקלים אינם קשורים בהכרח לעונת השנה – בהודו, למשל, יש להצטייד במטריות דווקא בקיץ, בבריטניה יורדים משקעים לאורך כל השנה, ובישראל יורדים משקעים רק בחורף.

המפה שלפניכם מציגה את אזורי האקלים הראשיים בעולם, שכל אחד מהם נחלק לאזורי אקלים משניים. המאפיינים של אזורי האקלים – הטמפרטורות וכמויות המשקעים הממוצעים – מוצגים בקלימוגרפים של מבחר ערים מייצגות, המופיעים במהלך הפרק.

(בספר מפה:)

אזורי האקלים בעולם

*117*

הגורמים הקובעים את מערכות האקלים

*117*

מקור המילה "אקלים" הוא במילה היוונית קלימה, שפירושה "זווית". ואכן, לזווית הפגיעה של קרינת השמש בפני הקרקע יש חשיבות גדולה ביותר ביצירת סוגי האקלים השונים ברחבי העולם.

שני גורמים עולמיים משפיעים על תפרוסת סוגי האקלים על פני כדור הארץ:

1. הבדלים בכמות הקרינה המגיעה לאזורים השונים על פני כדור הארץ: בגלל צורתו הכדורית של כדור הארץ, אל האזורים השונים שלו מגיעה כמות קרינה שונה במהלך השנה. כמות הקרינה הגדולה ביותר מגיעה אל אזור קו המשווה, והיא פוחתת בהדרגה ככל שעולים בקווי הרוחב לכיוון הקטבים.

2. מערכות לחץ האוויר העולמיות: המבנה הקבוע של מערכות לחץ האוויר (ראו עמ' 90), יוצר את המאפיינים הייחודיים של אזורי האקלים השונים. לדוגמה, באזור קו המשווה ובאזורים הסמוכים לקו הרוחב 60 מעלות (צפון ודרום) – מצויים לאורך השנה שקעים ברומטריים המעודדים היווצרות משקעים; ואילו בקו רוחב 30 מעלות (צפון ודרום) ובאזורי הקטבים – מצויות לאורך השנה רמות ברומטריות המונעות היווצרות משקעים.

על פי השילוב בין שני הגורמים האלה אפשר לחלק את העולם ל-6 אזורי אקלים עיקריים: האקלים המשווני (טרופי), האקלים המדברי, האקלים הסובטרופי, האקלים הממוזג, האקלים הקר, האקלים הקוטבי. את החלוקה הזאת יצר מטאורולוג, קלימטולוג ובוטנאי גרמני בשם ולדימיר קפן. מלבד שני הגורמים העולמיים התייחס קפן בשיטת הסיווג שלו גם לקשר בין הצמחייה הטבעית בכל אזור לבין כמויות המשקעים וגובה הטמפרטורות באזור. בפרק זה נפרט את שטח ההשתרעות של כל אחד מאזורי האקלים ואת המאפיינים שלו, בהתאם לשיטתו של קפן. בכל אזור אקלים מופיע גם קלימוגרף – גרף המתאר את הנתונים של הטמפרטורות והמשקעים במשך שנה, האופייניים לאזור אקלים זה.

נוסף על הגורמים העולמיים נסקור גם גורמים אזוריים ומקומיים המשפיעים על האקלים בכל אזור: המרחק מהים, הגובה מעל לפני הים, המיקום הגאוגרפי וזרמי הים. גורמים אלה יוצרים מובלעות ששורר בהן אקלים שונה מזה השורר באזור האקלימי שהם מצויים בו.

לפני שנפרט את אזורי האקלים ואת סוגי האקלים השונים, נסכם שוב באיור את מערך הסיבות ואת הגורמים הנובעים מהבדלים בקרינת השמש באזורים שונים בעולם עד להיווצרות מערכות האקלים השונות:

(בספר איור:)

קרינה מגיעה מהשמש – הקרינה נקלטת באופן שונה על פני כדור הארץ על פי זווית הפגיעה – על פני כדור הארץ נוצרים אזורים בעלי טמפרטורה ממוצעת שונה – על פני כדור הארץ נוצרים אזורים בעלי לחץ אוויר שונה – אוויר זורם מלחץ אוויר גבוה ללחץ אוויר נמוך (רוחות) – נוצרים אזורי האקלים ומערכת הרוחות העולמית

(בספר תמונה:)

לתנאי האקלים יש השפעה רבה ביותר על הגידולים החקלאיים שאפשר לגדל בכל אזור. האקלים הים תיכוני הנוח מאפשר לגדל שפע רב של גידולים המוכרים לכולנו – זיתים, גפנים, הדרים, פירות שונים, ירקות מגוונים ועוד. בתמונה – נוף כפרי חקלאי באיטליה

*118*

אזור האקלים המשווני (הטרופי)

*118*

האקלים המשווני (הנקרא גם "אקלים טרופי") שורר באזור המשתרע בקרבת קו המשווה ועד סמוך לקו הרוחב 20 מעלות, משני צידיו של הקו המשווה. אזור זה מקבל כמות קרינה רבה במשך כל ימות השנה. האוויר שמעל לפני השטח מתחמם, עולה כלפי מעלה, מתקרר, נוצרת עננות מרובה ומפותחת, ומדי יום יורדת כמות משקעים גדולה.

האקלים המשווני מתאפיין בתנאי אקלים אחידים במשך כל ימות השנה, ללא חלוקה לעונות. הטמפרטורות אינן יורדות מתחת ל-18 מעלות צלזיוס במשך כל חודשי השנה, ומדי יום יורדות כמויות משקעים גדולות. בשל תנאי אקלים אלה, האזור המשווני מכוסה ביערות-עד המכונים "יערות גשם – יערות צפופים העשירים בצמחייה ובבעלי חיים. באזור האקלים הטרופי נושבות בדרך כלל רוחות אופקיות חלשות יחסית, אך לעתים מתפתחות בו גם סופות טרופיות רבות עוצמה, כדוגמת ההוריקן.

בשולי אזור האקלים המשווני משתרעים אזור האקלים המונסוני ואזור אקלים הסוואנה הטרופית. גם באזורי אקלים אלה יורדות כמויות משקעים גדולות, אך הן יורדות בעונה הלחה. ככל שהמרחק מקו המשווה גדול, כן העונה היבשה ממושכת יותר.

באזור האקלים המונסוני עונת החורף היא העונה היבשה. בקיץ, לעומת זאת, יורדים גשמים בכמויות גדולות, והטמפרטורות גבוהות. ירידת הגשמים באזור אקלים המונסון אינה קשורה לתהליך של התרוממות האוויר אלא להבדל בקצב ההתחממות וההתקררות של היבשה ושל האוקיינוס שלידה.

(בספר גרף:)

מנאוס, ברזיל

(בספר תמונה:)

יער גשם טרופי באי במרכז תעלת פנמה, באמריקה המרכזית, מעט צפונית לקו המשווה

עוד מבט: גשמי המונסון

בחודשי הקיץ – יוני עד ספטמבר – יורדים בהודו ובדרום-מזרח אסיה גשמים עזים במיוחד, הנקראים "גשמי מונסון". בחודשים אלה יורדת מרבית כמות הגשמים השנתית באזור זה, והיא עשויה להגיע עד 13,000 מ"מ גשם (!). לשם השוואה, בהר מירון, האזור הגשום ביותר בישראל, יורדים כ-900 מ"מ בממוצע בשנה.

כיצד מתפתחים גשמי המונסון?

בעונת הקיץ אזור זה של יבשת אסיה מקבל קרינה רבה, מתחמם במהירות ונוצר מעליו אזור נרחב של לחץ אוויר נמוך (שקע). באותה תקופה של השנה האוקיינוס ההודי, שלחופו האזור שוכן, מתחמם לאט יותר, ולחץ האוויר מעליו גבוה יחסית (רמה). בגלל הפרשי הלחצים בין היבשה לים נוצרת זרימה של רוחות דרום-מערביות חזקות מן האוקיינוס לכיוון היבשה (ראו איור עליון). רוחות אלה נושאות עימן לחות רבה, וכשהן מגיעות ליבשה הן מתחממות לגובה ומתקררות – ומתפתחים עננים הממטירים גשמים עזים. עונה זאת נקראת "המונסון הקיצי". בעונת החורף התנאים משתנים – יבשת אסיה מתקררת במהירות ונוצרת מעליה רמה ברומטרית (לחץ אוויר גבוה), בעוד שהאוקיינוס ההודי שומר על חומו ומעליו מתפתח שקע ברומטרי (לחץ אוויר נמוך). התוצאה היא שכיוון רוחות המונסון מתהפך והן נושבות מן היבשה אל הים (ראו איור תחתון). הרוחות הנושבות מן היבשה הן יבשות וקרות, ועל כן לא מתפתחים עננים ולא יורדים גשמים. עונה זאת נקראת "המונסון החורפי".

(בספר איור:)

כיווני הרוחות באזור הודו

*119*

אזור האקלים המדברי

*119*

האוויר המתרומם מעלה באזור קו המשווה, ממשיך בדרכו בגובה רב לכיוון הקטבים. עקב תנועת הסיבוב של כדור הארץ הוא אינו ממשיך עד הקוטב אלא שוקע חזרה אל פני השטח באזורים של קווי הרוחב 30-25 מעלות, בשני חצאיו של כדור הארץ. האוויר היורד נדחס, מתחמם, מתייבש ויוצר אזורים של לחץ אוויר גבוה, הנקראים "רמות סובטרופיות". במצב כזה לא מתפתחים עננים, לא יורדים משקעים, ונוצרים אזורים של אקלים מדברי – חם, יבש, ונקי מעננים.

האקלים המדברי מוגדר כאקלים שבו ההתאדות גבוהה יותר מכמות המשקעים, ובדרך כלל כמות המשקעים היא מתחת ל-200 מ"מ. משרע הטמפרטורות באזור אקלים זה היא גדולה גם בין היום ללילה וגם בין הקיץ לחורף.

האקלים המדברי שורר באזורים נרחבים על פני כדור הארץ, ברצועה הנקראת "רצועת המדבריות העולמית". ברצועה זאת מצויים המדבריות הגדולים בעולם: במזרח התיכון – מדבריות סעודיה, חצי האי סיני, הנגב הדרומי והערבה; בצפון אפריקה – מדבר סהרה; בדרום-מערב ארה"ב – מדבר קליפורניה; בחופים המערביים של דרום אפריקה – מדבר קלהארי; וכן המדבר במרכז אוסטרליה והמדבריות הקרים, אך היבשים, המשתרעים באסיה מן הים הכספי ועד מנצ'וריה.

(בספר גרף:)

קהיר, מצרים

(בספר תמונה:)

דיונות חול במדבר סהרה, לוב

עוד מבט: המדבר המתעורר

מדבר מוהאבי נמצא ממזרח להרי סיירה, במזרח מדינת קליפורניה, ארה"ב. זהו, אמנם, מדבר בצל הגשם, אך שוררים בו תנאי אקלים מדבריים קיצוניים במיוחד.

החלק הצפוני של מדבר מוהאבי נקרא "עמק המוות" – שם שניתן לו על ידי מחפשי זהב, שניסו למצוא דרך מערבה, לקליפורניה, באמצע המאה ה-19. אין להתפלא על השם – עמק המוות הוא המקום החם ביותר בחצי הכדור המערבי: וטמפרטורות העולות על 50 מעלות צלזיוס הן הטמפרטורות הרגילות בעונת הקיץ והטמפרטורה הגבוהה ביותר שנמדדה בו ביולי 1913, הגיעה ל-56.7 מעלות צלזיוס.

אך למרבה הפלא, אחת לכמה שנים מגיעים משקעים אל המדבר, וגשם מרווה את האדמה היבשה. לפתע פתאום המדבר מתעורר ומתכסה במרבד מרהיב של פרחים המותאמים למזג אוויר הפכפך שכזה – הזרעים שלהם יכולים להמתין שנים רבות באדמה, ולנבוט ולפרוח רק כשהתנאים לכך מתאימים.

(בספר תמונה:)

במרבית ימות השנה, ולעתים במשך כמה שנים רצופות, אין רואים אפילו עלה ירוק בעמק המוות היבש

*120*

אזור האקלים הסובטרופי

*120*

אזור האקלים הסובטרופי משתרע כאזור מעבר בין האקלים המדברי לבין האקלים הממוזג שמצפון ומדרום לו, בין קווי הרוחב 30-40 מעלות צפון ודרום. אזור אקלים זה מושפע הן מן הרמות הברומטריות המגיעות מאזורי האקלים היבש, והן מהשקעים המגיעים משולי האזור הממוזג. באזור זה כלולים שני סוגי אקלים, ששטח השתרעותם קטן יחסית:

- האקלים הסובטרופי הים תיכוני, שבו עיקר המשקעים יורדים בחורף. אקלים זה שורר במדינות השוכנות סביב הים התיכון (כולל חלקה הצפוני והמערבי של ישראל), וכן באזור קליפורניה בארה"ב, בחלקים בדרום-מערב אוסטרליה, בדרום-מערב אפריקה ובדרום-מערב אמריקה הדרומית. אקלים זה מתאפיין בטמפרטורות מתונות ובמשקעים בחורף (בהשפעתו של האזור הממוזג), בחום וביובש בעונת הקיץ (בהשפעתו של האקלים המדברי), ובעונות מעבר (אביב וסתיו) קצרות ולא מובחנות. האקלים הים תיכוני נחשב לאחד מסוגי האקלים הנוחים לאדם, ותופעות אקלימיות קיצוניות, כמו סופות ושיטפונות, אינן שכיחות בו. האקלים הים תיכוני מוכר לנו היטב, אך כדאי לדעת כי אזור האקלים הזה תופס בסך הכול פחות מ-2 אחוזים משטח כדור הארץ.

- האקלים הסובטרופי הגשום, שבו עיקר המשקעים יורדים בקיץ, ולכן הקיץ הוא חם ולח מאוד ואילו החורף הוא קר ויבש. האזורים שבהם שורר סוג אקלים זה הם בעיקר האזור הדרום-מזרחי של ארה"ב (פלורידה), מזרח סין ומערב ברזיל. באזורים אלה אין כמעט גושי הרים גבוהים, ולכן מתאפשרת בהם בקיץ חדירה של אוויר טרופי לח מאוד, ואילו בחורף חודרים אליהם גושי אוויר קרים שמקורם באזורי הקטבים. להבדיל מאזורי האקלים הים תיכוני – באזורי האקלים הסובטרופי החורף קר מאוד, ואילו בקיץ יכולות להתרחש בהם סופות טייפון והוריקן קשות.

(בספר גרף:)

תל אביב, ישראל

(בספר תמונה:)

ים כחול ושטוף שמש, כרמים, עצי זית וחורש – נוף אופייני לאקלים הים תיכוני באזור פיליסודי בסיציליה

*121*

אזור האקלים הממוזג

*121*

בין קווי הרוחב 60-35 מעלות, מצפון ומדרום לקו המשווה, משתרעים אזורים שבהם נושבות רוחות מערביות, המערבלות את גושי האוויר החם, הבאים מאזור קו המשווה, עם גושי האוויר הקר הבאים מן הקטבים. המפגש של גושי האוויר יוצר מערכות לחץ – שקעים ורמות – הגורמות לשינויים יום-יומיים במזג האוויר: ימים של יציבות ומזג אוויר נאה בעת שרמה ברומטרית מצויה מעל לאזור, מתחלפים בימים של עננים ומשקעים כאשר שקע ברומטרי מתפתח באזור. כדאי לציין שככל שמתרחקים צפונה או דרומה, לכיוון קווי הרוחב 60 מעלות, כן האקלים השורר באזורים הממוזגים קר יותר, וההבדלים בין העונות חדים יותר.

אזור האקלים הממוזג מתאפיין בכך שהטמפרטורה הממוצעת בחודש הקר ביותר אינה נמוכה מ-3 מעלות צלזיוס, ואינה עולה על 18 מעלות צלזיוס. אקלים זה מתאפיין ב-4 עונות שנה מובחנות: החורף קר, גשום ומושלג; הקיץ חמים וגשום; וביניהן עונות מעבר – סתיו ואביב.

בגלל התנאים המאפיינים את האזורים הממוזגים – כמות המשקעים הגבוהה, הטמפרטורות שאינן נמוכות מדי, וההתאדות הנמוכה – מתקיימת באזורים אלה צמחייה טבעית עשירה.

(בספר גרף:)

לונדון, בריטניה

(בספר תמונה:)

פריחת האביב המרהיבה של עצי הדובדבן בעיר סאיטמה, יפן

(בספר תמונה:)

שלל צבעי שלכת סתווית בצפון קרוליינה, ארה"ב

*122*

אזור האקלים הקר

*122*

האקלים הקר שורר בעיקר באזורים שבין קווי הרוחב 66.5-60 מעלות (חוגי הקוטב, בשני חצאיו של כדור הארץ), והם מושפעים מגושי האוויר העולים מאזורי קווי הרוחב 60 מעלות ונעים לכיוון הקטבים. עליית האוויר באזורים אלה יוצרת שקעים ברומטריים, והשילוב בין השקעים לבין כמות הקרינה המועטה המגיעה לאזורים אלה, יוצר בקווי הרוחב האלה אקלים קר שבו יורדים משקעים במשך כל ימות השנה. בקווי הרוחב האלה הקיץ קצר, וימות הקיץ ארוכים מאוד, ואילו החורף ממושך מאוד ומספר שעות היום בחורף מועט. משום כך קיימים הבדלי טמפרטורות גדולים בין הקיץ הקצר לחורף הארוך. בחורף אזורים אלה מכוסים בשלגים במשך חודשים רצופים; המים בקרקע, בנהרות ובאגמים קופאים; והטמפרטורות נמוכות מאוד – עד עשרות מעלות מתחת לאפס. בקיץ הקצר, לעומת זאת, הטמפרטורות עשויות להיות גבוהות למדי, אף עד 30 מעלות צלזיוס, והן מאפשרות את הפשרת השלגים.

תנאי האקלים הקיצוניים האלה מאפשרים צמיחה של עצי מחט, אך בגלל התנאים הקשים השוררים בחורף הם אינם גדלים לגובה רב. אזור אקלים זה משתרע על פני מרבית שטחי צפון אירופה, צפון אסיה, והחלק הצפוני של אמריקה הצפונית.

(בספר גרף:)

קוויבק, קנדה

(בספר תמונה:)

יום חורפי בעיירה לפירנטה בפינלנד

*123*

אזור האקלים הקוטבי

*123*

האקלים הקוטבי משתרע מצפון ומדרום לקווי הרוחב 66.5 מעלות (סביב חוגי הקוטב, בשני חצאיו של כדור הארץ), שם הקיץ הולך ומתקצר והחורף מתארך. האקלים הקוטבי מתאפיין בטמפרטורות נמוכות במשך כל השנה, ובמיעוט משקעים. מעט המשקעים היורדים באזור אקלים זה הם שלגים ההופכים לקרחוני-עד. הסיבה למיעוט המשקעים נעוצה בהתרוממות האוויר באזור קו הרוחב 60 מעלות, ובתנועתו לכיוון הקוטב. האוויר מתקרר ושוקע, נדחס בשל תנועת כדור הארץ ויוצר מעל לקוטב רמה ברומטרית – אזור של לחץ גבוה, המונע ירידת משקעים. בגלל תנועת הסיבוב של כדור הארץ, הרוחות הנושבות מהקטבים לכיוון קו המשווה מוסטות והופכות לרוחות מזרחיות. כך מתקבלת רצועה של רוחות מזרחיות קרות, הנושבות מן הקטבים לעבר אזורים של לחץ נמוך (שקעים ברומטריים), המצויים בסביבות קווי הרוחב 60 מעלות בשני חצאי הכדור (ראו מפת מערכת הרוחות העולמית, עמ' 92).

האקלים הקוטבי משתנה ככל שמתקרבים אל הקטבים. בשולי האזור הקוטבי שבחצי הכדור הצפוני, בצפון קנדה ובצפון סיביר, מצוי אזור שהאקלים השורר בו קר פחות והוא נקרא "טונדרה". באזורים האלה הקיץ קצר, אמנם, ובכל זאת קיימת בהם קרינת שמש רק במידה המאפשרת התפתחות של צמחייה נמוכה ודלה. הקרינה גם מאפשרת בקיץ הפשרה חלקית של הקרחונים, הגורמת להיווצרות ביצות. ככל שמתקרבים אל אזורי הקוטב – הטמפרטורות אינן עולות מעל לאפס גם בעונת הקיץ, והשטח נותר מכוסה במשטחי קרח ושלגים. כאלה הם אזורי יבשת הקוטב הדרומי – אנטארקטיקה וכן חלקים נרחבים מגרנלנד.

(בספר גרף:)

גוטהוב, גרנלנד

(בספר תמונה:)

מדען אוסף נתונים בצפון קנדה, באזור הקוטב

*124*

עוד מבט: יבשת אנטארקטיקה – המדבר הגדול בעולם

היבשת הדרומית ביותר, שבה נמצא גם הקוטב הדרומי של כדור הארץ, מכילה כמויות עצומות של מים מתוקים, אך מים אלה קפואים ואינם נגישים לצמחייה או לבעלי חיים. ולא רק זאת – באנטארקטיקה כמות המשקעים אינה מגיעה אף ל-100 מ"מ, וגם אלה הם ברובם שלגים היורדים בחופי היבשת וקופאים במהירות. האזור היבש ביותר בעולם מצוי ביבשת זאת – מדענים מעריכים כי באזור "העמקים היבשים" לא ירדו משקעים כלל במשך 2 מיליוני השנים האחרונות. בכל שנה בעונת הקיץ הטמפרטורה מאפשרת הפשרה של קרחונים ויוצרת זרמי מים הממלאים אגמים קטנים במורד הזרימה. באגמים אלה, מתחת לשכבת הקרח, נשארים מים נוזליים במהלך כל השנה, והם מאפשרים קיומן של בקטריות וצמחים חד תאיים זעירים. מעניין לציין כי צורות הנוף באזורים אלה הן תוצר של עיצוב נוף של נהרות ומים רבים, מהתקופות העתיקות מאוד שבהן אנטארקטיקה לא הייתה במיקומה הנוכחי אלא באזורים שאקלימם גשום מאוד.

אנטארקטיקה היא מדבר קר, קר מאוד – הטמפרטורה הממוצעת בחודש החם ביותר (ינואר) היא 2 מעלות צלזיוס בשולי היבשת, ו-20 מעלות צלזיוס מתחת לאפס בתוך היבשת. בחודש הקר ביותר (יולי) הטמפרטורה הממוצעת היא 18 מעלות צלזיוס מתחת לאפס בשולי היבשת, ו-45 מעלות צלזיוס מתחת לאפס בתוך היבשת. תיעוד הטמפרטורות בתוך היבשת מעיד על מקרים רבים שבהם הטמפרטורה יורדת עד 60 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. הטמפרטורה הנמוכה ביותר בעולם נרשמה ביולי 1983 – 89.2 מעלות צלזיוס מתחת לאפס!

(בספר תמונה:)

תצלום לוויין של "אזור העמקים היבשים" באנטארקטיקה – קרח וקרקע חשופה

לסיכום הפרק: בפרקים הקודמים תיארנו את התהליכים העיקריים המתרחשים באטמוספרה, ובפרק זה סקרנו את אזורי האקלים העיקריים בעולם. האיור שלפניכם מסכם את הקשר ההדוק בין מערכת תאי הזרימה העולמית לבין אזורי האקלים. כן מתואר באיור הקשר בין התרוממות האוויר לבין אזורים עשירי משקעים, והקשר בין ירידת האוויר לבין אזורים יבשים ודלי משקעים.

(בספר איור)

*125*

מבזק סיכום

- ברחבי כדור הארץ קיימים אזורי אקלים שונים, הנבדלים זה מזה בטמפרטורות, בכמויות המשקעים ובמאפיינים נוספים.

- הגורם העולמי העיקרי הקובע את חלוקת כדור הארץ לאזורי אקלים הוא כמויות הקרינה השונות המגיעות לחלקי העולם השונים במשך השנה. ההבדלים בכמויות הקרינה קשורים לצורתו הכדורית של כדור הארץ, לתנועת ההקפה שלו סביב השמש, ולנטייה של ציר הסיבוב שלו.

- 6 אזורי האקלים העיקריים הקיימים בעולם הם: האקלים המשווני (אקלים טרופי), האקלים המדברי, האקלים הסובטרופי, האקלים הממוזג, האקלים הקר והאקלים הקוטבי.

- קיים קשר הדוק בין מערכת תאי הזרימה העולמית לבין חלוקת העולם לאזורי אקלים.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*125*

(בספר ארבעה גרפים)

1. לפניכם 4 קלימוגרפים, המייצגים 4 ערים בעולם – איקיטוס בפרו, ברו באלסקה, טינדוף באלג'יריה וונקובר בקנדה.

רשמו ליד שמה של כל עיר את שם האזור האקלימי שהיא נמצאת בו, ואת מספרו של הקלימוגרף המתאים לאזור זה.

היעזרו בקלימוגרפים, במפת אזורי האקלים בעולם (עמ' 116), ובמפות טמפרטורות ומשקעים באטלס.

2. ציינו במחברת לאיזה אזור אקלים מתאים כל אחד מן המשפטים האלה:

א. באזור זה כמעט שלא מתפתחים עננים ולא יורדים משקעים.

ב. באזור זה קיימות שתי עונות מעבר – הסתיו והאביב.

ג. באזור זה המשקעים יורדים במשך כל חודשי השנה, והטמפרטורות אינן יורדות מתחת ל-18 מעלות צלזיוס.

ד. באזור זה קר במשך כל השנה – הטמפרטורות אינן עולות על 10 מעלות צלזיוס.

3. הסבירו מה ההבדל בין בריזה לבין מונסון על פי המאפיינים הבאים: מתי התופעה מתרחשת, לאיזה משך זמן, מהו האזור המושפע, ומהי המשמעות לגבי משקעים.

*126*

4. הסבירו את הקשר בין ההבדלים בכמות הקרינה המגיעה לחלקיו השונים של כדור הארץ לבין אזורי האקלים. הדגימו קשר זה ביחס לאזור האקלים הטרופי ולאזור האקלים הקוטבי.

5. תארו את 6 אזורי האקלים ואת מאפייניהם באמצעות טבלה כדוגמת הטבלה הזאת:

אזור האקלים, כמות המשקעים הממוצעת, סוגי המשקעים, תפרוסת המשקעים השנתית, הטמפ' הממוצעת בחורף, הטמפ' הממוצעת בקיץ, מאפיין נוסף

6. עיינו בעמ' 91 בספר, ובאיור המסכם בפרק זה. הסבירו מהו הקשר בין זרימת גושי האוויר במערכת תאי הזרימה העולמית לבין כל אחד מאזורי האקלים, באמצעות טבלה כדוגמת הטבלה הזאת:

אזור האקלים, מאיזה תא או תאי זרימה הוא מושפע?, איזו תנועת אוויר שכיחה בו (עלייה או ירידה), מהו לחץ האוויר האופייני לאזור?, מהן התופעות האקלימיות הנובעות מנתונים אלה?

אקלים טרופי, --, --, --, --

אקלים מדברי, --, --, --, --

אקלים ממוזג, --, --, --, --

אקלים קוטבי, --, --, --, --

*127*

פרק ו – השפעת האדם על האטמוספרה

*127*

ב-200 השנים האחרונות גדלה אוכלוסיית העולם בממדים עצומים, וגם רמת החיים עלתה פי כמה וכמה. פעילות האדם התרחבה מאוד ותחומים רבים, ובהם התעשייה והתחבורה, התפתחו והשתכללו. עקב הפעילות האנושית הענפה גדלה כל העת כמות החומרים השונים – חלקיקים מוצקים וגזים – הנפלטים לאטמוספרה.

אכן, הפיתוח הטכנולוגי גדול ומרשים, אך יש לו גם השפעה מזיקה על האדם ועל החי והצומח, בכל רחבי העולם: האוויר המזוהם שאנחנו נושמים פוגע בבריאותנו; טיפות הגשם המזוהמות פוגעות בקרקע היבשות ובמימי האגמים; חלק מהגזים הנפלטים לאטמוספרה מדלדלים את שכבת האוזון המגינה עלינו מקרינה מסוכנת; וישנם גזים המגבירים את תוצא החממה וגורמים להתחממות האקלים בעולם. ומאחר שפעילותו של האדם היא הגורמת נזקים אלה לאטמוספרה – האדם הוא שיכול לפעול לצמצום הנזקים ולתיקונם. בפרק זה נסקור את התוצאות של פעילות האדם ואת האמצעים השונים לצמצום הפגיעה.

זיהום האוויר

*127*

האוויר הוא משאב קיומי. ללא אוויר – האדם, הצומח והחי אינם יכולים לשרוד אפילו דקות ספורות. גם לאיכות האוויר יש חשיבות רבה, וזיהומו משפיע לרעה על הבריאות.

תהליכים טבעיים כמו התפרצותו של הר געש או התרחשותה של סופת חול, גורמים לפליטתם של גזים, חול ואבק, הפוגעים באיכות האוויר. כיום, בעידן המודרני, רמת זיהום האוויר גדלה – בעיקר בגלל פעילות האדם, במיוחד באזורים העירוניים. אחד המאפיינים הבולטים של החיים בערים המודרניות הוא העלייה במספר כלי הרכב הנעים בכבישים, ועלייה בפעילותם של מפעלי התעשייה ותחנות הכוח הממוקמים סמוך לערים. הגזים הרעילים (כגון תחמוצות של חנקן וגופרית), והחלקיקים המוצקים (כגון פיח, אבק או חלקיקי מתכות), הנוצרים בתהליכי הפקת האנרגיה בתחנות הכוח, במפעלי התעשייה ובמנועי המכוניות, נפלטים לאוויר ומזהמים אותו. פליטתם של חומרים אלה לאוויר, וזיהום האוויר, מזיקים לחיי האדם, ולעתים אף גורמים סכנה ממשית לחייו: החלקיקים המזהמים פוגעים בכלי הנשימה, גורמים לאלרגיות ולמחלות כרוניות ופוגעים במערכת החיסונית, בעיקר בקרב האוכלוסיות הפגיעות – תינוקות, ילדים קטנים וקשישים.

התפשטותו של זיהום האוויר אינה מוגבלת בהכרח למקום שבו נוצר – הרוחות יכולות לשאת אותו למרחקים גדולים מאוד מהמקום שבו נוצר. כך, למשל, חומרים הנפלטים מארובות של מפעלים באזור אחד, יכולים לזהם את האוויר במקומות המרוחקים מהם עשרות ואף מאות קילומטרים. ולמרות שמידת הריכוז של הזיהום הולכת ופוחתת ככל שמתרחקים ממקור הזיהום – גם במקומות המרוחקים הוא עלול לפגוע באיכות האוויר.

כדי לצמצם את הנזקים שזיהום האוויר גורם, נקבעו ברבות ממדינות העולם תקני פליטה המגדירים את הכמות החומרים המותרת לפליטה לאוויר ממקור מסוים. במדינות רבות אף נעשים מאמצים לאכוף על הרשויות ועל המפעלים עמידה בתקנים האלה, ומטילים קנסות על מי שחורגים מהם.

*128*

גם בישראל ננקטות פעולות שונות לטיפול בזיהום האוויר. המשרד להגנת הסביבה מפעיל במקומות שונים בארץ מערך משוכלל של עשרות תחנות ניטור – תחנות שבהן מתבצע כל העת מעקב אחר מידת הריכוז של החומרים המזהמים באוויר. כאשר מדד איכות האוויר מצביע על רמת זיהום גבוהה במקום מסוים, מתפרסמת בכלי התקשורת אזהרה הקוראת לאנשים הסובלים מרגישות מיוחדת לזיהום להישאר בבתיהם ולהימנע מלשהות בחוץ. במקביל נקבעים תקנים, תקנות וחוקים חדשים, שלפיהם המפעלים המזהמים חייבים לעבור לשימוש בחומרי דלק הגורמים פחות לזיהום האוויר, להתקין ארובות גבוהות ומסננים משוכללים, וכדומה, למרות ההוצאה הכספית הגבוהה הכרוכה בפעולות אלה.

(בספר תמונה:)

קהיר, בירת מצרים, תחת מעטה כבד של זיהום אוויר. ממרחק אפשר לראות את הפירמידות

גשם חומצי

*128*

בשנות ה-70 של המאה העשרים נחקר הקשר בין כמויות גדולות של דגים מתים אשר צפו על פני המים באגמים של אמריקה הצפונית ומערב אירופה, לבין התמותה הגוברת של העצים ביערות שבאזורים האלה. החוקרים הגיעו למסקנה כי הסיבה לתמותת העצים נעוצה בחומרים רעילים המצויים במי הגשמים – תופעה המכונה "גשם חומצי". מה גורם להיווצרותו של הגשם החומצי?

לתנאי הסביבה באזור שבו מתפתחים העננים יש השפעה רבה על תהליכי ההיווצרות של הגשם. על כן, באזורים שקיים בהם זיהום אוויר כבד – החומרים המזהמים (בעיקר תחמוצות חנקן וגופרית), הנפלטים לאוויר מארובותיהם של מפעלי התעשייה ומכלי הרכב, מתמוססים בטיפות המים. החומרים האלה משנים את הרכבם של טיפות המים וגבישי הקרח בענן, והופכים אותם לטיפות המכילות חומרים חומציים, פעילים ורעילים, היורדים אל פני הקרקע כגשם – גשם חומצי.

הגשם החומצי גורם לנזקים כבדים. ביערות רבים העצים מתים בגלל הצטברות החומצה בקרקע ועל גבי העלים; דגים וצפרדעים רבים נכחדים כאשר מי האגמים והנהרות מזדהמים; ומבנים ופסלים המצויים באתרים שונים ברחבי העולם מתפוררים כאשר החומצות שבמי הגשם מאכלות את האבן שממנה הם עשויים.

כיום ממשלותיהן של מדינות רבות בעולם עושות מאמצים לאכוף את חוקי איכות הסביבה, בין השאר במטרה לצמצם את ממדי הגשם החומצי (למשל, על ידי התקנה של מסננים בארובות של מפעלי התעשייה). ואכן, באזורים המקפידים על קיום החוקים ועל הפעלת האמצעים להפחתת הפליטה של גזים וחלקיקים מזהמים לאוויר, נמצא כי חלה הפחתה במידת החומציות של הגשם, ובעקבות זאת חלה ירידה בנזקים שהגשם החומצי גורם.

(בספר תמונה:)

צ'כיה – עצי יער שנפגעו מגשם חומצי שמקורו בתחנת כוח סמוכה, המופעלת באמצעות פחם

(בספר תמונה:)

לקצהו של מרזב שדרכו מתנקזים מי הגשמים מן הגג, צמוד פסלון אשר – כפי שאפשר לראות בתמונה – נפגע ונשחק מהחומציות של מי הגשמים

*129*

הידלדלות האוזון

*129*

כפי שכבר ראינו (ראו עמ' 71), האוזון הוא גז המורכב ממולקולות המכילות 3 אטומים של חמצן (ולא 2 אטומים, כמו במולקולות הרגילות של החמצן). גז האוזון מצטבר באטמוספרה בריכוז גבוה, יחסית, בשכבה המכונה "שכבת האוזון" – שכבה הנמצאת בגובה של 15-50 ק"מ מעל לפני הקרקע. אמנם גם בשכבה זאת ריכוז האוזון הוא זעיר ביותר (1 מולקולת אוזון למיליארד מולקולות), אבל לגבי היצורים החיים על פני כדור הארץ, חשיבותו רבה מאוד. מדוע? מפני שבהימצאותו בשכבות העליונות של האטמוספרה, האוזון מגן עלינו מפני הקרינה המסוכנת של הקרינה העל-סגולה של השמש. אוזון זה מכונה "האוזון הטוב". (חשוב לדעת כי כמויות זעירות של אוזון נוצרות גם סמוך לפני הקרקע. פעילות האדם גורמת לעלייה בריכוזו של אוזון זה, ומכיוון שהוא מזיק לבריאות הוא מכונה "האוזון הרע".)

בשנת 1985 עלתה בעיית האוזון למרכז תשומת הלב העולמית בעקבות מחקרים שערך צוות מדענים בריטי, שעקב אחר ריכוז האוזון באטמוספרה באזור אנטארקטיקה (הקוטב הדרומי). הצוות מצא כי מדי שנה, בחודשים ספטמבר-אוקטובר, מתרחשת ירידה תלולה בריכוז האוזון מעל ליבשת הקפואה. תופעה עונתית זאת, המכונה "החור בשכבת האוזון", גורמת לדאגה רבה בעולם. הסיבה לדאגה: הידלדלות שכבת האוזון גורמת להתחזקותה של עוצמת הקרינה העל-סגולה.

במקביל לירידה בריכוז האוזון התגלתה באטמוספרה עלייה בריכוז של קבוצת גזים הנקראים "פראונים" – כלור, פלואור ופחמן (CFC). גזים אלה, המכונים "קוטלי האוזון", נמצאים בשימוש נרחב בעיקר בתעשיית המקררים והמזגנים, בתרסיסים הביתיים ובייצור הגומי. מדענים אמריקניים קשרו את הפגיעה באוזון עם העלייה בריכוז הפראונים, ובכך הסבירו את המנגנון האחראי לירידה בריכוז האוזון מעל אנטארקטיקה.

מתוך הבנה כי הגורם לפגיעה באוזון הוא כלל-עולמי, וכי הפגיעה באוזון מתקיימת לא רק באזורים הקרובים לקטבים, נחלצה הקהילה הבין-לאומית לפעולה מהירה. מדינות העולם חתמו על הסכמים בין-לאומיים ובהם הן התחייבו להפסיק את ייצורם של החומרים "קוטלי האוזון" ואת השימוש בהם. ואכן, בשנים האחרונות חלה ירידה חדה בייצורם של החומרים האלה, ובמקביל ניכרים סימנים ראשונים ומעודדים של ירידה בהיקף התופעה.

ההתגייסות הבין-לאומית מוכיחה כי העולם יכול להתגייס ולתקן נזקים שנעשו בידי האדם. המאמץ לא הסתיים. מומחים מעריכים כי גם אם יצמצמו מדינות העולם את השימוש בחומרים קוטלי האוזון, ותצטמצם מידת הפגיעה באוזון – התאוששות מלאה של שכבת האוזון תתרחש רק באמצע המאה ה-21. זאת משום שהחומרים המשתייכים לקבוצת הפראונים מאריכים ימים, ואלה שנפלטו בשנות ה-70 של המאה הקודמת משפיעים על האוזון באטמוספרה עד ימינו.

(בספר איור:)

ה"חור" בשכבת האוזון מעל אנטארקטיקה, לפי נתונים מאוקטובר 1994

מערך של לוויינים עוקב באופן רצוף אחר מצבה של שכבת האוזון. בהדמיה אפשר להבחין בכתם הסגול באזור אנטארקטיקה – כתם המציין ריכוז נמוך של אוזון באזור

*130*

ההתחממות הגלובאלית

*130*

במהלך כמאה השנים האחרונות הצטברו נתונים רבים המעידים על התחממות גלובאלית, התחממות כלל-עולמית. המשמעות העיקרית של תופעה זאת היא שהטמפרטורות על פני כדור הארץ, ובאטמוספרה המקיפה אותו, נמצאות במגמת עלייה. תוצאותיה של ההתחממות הגלובאלית ניכרות כבר בימינו, בכל רחבי העולם. הנה העדויות העיקריות לשינוי אקלימי זה – עדויות שנאספו במקומות שונים בעולם בעשורים האחרונים:

הטמפרטורה הממוצעת של כדור הארץ עולה, בעיקר באזור הקוטב הצפוני

הטמפרטורות על פני כדור הארץ, ובאטמוטפרה המקיפה אותו, נמצאות במגמת עלייה. קצב העלייה של הטמפרטורות איטי, אמנם, אך התוצאות של הטמפרטורה העולה ניכרות כבר בימינו. לכאורה, העלייה בטמפרטורה הממוצעת של העולם היא זעירה: כ-0.7 מעלות צלזיוס בלבד במשך כ-100 השנים שחלפו בין 1880 ל-2010 (ראו גרף). ואולם, יש לשים לב לשתי עובדות חשובות:

1. באזורי הקטבים העלייה בטמפרטורה גדולה הרבה יותר, והיא נעה בין 1 ל-3 מעלות צלזיוס.

2. בעשרות השנים האחרונות הואץ תהליך ההתחממות, ובמשך 25 השנים שבין 1980 ל-2010 עלתה הטמפרטורה הממוצעת של כדור הארץ ב-0.4 מעלות צלזיוס בערך.

(בספר גרף:)

השינוי בטמפרטורה הממוצעת על פני השטח של כדור הארץ, 2010-1880

קרחונים מפשירים במידה גוברת והולכת במקומות שונים ברחבי העולם

במהלך המאה העשרים חלה הפשרה הולכת וגוברת של קרחוני הקטבים ושל הקרחונים היבשתיים. כך קרה, למשל, בגרנלנד (באזור הקוטב הצפוני) ובפטגוניה (באזור הקוטב הדרומי), בהרי האלפים (באירופה) ובהרי ההימלאיה (באסיה). משום כך מצטמצם שטחו של כיסוי הקרח בעולם, ונפחו מצטמק. הפשרת הקרחונים גורמת ליצירת סדקים גדולים במעטה הקרח, להתנתקות של שברי קרחונים ולסחיפתם למי האוקיינוסים. תופעה זאת נצפית בתדירות הולכת וגוברת באנטארקטיקה, בכיפת הקרח הארקטית, ובקרחונים יבשתיים גדולים אחרים. דוגמה לשינוי תוכלו לראות במפות בעמוד הבא.

*131*

(בספר שתי מפות:)

הפשרת שדות הקרח בגרנלנד

מפלס המים באוקיינוסים נמצא במגמת עלייה עקב הפשרת קרחונים

הפשרת הקרחונים מביאה תוספת עצומה של כמויות מים לאוקיינוסים, ולקראת סוף המאה צפויה סכנת הצפה של אזורים השוכנים לחופי האוקיינוסים. לפי התחזיות – בנגלדש, מדינה במזרח אסיה שמרבית אוכלוסייתה חקלאית והיא מתגוררת באזורים שהם נמוכים ממפלס מי האוקיינוס ההודי, תאבד כתוצאה מההצפה כ-16 אחוזים משטחה היבשתי, ו-17 מיליון איש יאבדו את בתיהם (ראו איור); מצרים, שמרבית אוכלוסייתה שוכנת בדלתה של הנילוס, תיפגע קשות מעליית מפלס מי הים; וגם מדינה מפותחת כמו הולנד, הידועה בסכרים המגינים עליה מהים הצפוני, תיאלץ להתמודד עם המפלס העולה על ידי בניית סכרים חדשים, ענקיים וגבוהים יותר.

העלייה במפלס מי הים בחופי בנגלדש – תחזית לעתיד

(בספר מפה:)

כיום (2009)

מספר התושבים – 112 מיליון

השטח – 134,000 קמ"ר

(בספר מפה:)

תחזית לעתיד (2080)

עליית המפלס – 1.5 מ'

מספר התושבים שייפגעו – 17 מיליון (15 אחוזים)

גודל השטח שייפגע – 22,222 קמ"ר (16 אחוזים)

*132*

מינים של בעלי חיים ושל צמחים הרגישים לשינויים בטמפרטורה נכחדים

האיגוד הבין-לאומי לשמירת הטבע מפרסם מדי שנה את "הרשימה האדומה" – רשימת המינים של בעלי חיים ושל צמחים שסכנת ההכחדה מאיימת עליהם במיוחד. חלק גדול מהם הם מינים הרגישים לשינויי טמפרטורה. הדוגמה המפורסמת ביותר למינים של בעלי חיים הנפגעים משינויי האקלים היא דובי הקוטב. דובים אלה ניזונים בעיקר ממינים שונים של כלבי ים שהם לוכדים כשאלה עולים ממי הים לחורי נשימה – חורים שהם יוצרים בקרח כדי לנשום. אבל, מאחר שמשטחי הקרח הולכים ומתמעטים, הדובים נאלצים לשחות למרחקים גדולים במטרה להשיג את מזונם. כך גוברת הסכנה שהם ייכחדו.

(בספר תמונה:)

הפשרת הקרחונים באזור הקוטב הצפוני גורמת לפגיעה חמורה באוכלוסיית דובי הקוטב, החיים על הקרחונים. לפי מחקרים שונים – שני שלישים מאוכלוסיית דובי הקוטב עלולה להיכחד עד שנת 2050

תופעות מזג האוויר הקיצוניות מתרבות, ומתחוללים שינויים בתפרוסת המשקעים בעולם

ההתחממות הגלובאלית משפיעה על כמותם של המים המתאדים ממקווי המים בעולם, ובכך היא משנה את תפרוסת המשקעים באזורים רבים בעולם. ואכן, ב-30 השנים האחרונות עולה כל העת שכיחותם של אירועי מזג אוויר קיצוניים כמו גלי חום או גלי קור ממושכים, שיטפונות עזים וממושכים או סופות שלגים עזות. אזורים רבים בעולם סובלים כבר כיום מתקופות ארוכות של בצורת, הנמשכות לעתים כמה שנים רצופות. אך במקביל יש אזורים הסובלים מעלייה בכמות המשקעים – עלייה שבעקבותיה מתרחשים שיטפונות שעוצמתם מתחזקת ותדירותם הולכת וגוברת.

(בספר תמונה:)

באוקטובר 2007 פרצו בקליפורניה, ארה"ב (בדומה לאזורים אחרים בעולם), שריפות ענקיות, שבאו בעקבות תקופת בצורת ממושכת. בתמונה: מסוק כיבוי, אחד מן האמצעים שנטלו חלק במאמץ העצום שהושקע בכיבוי שריפות הענק

*133*

מה גורם לעליית הטמפרטורות על פני כדור הארץ?

נבחן שני תהליכים מרכזיים שמומחים סוברים כי התרחשותם גורמת לעלייה בטמפרטורות: עלייה בריכוז גזי החממה באטמוספרה, ושינויים באלבדו של כדור הארץ.

עלייה בריכוז גזי החממה באטמוספרה

כפי שראינו (בעמ' 76) – לגזי החממה, היוצרים את תוצא החממה (אפקט החממה), יש חשיבות גדולה בשמירה על המאזן הקבוע בין הקרינה המגיעה מן השמש אל הגבול העליון של האטמוספרה לבין הקרינה המוחזרת מכדור הארץ. מאזן זה, הוא המאפשר את קיומם של חיים על פני כדור הארץ. גזי החממה קיימים באטמוספרה עקב תהליכים טבעיים, אבל בימינו מתווספים אליהם, בכמות הולכת וגדלה, גזי חממה הנוצרים עקב פעילות האדם. תוספת זאת, המגבירה את הריכוז של גזי החממה באטמוספרה, גורמת להפרת המאזן: היא מגבירה את תוצא החממה, ולפיכך הטמפרטורות השוררות בעולם עולות.

נסקור, לדוגמה, את ממדי הפליטה של הפחמן הדו-חמצני (CO2) – גז החממה הנפוץ ביותר, הנוטל את החלק הגדול ביותר בהגדלת כמות הקרינה הנלכדת באטמוספרה: מחקרים רבים שנערכו במשך עשרות השנים האחרונות, והנתונים הרבים שנאספו במהלכם, מעידים על כך שריכוזו של הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה עולה ברציפות בכל רחבי העולם מאז ראשיתה של המהפכה התעשייתית, בסוף המאה ה-18. אחת המדידות החשובות נערכה באיי הוואי: על פי נתונים שנאספו במאונה לואה שבהוואי במשך 50 שנה, בין השנים 2010-1958 (ראו גרף), עלה ריכוז הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה באזור זה מ-315 חלקיקים למיליון ל-385 חלקיקים למיליון (כלומר, עלייה של 70 חלקיקים למיליון, שהיא עלייה מהירה ביותר במהלך תקופת זמן קצרה). המדידה הזאת, שנערכה הרחק ממוקדי תעשייה ותחבורה, משמשת הוכחה לכך שהעלייה בריכוז הפחמן הדו-חמצני אינה תופעה מקומית אלא היא תופעה גלובאלית, תופעה המתרחשת בכל רחבי העולם.

(בספר גרף:)

שיעור העלייה בריכוז הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה באזור איי הוואי, 2010-1958

הצורה המשוננת של הגרף נובעת מן ההבדלים בריכוז הפחמן הדו-חמצני באוויר בעונות השנה השונות: בקיץ ובאביב, כאשר הצמחייה ירוקה ומשגשגת, היא משתמשת בכמויות גדולות של פחמן דו-חמצני לצורך ביצוע הטמעה (פוטוסינתזה), ולכן הריכוז של הגז הזה באוויר יורד; בסתיו ובחורף, לעומת זאת, כששורר קור והעצים עומדים בשלכת והם כמעט עירומים (ללא עלים ירוקים) – תהליך ההטמעה מואט, ולכן ריכוזו של הפחמן הדו-חמצני באוויר שב ועולה

*134*

חלק מהתהליכים שבהם נפלט הפחמן הדו-חמצני לאטמוספרה, וריכוזו בה עולה, הם תהליכים טבעיים, למשל: פליטה של פחמן דו-חמצני בתהליך הנשימה של היצורים החיים, ופליטתו של גז זה במהלך התפרצותם של הרי הגעש או פריצתן של שריפות טבעיות. לעומת התהליכים הטבעיים הגורמים לעלייה בריכוזו של הפחמן הדו-חמצני, קיימים גם תהליכים מעשה ידי האדם:

- פליטת הפחמן הדו-חמצני לאטמוספרה בתהליך השריפה של הדלקים המאובנים – הנפט, הפחם והגז הטבעי – גובר בגלל השימוש הגובר בדלקים אלה בתעשייה ובתחבורה. הדלקים המאובנים מכילים פחמן אשר נקלט מן האטמוספרה על ידי הצמחים כבר לפני מיליוני שנים. הצמחים האלה, ובעלי החיים שניזונו מהם, נקברו במשך מיליוני שנים מתחת לסלעים בתנאי לחץ וטמפרטורה גבוהים, והפכו לפחמימנים – חומרים המכילים פחמן ומימן (ומכאן שמם). הפחמימנים השונים הם חומרים דליקים אשר בתהליך שריפתם הם פולטים אנרגיה רבה, ועל כן האדם משתמש בהם כמקור אנרגיה בתעשייה, בתחבורה, בחימום ועוד. שריפת הפחמימנים גברה מאוד מאז המהפכה התעשייתית ועד ימינו, והיא משחררת חזרה לאטמוספרה כמויות עצומות של פחמן דו-חמצני, שהיו קבורות עמוק מתחת לפני האדמה. פליטת הפחמן הדו-חמצני בתעשייה ובתחבורה היא, כנראה, הגורם העיקרי להגדלת כמות גזי החממה באטמוספרה, והיא כולה תוצר של מעשי האדם!

- קליטת הפחמן הדו-חמצני על ידי הצמחים פוחתת בגלל בירוא היערות. האוכלוסייה הגדלה בעולם, ורמת החיים העולה, מביאים לעלייה בביקוש לעץ ולהרחבה של שטחי חקלאות ומרעה. צרכים אלה מביאים לכריתה מוגברת ומואצת של שטחי יער בכל רחבי העולם, ובעיקר באזורי יערות הגשם הטרופיים. השריפה היא מעשה אלים ומהיר היוצא פעמים רבות משליטה, ולכן נשרפים שטחים גדולים הרבה יותר מהנדרש.

הצמצום הגובר בשטחי היערות גורם לכך שפחות ופחות עצי יער משתתפים בתהליך ההטמעה (פוטוסינתזה) – אותו תהליך טבעי שבו הצמחים קולטים מן האטמוספרה את הפחמן הדו-חמצני ופולטים אליה חמצן. כך מצטמצמת מידת השתתפותם של היערות בהורדת רמת הריכוז של הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה.

- פליטת הפחמן הדו-חמצני לאטמוספרה גוברת בגלל ההתחממות הגלובאלית, המגבירה את ההתחממות של מי האוקיינוסים. אחד הגזים המומסים במימי האוקיינוסים הוא הפחמן הדו-חמצני, שמקורו באוויר. מים בטמפרטורה גבוהה יכולים להכיל פחות גזים ממים בטמפרטורה נמוכה. מאחר שהטמפרטורה של מי האוקיינוסים עולה בגלל ההתחממות הגלובאלית – יורדת כמות הפחמן הדו-חמצני שהמים יכולים להכיל, וכמויות הולכות וגדלות של פחמן דו-חמצני משתחררות לאטמוספרה. למה הדבר דומה? לגזים המצויים בבקבוק משקה מוגז: כאשר הבקבוק קר – כמות הגז המשתחררת ממנו אל האוויר לאחר פתיחתו היא מועטה, ואילו כאשר הבקבוק חם – פתיחתו תגרום לשחרור גז בכמות גדולה.

שינויים באלבדו של כדור הארץ

האלבדו, שיעור ההחזר של קרינת השמש אל החלל, משתנה ממקום למקום, על פי רמת הכהות של השטח: האזורים הבהירים מחזירים את רוב הקרינה, ואילו האזורים הכהים מחזירים פחות קרינה ובולעים כמות גדולה של קרינה – קרינה הגורמת לפליטה של חום. האלבדו הממוצע מפני כדור הארץ ומן העננים הוא כ-30 אחוזים (ראו עמ' 75), אך חוקרים סבורים כי תופעות המתרחשות על פני כדור הארץ עשויות לגרום לשינויים גדולים באלבדו הממוצע, וכי לשינויים אלה יש חלק בתהליכי ההתחממות הגלובאלית. הדוגמה הבולטת ביותר לשינוי באלבדו קשורה להפשרה הגוברת של כמויות קרח גדולות בהרים הגבוהים ובקטבים. ההפשרה עלולה לגרום להיעלמותם של חלק מן הקרחונים,

*135*

ולחשיפת הסלעים הכהים המצויים תחתיהם. החשיפה תביא לשינוי בצבעם של פני השטח – הם יהפכו מבהירים מאוד לכהים. בעקבות שינוי זה יקטן גם שיעור האלבדו: קרינה רבה יותר תיבלע בפני השטח, תיפלט כאנרגיית חום ותגרום להפשרה נוספת של הקרחונים. תהליך כזה, ההולך ומתעצם עם הזמן, עלול לשנות את תנאי האקלים בכל חלקיו של כדור הארץ.

השינוי בתפוצת הקרחונים באוקיינוס הקרח הצפוני

(בספר תמונה:)

בשנת 1979

(בספר תמונה:)

בשנת 2005

עדויות מלווייני מחקר של נאס"א מלמדות על כך שיותר ויותר שטחי ים כחולים כהים נחשפים בעקבות הפשרת הקרחונים. כך, לדוגמה, באוקיינוס הקרח הצפוני – קרחונים שכיסו שטח נרחב הפשירו והפכו למי אוקיינוס כחולים, שהאלבדו שלהם נמוך יותר

(בספר מפה:)

שיעור האלבדו בפני היבשות

מכשיר מיוחד המותקן על לוויין של נאס"א מודד את האלבדו בפני היבשות של כדור הארץ. האזורים הצבועים באדום מצביעים על האזורים ששיעור האלבדו בהם גבוה, כלומר, הם מחזירים כמות גבוהה יחסית של קרינת השמש אל החלל; האזורים הצבועים בצהוב ובירוק מייצגים את השטחים ששיעור האלבדו בהם בינוני; והצבעים כחול וסגול מייצגים אזורים כהים, ששיעור האלבדו בהם נמוך. הצבע הלבן מייצג אזורים שאין מדידות לגביהם מהלוויין

*136*

שינויי אקלים בעבר

שינויי האקלים המתחוללים בתקופתנו מעלים את השאלה: האם שינויי אקלים כאלה או אחרים התרחשו כבר בעבר? גאולוגים וחוקרי האקלים הקדום גילו ממצאים המעידים על כך שהאקלים השורר על פני כדור הארץ השתנה כמה וכמה פעמים מאז נוצר כדור הארץ. החוקרים מתארים תופעות המעידות על שינויים אקלימיים חריפים באזורים מסוימים, לדוגמה: התפשטות ונסיגה של קרחונים; הימצאות אבק מדברי (הנוצר באקלים חם ויבש) בכיפות הקרח שבקטבים; גילוים של מאובנים של צמחים ובעלי חיים, שסביבת המחיה שלהם היא חמה ולחה מאוד, במקומות שהם כיום מדבריות יבשים. זאת ועוד – שיטות מחקר שונות, המאפשרות מדידה עקיפה של הטמפרטורות ששררו בכדור הארץ, מצביעות על שינויים בתקופות היסטוריות, פרה-היסטוריות וגאולוגיות קדומות. חלק מהשינויים האלה התרחשו לפני היות האדם, וכמובן, לפני שגברה פליטת גזי החממה אל האטמוספרה על ידי האדם. מסתבר, אם כן, כי שינויי אקלים אלה הם שינויים שנגרמו עקב תהליכים טבעיים וללא קשר לפעילות האדם.

נסקור שני סוגי תהליכים טבעיים הגורמים לשינויי אקלים, על פי משך זמן התרחשותם.

תהליכים ארוכי טווח – תקופות הקרח והתקופות הבין-קרחוניות

מחקרים העוסקים באקלים הקדום של כדור הארץ מצביעים על שינויי אקלים מחזוריים (שינויים שחזרו על עצמם כמה פעמים), ועל כך שכל מחזור נמשך עשרות-אלפי שנים. תקופות ממושכות של קור, הקרויות "תקופות הקרח", התחלפו בתקופות חמות יותר, הקרויות "התקופות הבין- קרחוניות". בתקופות הקרח היו חלקים גדולים של כדור הארץ מכוסים במעטה עבה של קרח, ובתקופות הבין-קרחוניות הפשירו הקרחונים ומפלס מי האוקיינוסים עלה.

תקופת הקרח האחרונה הסתיימה לפני כ-10,000 שנה, ומאז נמצא האקלים של כדור הארץ בתהליך התחממות איטי. בשיא תקופת הקרח האחרונה הייתה הטמפרטורה העולמית הממוצעת נמוכה בכ-8 מעלות צלזיוס מהטמפרטורה הממוצעת של העולם כיום. יש חוקרים הסבורים כי בסוף תקופת הקרח האחרונה החלו בני האדם לעסוק בחקלאות, והתרחש המעבר מאורח חיים של נודדים ומלקטים לאורח חיים של מתיישבי קבע. נסיגת הקרחונים אפשרה לאדם הקדמון להתיישב ביישובים, לביית בעלי חיים ולתרבת צמחים.

(בספר תמונה:)

הפיורדים הם עמקי קרחונים גדולים אשר לאחר הפשרת הקרחונים התמלאו במי הים. בתמונה: פיורד גיירנגר שבנורווגיה

*137*

הסיבות להיווצרותן של תקופות הקרח קשורות, כנראה, לשינויים קלים במסלולו של כדור הארץ סביב השמש ובמידת נטייתו – שינויים שגרמו לירידה בכמות קרינת השמש המגיעה לכל נקודה על פני כדור הארץ, ולירידת הטמפרטורות. נשאלת השאלה: האם שינויים כאלה עלולים להתרחש שוב ולהביא על העולם תקופת קרח חדשה? ואם כן, מתי? המדענים מתלבטים בשאלה זאת, ועל פי חישובים שונים הם הגיעו למסקנה שקיימת אפשרות שבעוד כ-25,000 שנים תתחיל תקופת קרח חדשה. אחרים סבורים שאם תימשך ההתחממות המוגברת של אקלים כדור הארץ, שאנו עדים לה כיום, לא תחל תקופת קרח חדשה בטווח הזמן הזה.

שינויי אקלים מהירים בעקבות אסונות טבע

לפני כ-65 מיליוני שנים פגע רסיס סלע מהחלל (אסטרואיד) באזור שהוא כיום חצי האי יוקטן במכסיקו. ההתפוצצות האדירה שחלה בעקבות הפגיעה הזאת גרמה לשרפות גדולות בכל כדור הארץ, לגלי ענק (צונאמי), לגשם חומצי קטלני, ובעיקר – לכמויות אדירות של אפר, אבק ועשן, שעלו למרומי האטמוספרה. הכמויות הגדולות של האפר והאבק יצרו סביב כדור הארץ מעטה כהה, שקרני השמש לא הצליחו לחדור דרכו. אפלה כיסתה את פני כדור הארץ, והטמפרטורות ברוב שטחו ירדו מאוד. בהיעדר אור גוועה הצמחייה, ויותר מ-80 אחוזים מהיצורים החיים על פני כדור הארץ, בים וביבשה, נכחדו. יש חוקרים הסבורים שזאת הייתה הסיבה להיעלמותם של שליטי עולם החי באותה תקופה – הדינוזאורים.

אירוע זה הוא דוגמה לשינוי אקלימי טבעי פתאומי וקיצוני: האקלים של כדור הארץ הפך בבת אחת, ותוך פרק זמן קצר, לקר וקפוא. לפרק זמן של כמה עשרות או מאות שנים, שררו תנאי חורף-עד במרבית האזורים בעולם. רק יצורים מעטים הסתגלו לתנאים אלה והצליחו לשרוד אחרי תקופת האפלה והקור – בהם היונקים, שהפכו למשפחה השלטת בעולם החי.

שינוי אקלימי מהיר וקצר-טווח יכול להיגרם גם על ידי התפרצות געשית עזה במיוחד. לדוגמה, בשנת 1816 התפרץ הר הגעש טמבורה בחצי האי יאווה (אינדונזיה). כמויות האפר הגעשי והגזים שנפלטו לאטמוספרה במהלך התפרצותו של הר הגעש יצרו מעטה של חלקיקים, ומעטה זה החזיר חלק מאור השמש אל החלל. בעקבות האירוע הזה חלה התקררות עזה, אשר גרמה לחורף קשה ביותר וממושך, לירידתם של משקעים מרובים ושלגים כבדים לאורך חודשים ארוכים, באזורים רבים ברחבי עולם. גם בעונת הקיץ שררו טמפרטורות נמוכות במיוחד. אין פלא, אם כן, ששנה זאת מכונה "שנה ללא קיץ".

שינוי קצר טווח כזה מוכר לנו מהשנים האחרונות בעקבות התפרצותו של הר הגעש פינטובו (פיליפינים) ביוני 1991. החורף של 1992-1991 היה קר, ארוך וגשום בכל רחבי העולם, וגם בישראל זכורה שנה זאת כקרה וגשומה במיוחד.

(בספר תמונה:)

הדמיה של אמן המתאר באיורו פגיעה של אסטרואיד בפני כדור הארץ ואת ההתרוממות של אפר ואבק בעקבות ההתנגשות

*138*

ההתמודדות עם ההתחממות הגלובאלית

בעיית ההתחממות הגלובאלית, כשמה כן היא: היא אינה מוגבלת לאזור מסוים בעולם אלא היא נוגעת לעולם כולו, וההתמודדות עמה מחייבת את כל תושבי כדור הארץ. לפיכך הסכימו ביניהן מדינות העולם על הצורך בפעולה בין-לאומית במטרה להקטין את כמות הפליטה של גזי החממה, ובראשם הפחמן הדו-חמצני. בפסגת כדור הארץ שנערכה בריו דה-ז'נירו, ברזיל, בשנת 1992, השתתפו למעלה מ-170 מדינות, נציגי מוסדות או"ם עולמיים ואזוריים, ונציגי ארגונים בין-לאומיים ובין-ממשלתיים. ועידה זאת הייתה הראשונה שהעלתה על סדר היום העולמי את נושא הפיתוח בר-הקיימא בכלל, ואת הסכנה שבהתחממות הגלובאלית בפרט. בהצהרת ריו נקבעו העקרונות של דרכי הפעולה הרצויות לשיח סביבתי עולמי, ונקבעו אמנות ראשונות בנוגע לשיתוף פעולה כלל-עולמי בנושאים אלה.

באמנת קיוטו – אמנה בין-לאומית שנוסחה בעיר קיוטו, יפן, בשנת 1997 – התחייבו מדינות העולם לצמצם את השימוש בדלקים המאובנים. רוב המדינות חתמו על האמנה והחלו לפעול לפיה. הן מנסות להקטין את כמות הפליטה של גזי החממה על ידי שיפורים טכנולוגיים ומציאת מקורות אנרגיה חלופיים: רוח, שמש, מים ואנרגיה גרעינית. אך כמה מדינות – ובהן אלה שבתחומן נפלטות כמויות הפחמן הדו-חמצני הגדולות ביותר (כגון ארה"ב סין ואוסטרליה) – סירבו לחתום על האמנה, בטענה שאין הוכחה מוצקה לכך שהאקלים משתנה עקב פעילות האדם.

בפסגה שנערכה בדצמבר 2007 באי באלי שבאינדונזיה החליטו המדינות המשתתפות לנסות ולהמשיך את רוחה של אמנת קיוטו, ולנקוט בצעדים ההכרחיים להפחתת הפליטה של גזי החממה במדינות המפותחות ובמדינות הפחות-מפותחות גם יחד.

בהמשך להחלטה זאת התכנסה בדצמבר 2009 ועידה בין-לאומית של האו"ם בעיר קופנהאגן, דנמרק.

הציפיות שנתלו בוועידה זאת היו גבוהות, אך לא התקבל בה הסכם מחייב להפחתת הפליטה של גזי החממה, בדומה להסכם קיוטו, אלא התקבלו הסכמות מסוימות בין ארה"ב, סין, הודו, ברזיל וקוריאה הדרומית, לפעול להפחתת הפליטה. כן התקבלה התחייבות כללית, ללא פירוט של כמויות או לוחות זמנים, של רוב מדינות העולם להפחתת הפליטה של הגזים ולצמצום הכריתה של היערות במדינותיהן.

(בספר גרף:)

פליטת פחמן דו-חמצני במדינות נבחרות, 2004-1900

ארה"ב וסין – המדינות המובילות בפליטת פחמן דו-חמצני לאטמוספרה. כדאי לציין כי בסין חיים למעלה מ-1 ורבע מיליארד בני אדם, ואילו בארה"ב חיים כ-300 מיליון בני אדם. אם בודקים את הפליטה הממוצעת של פחמן דו-חמצני של התושב היחיד, מסתבר כי למרות התפתחותה המהירה של סין, תושב ארה"ב פולט כמות גדולה הרבה יותר (בממוצע) מזו שתושב סין פולט

*139*

אחת הסוגיות הקשות שעלו בוועידה היא הפגיעה החמורה הצפויה במדינות הפחות-מפותחות, ובעיקר במדינות התת-מפותחות, בעקבות ההתחממות הגלובאלית. למדינות אלה אין טכנולוגיות מתאימות או תקציבים מספקים הנחוצים להתמודדות עם האירועים העלולים להתרחש בהן, לדוגמה: מגפות שמקורן בתפוצה רחבה של חיידקים נושאי מחלות בעקבות העלייה בטמפרטורה, שיטפונות עזים במיוחד או גלי חום ותקופות בצורת ממושכות, הצפת שטחי חוף ועוד. בסופם של דיונים ארוכים הושגה התחייבות מסוימת לתמיכה כספית במדינות הפחות-מפותחות והתת-מפותחות עד שנת 2020, אך ההסכמים שהושגו בוועידת קופנהאגן בנושא זה הם חלקיים בלבד.

זאת ועוד, מדינות רבות, ובהן מדינות פחות-מפותחות, מצויות בתהליכי פיתוח מואצים, הכוללים תיעוש מהיר, עיור מוגבר, ועלייה חדה ברמת החיים. מדינות אלה, בהן סין, הודו, רוסיה וברזיל, גורמות כיום לפליטה של כמות גדולה של גזי חממה לאטמוספרה, אך ממשלותיהן טוענות כי התביעה להפחית עכשיו את כמות הפליטה אינה הוגנת. לדבריהן, המדינות המפותחות והמתועשות תרמו להגברת הפליטה של גזי החממה במשך שנים רבות, שנים שהייתה בהן תנופת פיתוח מהירה. לפיכך, היום יש לאפשר למדינות האחרות, המדינות הפחות-מפותחות, השואפות להתפתח, לסגור את הפערים ברמת הפיתוח, להמשיך בתיעוש המוגבר, ולהטיל על המדינות המפותחות חלק גדול יותר מן ההפחתה בפליטת גזי חממה.

ההתחממות הגלובאלית – תחזית לעתיד

אכן, המדידות מראות באופן ברור על התחממות גלובאלית כבר בימינו. אך מה יהיה בעתיד? האם האקלים בעולם ימשיך להשתנות ויוסיף להתחמם? באיזה קצב תימשך ההתחממות? האם ניתן לפעול כדי למתן את קצב עליית הטמפרטורות?

כדי לחזות מה יהיה האקלים של כדור הארץ בעוד 10, 20 או 50 שנה ויותר, המדענים משתמשים במערכת משוואות ממוחשבת. מערכת משוואות זאת מכילה נתונים על תהליכים וגורמים הנוטלים חלק במערכות האקלים, ונתונים אחרים, הנוגעים לפעילות האדם, והיא מתארת את יחסי-הגומלין בין הגורמים הרבים: כיפות הקרח, זרמי האוקיינוסים ומליחות הימים, השינויים בשטחי המדבר ובשטחי הצמחייה, השינויים בקרינת השמש ובריכוז גזי החממה, וכן השינויים בגודל האוכלוסייה, בשטחן של הערים בעולם, בדרכי ניצול האנרגיה ועוד. ומאחר שהגורמים המשפיעים על ההתחממות רבים כל כך ותלויים זה בזה, ניבוי ארוך-טווח הוא עניין מורכב. לפיכך, למרות שחוקרי האקלים משקיעים מאמצים ניכרים בחיזוי אקלימי כזה, עדיין אי-הוודאות גדולה.

(בספר תמונה:)

בחודש אוקטובר 2009 התכנסה הממשלה של האיים המלדיביים, קבוצת איים באוקיינוס ההודי, לישיבה מיוחדת. חברי הממשלה הצטיידו בחליפות צלילה ובבלוני חמצן וערכו את ישיבתם מתחת לפני המים. ישיבה משונה זאת נועדה למשוך את תשומת הלב העולמית לבעיה קשה שתושבי האיים עתידים להיתקל בה כבר בעשרות השנים הקרובות: מפלס מי האוקיינוסים העתיד לעלות, עלול להציף את האיים ולחייב את התושבים לנטוש את בתיהם ולחפש להם קרקע מוצקה אחרת לחיות על פניה. בתמונה: האי קורומבה, אחד מן האיים המלדיביים

(בספר תמונה:)

הפגנה בברלין נגד ההתחממות הגלובאלית. אנשי השלג מייצגים את הפשרת הקרחונים. השלט אומר: "עזרו לי!"

*140*

גם אם הניבוי האקלימי ארוך-הטווח אינו ברור, רוב החוקרים מסכימים כי הנתונים מראים שהמגמה הכללית מצביעה על התחממות האקלים, אך עדיין לא ברור מה יהיה שיעור ההתחממות. חלק מהחוקרים, האופטימיים שבהם, צופים התחממות של 2 מעלות צלזיוס בלבד עד שנת 2100, בעוד שהפסימיים שבהם חוזים התחממות של 6-7 מעלות צלזיוס. ההבדל בין התחזיות הוא שכל אחת מביאה בחשבון נתונים אחרים ביחס לנקיטת האמצעים להפחתת הפליטה של גזי החממה לאטמוספרה:

- לפי התחזית הפסימית ביותר, העולם ימשיך לנהוג כפי שהוא נוהג כיום – הכלכלה העולמית תגדל, התעשייה והתחבורה יגדלו אף הן, בירוא היערות יימשך, הערים יוסיפו לגדול וכדומה. התחזית הזאת מדברת על עלייה של 6.4 מעלות צלזיוס בממוצע כלל-עולמי עד שנת 2100, משמע: לפי התחזית הזאת, השינוי האקלימי יהיה מהיר והרסני ביותר.

- התחזית האופטימית מכולן מניחה כי כלכלת העולם מתנהלת על פי עקרונות של פיתוח בר-קיימא, כלומר, הקטנה ניכרת של פליטת גזי החממה ומציאת תחליפי אנרגיה נקיים. לפי התחזית הזאת, ההתחממות תהיה "רק" של 1.1-2.8 מעלות צלזיוס בממוצע כלל-עולמי.

בין התחזית הפסימית ביותר לבין התחזית האופטימית ביותר קיימות גם תחזיות ביניים, אולם גם לפי תחזיות אלה צפונות סכנות חמורות לשיווי המשקל העדין השורר בעולמנו. על פי כל תחזית, ההתחממות הגלובאלית תשפיע על כל רחבי העולם, והאוקיינוסים יתחממו בהדרגה. לקראת סוף המאה, כדור הארץ יהיה עולם חם ללא כיפות קרח בקטבים, ותבנית הזרימה העולמית – הן של רוחות והן של זרמי ים – תהיה שונה מזו המוכרת לנו כיום.

חשוב לציין: יש חוקרים המסכימים כי לאדם יש השפעה על ההתחממות ומייחסים השפעה זאת לגידול האוכלוסייה המהיר מאוד בעשורים האחרונים: מכ-2 מיליארד לפני קצת למעלה מ-60 שנה, ועד ל-7 מיליארד ומעלה כיום. המספר הגדל במהירות של תושבי כדור הארץ, והשימוש שהם עושים במשאביו, הוא כשלעצמו מביא לפליטה של גזי חממה ההולכת וגדלה במהירות. לעומתם יש חוקרים הטוענים שההתחממות של כדור הארץ אינה קשורה כלל לפעילות האדם. אלה טוענים שההתחממות היא תהליך טבעי הקשור למחזוריות של תקופות הקרח, ולדעתם אנחנו נמצאים כרגע בתקופה חמה, בין-קרחונית, שלאחריה תבוא תקופת קרח חדשה. יש הטוענים כי ההתחממות קשורה למחזוריות של תנועת כדור הארץ ביחס לשמש ו/או להשפעה שיש לכתמי השמש על האטמוספרה של כדור הארץ. אולם אלה וגם אלה נמצאים במיעוט, ורוב המדענים סבורים שפעילות האדם, היא האחראית במידה רבה להתחממות.

(בספר מפה:)

תחזית לשנים 2070-2010 לפי התחזית הפסימית

חושבה לפי הממוצע 1990-1960

העלייה בטמפרטורות (מעלות צלזיוס)

*141*

מבזק סיכום

- זיהום האוויר יכול להיגרם על ידי תהליכים טבעיים או עקב מעשי האדם. העלייה בפעילות בתחומי התחבורה, התעשייה וייצור החשמל, מגבירים את זיהום האוויר.

- חלקיקים מזהמים המצויים באוויר נאספים על ידי טיפות הגשם ויוצרים גשם חומצי הפוגע בצמחייה, באגמים ובנהרות, ובמבנים.

- שימוש בחומרים המכונים "פראונים", בעיקר בתעשייה, גורם לפירוק של מולקולות אוזון, המצויות בשכבת האוזון המסננת קרינה מסוכנת המגיעה מן השמש.

- התגייסות בין-לאומית גורמת לירידה בפגיעה באוזון, וצפויה התאוששות של שכבת האוזון באמצע המאה ה-21.

- נתונים שונים מראים כי הטמפרטורה הממוצעת על פני כדור הארץ עולה, וכי היא גורמת כבר עכשיו לתופעות שונות.

- פעילות האדם, בעיקר בתעשייה ובתחבורה, מאז המהפכה התעשייתית, הביאה לפליטה של גזים שונים לאטמוספרה, ובעיקר לעלייה בריכוז הפחמן הדו-חמצני.

- פליטת הגזים השונים, הנקראים גזי חממה, לאטמוספרה, מגבירה את תוצא החממה ו"כולאת" באטמוספרה חום הנפלט מפני כדור הארץ.

- בעבר חלו שינויי אקלים קצרי טווח וארוכי טווח.

- תופעת ההתחממות משפיעה על כל העולם וגורמת לשינויים גלובאליים. מדינות העולם מחפשות את הדרך להתמודד עם תוצאות ההתחממות באמצעות אמנות בין-לאומיות והחלטות שונות.

- התחזית לעתיד נעה בין עלייה מתונה בטמפרטורות, אם מדינות העולם ינקטו צעדים שונים, ובין עלייה תלולה בטמפרטורות, אם לא יינקטו אמצעים אלה.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*141*

1. כותר היכנסו לאתר "אוויר נקי" של המשרד להגנת הסביבה. בדקו את מפת ניטור האוויר ואת התחזית לאיכות האוויר ברחבי הארץ.

א. ציינו את שמו של מקום שבו: זיהום האוויר נמוך; זיהום האוויר בינוני; זיהום האוויר גבוה.

ב. חפשו באתר דרכים לצמצום זיהום האוויר. בחרו 3 דרכים שנראות לכם חשובות, והציגו אותן לפני הכיתה.

2. פעילות האדם בעידן המודרני גורמת לשינויים בהרכב האטמוספרה.

א. תארו 3 תהליכי שינוי באטמוספרה, המתרחשים בגלל פעילות האדם.

ב. מה הן הסכנות הנובעות מכל שינוי כזה לאדם, לצומח ולחי?

ג. מה ניתן לעשות כדי לצמצם את ממדי הנזק בכל אחד מן התהליכים?

3. מה הוא ה"חור" באוזון? כיצד הוא נוצר? ומה ניתן לעשות כדי להקטין את הנזק שהוא גורם?

4. כותר עקבו אחר ההנחיות באתר של המשרד להגנת הסביבה, ובדקו אם הגשם היורד בארצנו הוא חומצי.

*142*

5. עיינו בגרף שבעמ' 133:

א. מצאו בכמה חלקיקים למיליון עלה ריכוז הפחמן הדו-חמצני במהלך השנים 1970-1960, ובכמה חלקיקים למיליון עלה ריכוזו במהלך השנים 2010-2000.

ב. מצאו בכמה עלתה הטמפרטורה בשני עשורים אלה.

ג. הסבירו את הקשר בין קצב עליית הריכוז של הפחמן הדו-חמצני בעשורים אלה, לבין עליית הטמפרטורה.

ד. מהי מסקנתכם מההשוואה הזאת.

6. עיינו במפה שבעמ' 135.

א. מהו אופיים של פני השטח הצבועים בצבעים אדומים וסגולים באפריקה, בצפון אירופה ובאמריקה הצפונית, ומהי הסיבה לכך שהאלבדו שלהם גבוה.

ב. מהו אופיים של השטחים הצבועים בירוק באזורים הטרופיים? מהי הסיבה לכך?

ג. השטחים הצבועים לבן מייצגים אזורים שאין לגביהם מידע מלוויין זה. שערו מה היה הצבע המייצג את שיעור האלבדו מאזורים אלה, והסבירו מדוע.

7. הסבירו כיצד הפשרת הקרחונים משפיעה על תהליך ההתחממות של כדור הארץ.

8. הביאו דוגמה למדינה העלולה להיפגע מהפשרת הקרחונים ומעליית מפלס מי האוקיינוסים. הסבירו מדוע בחרתם במדינה זאת.

9. א. יש הטוענים כי העלייה בטמפרטורות תגביר את סכנת השיטפונות וההצפות באזורים רבים בעולם. ציינו שני נימוקים התומכים בטענה זאת.

ב. הסבירו מדוע עליית הטמפרטורות עלולה לגרום לתדירות גבוהה יותר של סופות טרופיות, ולסופות שעוצמתן גבוהה וחזקה.

10. חוקרי האקלים הגיעו למסקנה שהאקלים השורר על פני כדור הארץ בימינו אינו דומה לאקלים ששרר בו לפני מאות, אלפי ומיליוני שנים.

א. ציינו 3 דוגמאות לעדויות שמהן הסיקו החוקרים את המסקנה הזאת.

ב. תנו דוגמה לשינוי אקלימי ארוך-טווח שהתרחש בכדור הארץ, ותארו כיצד הוא השפיע על האקלים.

ג. תארו את השינויים האקלימיים שהתרחשו בכדור הארץ לאחר פגיעת האסטרואיד, לפני 65 מיליוני שנים, וכתבו כיצד השינויים השפיעו על הצמחייה ועל בעלי החיים.

11. בין החוקרים קיים ויכוח בשאלה מהי הדרך הנכונה להתמודד עם בעיית העלייה בכמות גזי החממה ובהתחממות של כדור הארץ. יש הטוענים כי יש לפתח דרכים ואמצעים לצמצום הפליטה של גזי החממה תוך המשך השימוש בדלקים כמו נפט, פחם וגז, ויש הגורסים שיש לפתח מקורות אנרגיה חלופיים.

א. ציינו כמה דרכים לצמצום הפליטה של גזי החממה, וכמה מקורות אנרגיה חלופיים.

ב. דונו בעניין בקבוצה והביעו דעתכם. היעזרו במידע שבספרייה הווירטואלית.

12. חפשו ברשת האינטרנט מידע על אודות ועידת האקלים בקופנהאגן, דנמרק. הסבירו במילים שלכם את הוויכוח העיקרי שהתקיים במהלך הוועידה בין נציגי המדינות המפותחות (ארה"ב ומדינות מערב אירופה) לבין נציגי המדינות הפחות-מפותחות. מה דעתכם בסוגיה זאת? כיצד אפשר לפתור אותה?

13. פרטו 2 דרכים שבהם אתם יכולים לסייע לצמצום ממדי זיהום האוויר, ולהפחתת ההתחממות הגלובאלית. הסבירו כיצד המעשים שתנקטו יכולים להשפיע.

*143*

יחידה 3 – מסע בנופי העולם

*143*

בעולם הסובב אותנו יש שפע של צורות נוף, תופעות ומראות: הרים משוננים, קרחוני ענק, אגמים, צוקים מדבריים, מערות עמוקות, נהרות מפותלים, קניונים צרים, מפלים, ועוד ועוד. כיצד נוצרו ועוצבו נופים מגוונים אלה על פני כדור הארץ? החוקרים מצביעים על שני תהליכים עיקריים הנוטלים חלק ביצירת הנופים:

- תהליכים פנימיים: תהליכים אשר מקורם מתחת לפני השטח, במעמקי כדור הארץ. התהליכים האלה יוצרים שרשרות הרים, שוברים ומקמטים סלעים, גורמים לשינויים בקרקעית האוקיינוסים, מזיזים יבשות ממקומן ויוצרים איים חדשים.

- תהליכים חיצוניים: תהליכים המתרחשים בפני השטח של כדור הארץ – המים הזורמים בנהר מפוררים ושוחקים את הסלעים, גלי הים המתנפצים אל החוף שוב ושוב משנים את צורתו, והרוח משייפת ו"מפסלת" את הסלעים.

הן התהליכים הפנימיים והן התהליכים החיצוניים פועלים ללא הרף, בו-זמנית ובמשולב. התהליכים, חלקם מהירים ודרמטיים (למשל, רעידות אדמה או שיטפונות אדירים), וחלקם איטיים וממושכים (למשל, יצירת סלעים או שחיקתם).

אל הכוחות הפנימיים והחיצוניים הצטרף האדם, ולצד כוחות הטבע יש גם לאדם השפעה על עיצוב הנוף. למעשה, חותמה של פעילות האדם על המרחב הולכת ומתרחבת והיא מגיעה להיקפים שלא נודעו בעבר. לפעילות זאת יש צדדים חיוביים, אך יש לה גם השלכות שליליות על הסביבה.

בכל אלה ועוד נעסוק ביחידה זו.

(בספר תמונה:)

למעלה: אגם פייטו בהרי הרוקי הקנדיים. הרי הרוקי התרוממו עקב התרחשותם של תהליכים פנימיים.

(בספר תמונה:)

משמאל: קניון אנטילופ התחתון – קניון אבן חול מפורסם בדרום-מערב ארה"ב. הקניון עוצב וקיבל את צורתו המיוחדת על ידי כוחם העצום של מי השיטפונות הפוקדים אותו

*144*

לפני שמתחילים...

כשהאדמה רועדת, כשהאדמה מוצפת

*144*

תהליכי עיצוב הנוף על פני כדור הארץ הם לרוב תהליכים איטיים מאוד – הם נמשכים שנים רבות ואף אלפי ומיליוני שנים. כך, למשל, האוקיינוס האטלנטי ממשיך להתרחב בממדיו, ונהר הנחש בארה"ב משנה את פיתוליו אט אט. קצב השינוי של הנוף הוא כה איטי עד שקשה להבחין בו במהלך חיי אדם.

לעומת הקצב האיטי של תהליכים אלה, מתרחש מדי פעם תהליך מהיר ועוצמתי, המשנה את הנוף בתוך שעות, דקות ואף שניות. הר געש המתפרץ במשך שעות אחדות, רעידת אדמה הנמשכת פחות מדקה, שיטפונות מהירים, גלי צונאמי, גלישות קרקע פתאומיות – כל אלה הם אירועים קצרים ועוצמתיים, הגורמים לשינוי גדול בנוף. וכאשר אירועים כאלה מתרחשים סמוך למקומות יישוב – התוצאה עלולה להיות הרסנית לבני האדם.

רעידת אדמה בהאיטי

ב-12 בינואר 2010 הזדעזעה האיטי – רעידת אדמה בעוצמה חזקה מאוד, 7 בסולם ריכטר, פגעה באחד האזורים המאוכלסים במדינה – עיר הבירה, פורט-או-פרנס, וסביבתה.

במדינה הענייה, שבה התשתיות והמבנים היו רעועים ממילא, קרסו קרוב ל-300 אלף מבני מגורים ומבני ציבור, ואלה קברו תחתיהם בני אדם רבים. כ-300 אלף בני אדם קיפדו את חייהם ברעידה, למעלה מ-225 אלף נפצעו, וכ-1.5 מיליון נותרו ללא קורת גג. התשתיות השונות – אספקת המים, החשמל והתקשורת – הושבתו כליל.

למרות ההתגייסות הכלל-עולמית לעזרה, שיקומה של האיטי עתיד להימשך עוד שנים רבות. גם שנה לאחר האסון עדיין התגוררו רבים מתושבי המדינה באוהלים, במחנות פליטים המאוכלסים בצפיפות, ללא חשמל, מים זורמים או שירותי ביוב מסודרים. תנאי היגיינה גרועים אלה הביאו להתפרצותה של מגפת כולרה במדינה; כ-200 אלף בני אדם חלו במחלה, וכ-5,000 בני אדם מתו בעקבות זאת. עד היום, כשנה וחצי לאחר התרחשות האסון, מרבית ההריסות טרם פונו והחורבן עדיין בולט לעין ברחובות הערים. במצב בעייתי זה הממשל של האיטי מתקשה לתפקד, ולמעשה המדינה תלויה בסיוע הבין-לאומי המוגש לה.

(בספר תמונה:)

צוות חילוץ פועל למציאת ניצולים בבית מלון שקרס ברעידת האדמה בפורט או-פרנס, בירת האיטי, בינואר 2010

*145*

(בספר תמונה:)

אוסטרליה 2010. כבישים רבים הוצפו, ומקומות יישוב רבים נותרו מנותקים במשך ימים רבים. השיטפון תואר ברבים כשיטפון בסדר גודל תנ"כי, מעין "מבול" מודרני

שיטפונות והצפות באוסטרליה

חודש דצמבר של שנת 2010 היה גשום ביותר במזרח אוסטרליה – הגשם ירד במשך שלושה שבועות רצופים, עם הפסקות מעטות בלבד.

כמויות הגשם, בשילוב עם גורמים נוספים כגון סוג הקרקע, המסלע, כיסוי הצמחייה ויכולת הניקוז של האזור, הם הקובעים אם יהיה שיטפון, ואם כן – מה תהיה עוצמתו. במקרה של אוסטרליה חברו כל הגורמים והביאו לתוצאות הרסניות: בתחילה ספגה האדמה את המים, אך משהמשיך הגשם לרדת החלו המים להצטבר על פני הקרקע ולנוע אל המקומות הנמוכים. מפלס המים בנחלים ובנהרות עלה תוך זמן קצר, ורבים מהם עלו על גדותיהם תוך שהם מציפים את השטחים סביבם, כפריים ועירוניים כאחד. המים סחפו כל מה שנקרה בדרכם – מכוניות, כבישים, עצים ואף אנשים, שלרוע מזלם נלכדו בדרכם של המים הגועשים.

היו אלה השיטפונות ההרסניים ביותר שידעה אוסטרליה ב-100 השנים האחרונות: אלפי בתים ובתי עסק הוצפו; מאות כבישים נחסמו לתנועה, עשרות יישובים נותקו לחלוטין, ואלפי אנשים פונו מבתיהם והועברו למקלטים ציבוריים. סך הכול נפגע או הוצף שטח הגדול פי 45 משטחה של מדינת ישראל. היערכות חסרת תקדים של ממשלת אוסטרליה ושל התושבים, נוסף על המשאבים שהופנו מיידית לאזור הפגוע, וכן תכניות שהוכנו מבעוד מועד לשעת חירום, הביאו לכך שלמרות גודלו של האירוע, רק 40 בני אדם נהרגו.

הבאנו 2 דוגמאות לאירועי טבע הרסניים. רעידת אדמה היא דוגמה לאירוע המתרחש בעקבות תהליך שמקורו בחלקים הפנימיים של כדור הארץ. שיטפון והצפה של הקרקע, לעומת זאת, הם דוגמה לתהליך חיצוני – תהליך הקשור לאטמוספרה של כדור הארץ ולפני השטח שלו. בפרקים הכלולים ביחידה זאת נפרט ונסביר את המנגנונים השונים הגורמים להיווצרותם של התהליכים האלה.

אירועי הטבע ההרסניים אינם בשליטתו של האדם, אך הדרכים להתרעה מפניהם, להיערכות לקראתם ולהתמודדות עם נזקיהם, משתפרות כל העת. המדינות העשירות, אלה שרמת הפיתוח שלהן גבוהה, משקיעות מאמצים רבים בהיערכות לקראת אסונות טבע, אך המדינות העניות, אלה שרמת הפיתוח שלהן נמוכה ותושביהן סובלים מעוני ומרעב, מתקשות להפנות משאבים לטיפול בנושא זה. לכן במדינות העניות גורמים אסונות הטבע למספר קורבנות רב יותר ולהרס גדול יותר.

פעילות

חפשו במקורות מידע שונים, ברשתות התקשורת וברשת האינטרנט, ידיעות הנוגעות לאסון טבע שהתרחש לאחרונה.

א. ציינו את סוג אסון הטבע, ותארו את האזור שבו התרחש.

ב. תארו את הנזקים שהאסון גרם לבני האדם, לרכוש ולסביבה.

ג. תארו את מהלך השיקום לאחר אסון הטבע. התייחסו ליכולת של המדינה הנפגעת לסייע לאזרחיה וגם לסיוע שקיבלו הנפגעים מן האו"ם וממדינות העולם השונות.

ד. מדוע חשוב, לדעתכם, ללמוד על אסונות טבע כאלה.

*146*

חלק ראשון – תהליכים פנימיים

*146*

(בספר תמונה:)

התפרצות הר הגעש קילאואאה, הוואי

אנחנו חיים על פני כדור הארץ, אבל רואים (ולעתים אף מרגישים) את תוצאותיהם של תהליכים המתרחשים במעמקיו. תהליכים אלה בונים את פני כדור הארץ ומשנים אותו. תחום הדעת העוסק בתולדות כדור הארץ, במבנהו, בהרכב חומריו ובכוחות המשפיעים על הנעשה בתוכו ועל פניו, נקרא גאולוגיה (מיוונית: גאו – אדמה, ארץ; לוגוס – לימוד, תורה).

בחלק זה של היחידה נתמקד בנושאים העיקריים מתחום הגאולוגיה:

- נכיר את מבנהו של כדור הארץ.

- נעקוב אחר תנועתם של הלוחות המרכיבים את פני כדור הארץ.

- נעמוד על טיבן של רעידות האדמה והתפרצויות הרי הגעש.

- נבין את תהליכי הקימוט והשבירה של הסלעים.

- נכיר סוגים שונים של סלעים ומשאבי טבע.

*147*

פרק א – אל מעמקי כדור הארץ

*147*

חיינו מתרחשים על פני האדמה, אך הם מושפעים גם מן הנעשה בתוככי כדור הארץ. למשל, רעידות אדמה והתפרצויות הרי געש – מקורם בתהליכים המתרחשים מתחת לפני הקרקע. "נציץ" פנימה, אל תוך כדור הארץ, נלמד על המבנה הפנימי שלו ועל הרכבו, ונבחן רמזים ועדויות העוזרים לנו ללמוד על כך.

מבנה כדור הארץ

*147*

הרדיוס של כדור הארץ, כלומר המרחק מפני האדמה ועד למרכז הכדור, הוא כ-6,370 ק"מ.

בחתך לעומקו של כדור הארץ אפשר לזהות 3 שכבות עיקריות (עקבו באיור):

- הקרום – החלק שעליו אנו חיים, שהוא דק יחסית לחלקים האחרים: עוביו 70-5 ק"מ בלבד.

- המעטפת – הנמצאת מתחת לקרום, ועובייה כ-2,900 ק"מ.

- הגלעין (הליבה) – החלק הפנימי של כדור הארץ, שעוביו כ-3,400 ק"מ.

(בספר איור:)

גלעין (א-ב) נחלק ל-2 שכבות:

- גלעין פנימי מוצק (א)

- גלעין חיצוני נוזלי (ב)

מעטפת (ג-ד) נחלקת ל-2 שכבות:

- מעטפת תחתונה מוצקה (ג)

- מעטפת עליונה, מוצקה ברובה (ד) שמצויים בה חלקים מותכים ובהם החומר במצב צמיגי (כמו זפת), והוא נקרא מגמה

קרום (ה-ו) נחלק ל-2 סוגים:

- קרום יבשתי – מרכיב את היבשות. עוביו: 70-25 ק"מ (ה)

- קרום אוקייני – מצוי בקרקעית האוקיינוסים. עוביו: 15-5 ק"מ (ו)

הקרום האוקייני מורכב מחומר כבד וצפוף מזה שהקרום היבשתי מורכב ממנו

בהמשך היחידה (בעמ' 153) תכירו חלוקה נוספת של הקרום ושל החלק העליון של המעטפת, ובעזרתם תוכלו להבין תופעות ותהליכים המתרחשים על פני כדור הארץ.

*148*

לדעת על מעמקי כדור הארץ

*148*

אפשר לצפות הרחק אל מרחבי השמים באמצעות טלסקופים משוכללים, אך קשה לראות מה מתרחש במעמקי כדור הארץ. הקידוח העמוק ביותר שנקדח עד היום במעבה האדמה – עומקו כ-12 ק"מ בלבד, ואילו הרדיוס של כדור הארץ הוא למעלה מ-6,000 ק"מ(!). אם כן, כיצד נוכל לדעת מה מתרחש בתוך החלקים העמוקים ביותר של כדור הארץ?

את המידע על השכבות העמוקות של כדור הארץ שואבים מ-3 מקורות בעיקר: החומרים הפורצים מהמעמקים, המטאוריטים המגיעים מן החלל, ורעידות האדמה.

א. ללמוד מהחומרים הפורצים ממעמקי כדור הארץ

אפשר ללמוד על מה שקורה בשכבות הפנימיות של כדור הארץ בעזרת חומרים כגון לבה, מי מעיינות חמים וגייזרים, הפורצים לעתים מבטן האדמה במקומות שונים בעולם. הטמפרטורה הגבוהה של חומרים אלה מעידה על החום הרב השורר במעמקים. החוקרים גילו שככל שמעמיקים אל תוך כדור הארץ כן הטמפרטורה עולה: בקרום ובחלק מן המעטפת, הטמפרטורה עולה כל 100 מ' ב-3 מעלות צלזיוס. בעומק של 100 ק"מ, לדוגמה, הטמפרטורה היא כ-3,000 מעלות צלזיוס. בטמפרטורה כזאת כל החומרים ניתכים – הופכים ממוצקים לנוזלים. בחלק הפנימי של המעטפת ובגלעין, הטמפרטורה עולה בקצב איטי יותר.

מידע נוסף אפשר לקבל מסלעים שנוצרו והתגבשו במעמקים והם חשופים כיום על פני האדמה. מסלעים אלה אפשר לשאוב מידע על המתרחש עד לעומק של כ-17 ק"מ.

עוד מבט: על הטמפרטורות והלחצים ומצב הצבירה של החומרים במעמקי כדור הארץ

ככל שמעמיקים אל תוך כדור הארץ כן הטמפרטורות עולות, והעלייה בטמפרטורות גורמת להתכת החומרים, כלומר: חומר מוצק הופך תחילה לצמיגי, ובטמפרטורות גבוהות יותר הוא הופך לנוזלי. אך יש לשים לב לתופעה נוספת: ככל שמעמיקים אל תוך כדור הארץ כן גובר גם הלחץ המופעל על החומרים הבוניםאותו, והעלייה בלחץ גורמת להשפעה הפוכה – חומר נוזלי נדחס והופך לצמיגי, וכשגובר הלחץ הוא הופך למוצק. לפיכך, לגבי קביעת מצב הצבירה של החומרים – במעמקי כדור הארץ מתקיים מעין מאבק בין הטמפרטורה לבין הלחץ.

מהו, אם כן, מצב הצבירה של החומרים בחלקיו השונים של כדור הארץ? התבוננו באיור.

(בספר איור:)

קרום – מוצק

מעטפת עליונה – מוצק ברובו, צמיגי בחלק העליון

מעטפת תחתונה – מוצק

גלעין חיצוני – נוזל

גלעין פנימי – מוצק

*149*

ב. ללמוד מהגלים של רעידות האדמה

על המבנה של כדור הארץ אנחנו למדים בעיקר בעזרת הגלים הנוצרים בעת רעידת אדמה. הזעזוע של רעידת האדמה יוצר גלי הדף (הנקראים גם "גלים סיסמיים"). גלים אלה מתפשטים על פני כדור הארץ ובתוכו. מהירותם של הגלים השונים, ומהלכם דרך כדור הארץ, תלויים בסוג החומר שבו הם עוברים ובמצב הצבירה שלו. סוג מסוים של גלים אינו עובר דרך חומר נוזלי, וסוג אחר של גלים עובר דרך מוצק ונוזל אך כיוונו משתנה במעבר ביניהם. מתיעוד מהלכם של גלי רעידות האדמה מסיקים אילו חלקים במעמקי כדור הארץ הם מוצקים, ואילו חלקים הם נוזליים. (עוד על גלי הדף, ראו עמ' 160)

המדידה והרישום של הגלים ושל עוצמתם נעשים באמצעות מכשיר הנקרא "סיסמוגךף". הסיסמוגרפים מותקנים במקומות שונים ברחבי העולם, וכאשר מתרחשת רעידת אדמה במקום מסוים – הסיסמוגרפים רושמים בכל תחנות המדידה את הנתונים המתקבלים בהם. החוקרים מסמנים את טיבם של הגלים ואת מיקומם, ומודדים את הזמן שעבר מעת הרעידה ועד שהגיעו הגלים לכל אחת מהתחנות.

ג. ללמוד מהמטאוריטים המגיעים מן החלל

מחקר תכונותיהם של המטאוריטים המגיעים מן החלל ונוחתים על פני כדור הארץ אפשר לשאוב מידע על החומרים המרכיבים את הגופים השונים במערכת השמש, ובהם כדור הארץ. מקורם של החומרים הבונים את המטאוריטים זהה לזה של החומרים של כדור הארץ, מאחר שכולם שייכים למערכת השמש והם נוצרו בתהליך דומה. ולכן, כאשר בוחנים את הרכבם של חלקי המטאוריטים, מתקבלות עדויות על הרכבו הפנימי של כדור הארץ.

עוד מבט: על הסיסמוגרף

הסיסמוגרף בנוי מבסיס מתכת (א) וממוט, הצמודים לקרקע. אל המוט מחוברת בחוט משקולת (ב) הנעה באוויר באופן חופשי. כאשר האדמה נעה, הבסיס והמוט נעים יחד עימה. המשקולת נשארת במקומה, והעיפרון המחובר אליה רושם את התזוזות על גליל נייר (ג) המחובר לבסיס המתנת. כך מקבלים סיסמוגרמה (ד) – תרשים המתאר את התנודות של האדמה: את גלי ההדף השונים, את עוצמתם ואת זמן הגעתם לתחנת המדידה.

(בספר איור:)

האיור מתאר סיסמוגרף שהיה בשימוש בעבר, וזאת כדי להדגים את עקרון פעולתו של המכשיר. הסיסמוגרפים המצויים בשימוש כיום הם סיסמוגרפים ממוחשבים

(בספר תמונה:)

מכתש המטאור ("קניון השטן") באריזונה, שרוחבו כ-1,200 מ' ועומקו כ-2,000 מ', הוא אחד מכ-150 מכתשים שנוצרו על ידי מטאורים המוכרים על פני כדור הארץ. בתמונה מימין: סלע מטאוריטי המורכב מברזל ומניקל

*150*

מבזק סיכום

- כדור הארץ נחלק לשלוש שכבות עיקריות: קרום, מעטפת וגלעין.

- את המידע על השכבות העמוקות של כדור הארץ שואבים מ-3 מקורות עיקריים: החומרים הנפלטים ממעמקי הכדור, גלים המתפשטים כתוצאה מזעזוע של רעידות אדמה, ומטאוריטים המגיעים מן החלל.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*150*

2. עיינו באיור המציג את השכבות העיקריות המרכיבות את כדור הארץ (147).

א. באיזו שכבה נמצאים הנופים שאנו מכירים – הנופים הטבעיים, והנופים שיצר האדם?

ב. באיזו שכבה הטמפרטורה היא הגבוהה ביותר?

ג. האם לדעתכם ייתכנו חיים במעמקי כדור הארץ? הסבירו.

1. היעזרו באיור שבעמ' 147 והכינו דגם של מבנה כדור הארץ. שימו לב לעובדה שהגלעין והמעטפת דומים בעוביים, ואילו הקרום דק מאוד. הנה דוגמה כיצד אפשר להכין את הדגם:

- קחו חתיכה של פלסטלינה בצבע אחד, וצרו ממנה כדור.

- הכינו משטח עבה של פלסטלינה בצבע אחר, ועטפו בו את הכדור שהכנתם.

- הכינו משטח דק בצבע אחר נוסף, ועטפו גם בו את הכדור.

- חתכו את הכדור שיצרתם לשני חצאים – כך שייראו חלקיו הפנימיים. סמנו את השכבות השונות באמצעות מדבקות או שלטים קטנים.

3. א. כתבו מהו מצב הצבירה של החומר בכל אחת מהשכבות של כדור הארץ: הקרום, המעטפת, הגלעין החיצוני והגלעין הפנימי.

ב. כיצד גילו החוקרים את מצב הצבירה של החומר במעמקי כדור הארץ?

4. מדוע קשה לחקור את המבנה הפנימי של כדור הארץ?

5. ביקרתם באתר נופש שיש בו מעיינות חמים. הטמפרטורה של המים הנובעים מן המעיינות האלה היא 36 מעלות צלזיוס. חשבו: מאיזה עומק נובעים מי המעיין?

6. בנו דגם של סיסמוגרף. הנה דוגמה כיצד אפשר להכין דגם כזה:

- הכינו משטח (מקלקל (קלקר), או מחומר אחר).

- חברו אל המשטח מוט, כך שיהיה יציב. אל המוט הזה חברו מוט נוסף, בצורת האות ר.

- קשרו חוט לקצה החופשי של המוט התלוי, ולקצהו השני של החוט

- קשרו עט או עיפרון קטן, שיגיע עד למשטח.

- פרסו נייר על פני המשטח.

- הניעו את המשטח בעוצמות שונות, לפי הכיוונים המסומנים באיור שלפניכם, ובאותה עת הזיזו באיטיות את הנייר.

התבוננו כיצד סימני התנודה נרשמים על הנייר.

*151*

פרק ב – לוחות נודדים

*151*

קרום כדור הארץ, המורכב מהיבשות ומקרקעיות האוקיינוסים, הוא דינאמי ומצוי בהשתנות מתמדת. במהלך ההיסטוריה הגאולוגית בת מאות-מיליוני השנים התרחשו בו תהפוכות ושינויים גדולים, שחלקם נמשכים גם כיום. כבר לפני יותר ממאה שנים העלו חוקרים את האפשרות שיש בקרום כדור הארץ תנועות המסבירות תופעות רבות. בשנות ה-70 של המאה העשרים התפתחה תאוריה בשם "תנועת הלוחות", שלפיה החלק החיצוני של כדור הארץ מורכב מלוחות ענק, הנעים זה ביחס לזה. בפרק זה נלמד על תאוריה זאת, הנחשבת לאחת המהפכות המדעיות הגדולות של המאה העשרים, נמנה את סוגי התנועות של הלוחות, ונכיר אזורים שבהם מתרחשות התנועות השונות.

תאוריית נדידת היבשות

*151*

בשנות ה-20 של המאה העשרים צדו את עיניו של מטאורולוג וגאופיזיקאי גרמני בשם אלפרד וגנר כמה עובדות מעניינות (עקבו במפה):

1. וגנר שם לב לצורתו של החוף המערבי של יבשת אפריקה ולצורתו של החוף המזרחי של יבשת אמריקה הדרומית, וראה שאילו היה אפשר לקרב את שתי היבשות ולהתאים אותן זו לזו, כמו בפאזל, היה מתקבל רצף יבשתי אחד.

2. בעלי חיים יבשתיים שחיו לפני שנים רבות ומתו, הפכו במהלך מיליוני שנים למאובנים – עצמותיהם או קונכיותיהם התקשו כאבן והשתמרו בסלע. התברר כי מאובנים של סוג מסוים של בעלי חיים מצויים על פני יבשות שונות, שאוקיינוס גדול מפריד ביניהן. וגנר הסיק מכך כי בעבר היו היבשות האלה מחוברות, שאם לא כן – איך יכלו בעלי חיים אלה לעבור מיבשת ליבשת?

3. בהודו, בחלקן הדרומי של אפריקה ושל אמריקה הדרומית, וכן באוסטרליה ובאנטארקטיקה, מופיעים בסלעים בני מיליוני שנים סימנים מובהקים לקיומם של קרחונים. סימנים אלה כוללים שריטות שיצרו הקרחונים בסלעים, או סחף שהם השאירו אחריהם. חלק מן האזורים האלה מצויים כיום סמוך לקו המשווה. ומאחר שאזור קו המשווה הוא האזור החם ביותר בכדור הארץ ואין בו קרחונים, סברו וגנר וחבריו שבתקופות קדומות היו יבשות אלה מחוברות ושכנו באזור הקוטב הדרומי, ובמרוצת השנים הן התפצלו ונדדו למקומות שבהם הן מצויות עד היום.

4. שדות פחם המצויים באירופה, וכן שרשרות הרים עתיקות באירופה – מצויים באמריקה הצפונית, והמשכיותם משני צידי האוקיינוס מעידה אף היא על כך שיבשות אלה היו מחוברות בעבר הרחוק.

(בספר מפה:)

העדויות לנדידת היבשות

*152*

סדרת המפות שלפנינו מציגה את התהליך שהתרחש כפי שתיאר אותה וגנר. לפי התיאוריה של וגנר, לפני 225 מיליוני שנים הייתה יבשת-על אחת גדולה (מפה א). הוא קרא לה "פנגאה" (פן, ביוונית – הכול; גאה – אלת האדמה במיתולוגיה היוונית). לדעתו, היבשת הזאת התפצלה לפני 200 מיליוני שנים ל-2 יבשות, שביניהן השתרע אוקיינוס ענק – "אוקיינוס טתיס". היבשת הצפונית כללה את אירופה, אסיה ואמריקה הצפונית; והיבשת הדרומית כללה את אפריקה, אמריקה הדרומית, הודו, אוסטרליה ואנטארקטיקה (מפה ב). שתי היבשות האלה התפצלו אף הן במהלכם של עוד כמה שלבים (מפות ג-ד), עד שהגיעו למצב המוכר לנו כיום (מפה ה). התיאוריה של וגנר כונתה "תאוריית נדידת היבשות".

נדידת היבשות – מיבשת-על אחת לפני 225 מיליוני שנים ועד 7 יבשות נפרדות כיום

(בספר חמש מפות:)

א. לפני 225 מליוני שנים

ב. לפני 200 מיליוני שנים

ג. לפני 135 מיליוני שנים

ד. לפני 65 מיליוני שנים

ה. כיום

תאוריית תנועת הלוחות

*152*

מדענים רבים סירבו לקבל את התיאוריה על נדידת היבשות – בעיקר מפני שוגנר וחבריו לא הצליחו להסביר איך היבשות הגדולות והכבדות יכולות להתפצל ולנוע ממקום למקום. אבל, באמצע המאה העשרים החלו למפות את קרקעית האוקיינוסים ואת שולי היבשות בעזרת צוללות ומכשירי מכ"ם, והמידע שהתקבל ממפות אלה הביא את החוקרים למסקנה שוגנר צדק. ואולם, הם גילו עוד שלא רק היבשות נמצאות בתנועה אלא גם הקרקעית של האוקיינוסים. כך התגבשה תיאוריה שלפיה הליתוספרה, שהיא השכבה המוצקה הכוללת את קרום כדור הארץ וגם חלק מן המעטפת העליונה, מורכבת מלוחות ענק. את הלוחות האלה כינו המדענים "לוחות טקטוניים" (ראו מפה), ולתיאוריה החדשה הם קראו בשם "תיאוריית תנועת הלוחות".

(בספר מפה:)

הלוחות הטקטוניים

*153*

(בספר איור:)

הליתוספרה והאסתנוספרה

לפי תאוריה זאת, הליתוספרה מורכבת מכ-15 לוחות טקטוניים – 7 לוחות גדולים, וכ-8 לוחות קטנים. כל לוח הוא מעין "פרוסה" עבה של סלע כבד ומוצק. רוב הלוחות הם לוחות מעורבים – הם מורכבים משני סוגי הליתוספרה:

- ליתוספרה יבשתית – הכוללת את הקרום היבשתי והחומר המוצק שמתחתיו. הליתוספרה היבשתית קלה ועבה, יחסית, והיא מורכבת ברובה מגרניט.

- ליתוספרה אוקיינית – הכוללת את הקרום האוקייני והחומר המוצק שמתחתיו. הליתוספרה האוקיינית כבדה ודקה, יחסית, והיא מורכבת בעיקר מבזלת.

כמה מן הלוחות עשויים מליתוספרה אוקיינית בלבד.

מה גורם ללוחות לנוע?

זרמי הערבול במעטפת כדור הארץ, ותנועת הלוחות

הלוחות הטקטוניים, לוחות הליתוספרה המוצקים, צפים ונעים על פני שכבת האסתנוספרה, המורכבת מחומר סלעי מותך וצמיגי. מהו המנגנון המניע את הלוחות העצומים הללו? עם השנים גילו החוקרים שבמעטפת קיימים זרמים אדירים של מגמה – חומר חם, מותך וצמיגי. במקומות מסוימים מתרחשות במעטפת התפרקויות רדיואקטיביות הפולטות חום רב. במקומות אלה המגמה חמה יותר מסביבתה והיא עולה למעלה ומתקרבת לקרום, שם היא מתקררת (שכן הקרום קר יותר מן המעטפת). תוך כדי התקררות המגמה מתפצלת לכיוונים מנוגדים, ואז היא מתחילה לצנוח חזרה כלפי מטה. בהגיעה למטה המגמה מתחממת שוב (שכן ככל שמעמיקים כן חם יותר), ואז, תוך כדי ההתחממות היא עולה מעלה. שם היא מתקררת שוב, מתפצלת וזורמת מטה – וחוזר חלילה. כך נוצרים במעטפת מעין תאי זרימה, הנקראים "זרמי ערבול". (אלה הם תאים הדומים לתאים הנוצרים בעת חימום נוזל בכלי כלשהו – ראו איור.)

תהליך זה, הוא הגורם ללוחות הטקטוניים לנוע: הלוחות מתרחקים זה מזה באזורים שבהם המגמה החמה עולה, והם מתכנסים זה אל זה באזורים שבהם חומר מוצק וקר יורד.

(בספר איור:)

זרמי הערברל של המגמה במעטפת כדור הארץ

*154*

סוגי התנועות בין הלוחות הטקטוניים

כפי שראינו, הליתוספרה נחלקת לכ-15 לוחות. החיכוך הנגרם עקב תנועתם של לוחות אלה, הוא הגורם לרעידות אדמה ולהתפרצויות געשיות, והוא היוצר רכסי הרים גבוהים, שרשרות איים, תהומות אוקייניות עמוקות, ותופעות אחרות. כל התופעות האלה מתרחשות בגבולות שבין הלוחות הנעים זה ביחס לזה בקצב איטי של סנטימטרים בודדים בשנה.

מבחינים ב-3 סוגי תנועות עיקריים בין הלוחות הטקטוניים:

1. תנועת פתיחה והתרחקות.

2. תנועת התקרבות והפחתה.

3. תנועת החלקה.

(בספר איור:)

סוגי התנועות של הלוחות הטקטוניים

1. תנועת פתיחה והתרחקות

באזורים שבהם עולים זרמי הערבול ומתפצלים, הליתוספרה מתבקעת – היא נחלקת לשני לוחות, הנעים על גבי זרמי הערבול לכיוונים מנוגדים ומתרחקים זה מזה. תנועה זאת נקראת "תנועת פתיחה והתרחקות", והאזורים שבהם היא מתרחשת נקראים "אזורי פתיחה".

זרמי הערבול העולים מעומק המעטפת יוצרים לחץ על הליתוספרה ומתחילים להיווצר בה סדקים. בסדקים אלה זרמי המגמה העולים מהמעטפת פורצים אל פני השטח של כדור הארץ. כשחומרי המגמה המותכים והלוהטים באים במגע עם פני השטח הקרים של כדור הארץ – הם מתגבשים, הופכים לסלעים מוצקים ויוצרים רכס ארוך של הרי געש. במשך מיליוני שנים, במהלך התפרצויות חוזרות ונשנות, נוצרים עוד ועוד סלעים כאלה ברכס הרי הגעש. סלעים אלה יוצרים ליתוספרה חדשה, ששטחה הולך ומתרחב, ובה בעת מתרחקים הלוחות שנבקעו זה מזה.

האיור שלפניכם מתאר את תהליך הפתיחה וההתרחקות. השלב הראשון הוא סידוק והתבקעות היבשה לשניים (א), והתרחקות שני חלקי היבשה זה מזה. עם הזמן מוצף אזור הפתיחה במים ונוצר אוקיינוס חדש (ב). אוקיינוס זה הולך ומתרחב, ובמרכזו מצוי רכס הרי געש הנקרא "רכס מרכז-אוקייני (ג).

כך נוצרה ההפרדה בין שני חלקי יבשת-העל פנגאה לשתי יבשות, כך נוצרו האוקיינוסים הקיימים כיום, וכך הולך ונוצר אוקיינוס חדש בים סוף.

(בספר שלושה איורים:)

תנועת פתיחה והתרחקות

א. לבה פורצת דרך סדקים בקרום היבשה

ב. אוקיינוס חדש נוצר

ג. האוקיינוס ממשיך להתרחב, ובמרכזו – רכס מרכז אוקייני

*155*

עוד מבט: הרכס המרכז-אוקייני האטלנטי

חברי משלחת מחקר בריטית, שערכה מחקר בין השנים 1876-1872, היו הראשונים שגילו כר במרכז האוקיינוס האטלנטי מתרוממת שרשרת הרים עצומה (ראו תצלום לוויין). אך רק בתקופת מלחמת העולם השנייה התגלו עובדות ברורות ובדוקות על אודות הרכס הזה. פיתוחם של צוללות ומכשירי מכ"ם בשנות המלחמה, ושכלולם של אמצעי תצפית ומדידה תת-מימיים בשנים אלה, אפשרו דיוק רב יותר במיפוי קרקעית האוקיינוס. בשנת 1953 יצאה משלחת מחקר נוספת, שהשתמשה באמצעים האלה כדי לגלות את טיבו של הרכס הגבוה. מן המיפוי שנערך אז הסתבר כי במרכז הרכס מצוי סדק, וממנו פורצים זרמים של מגמה לוהטת העולה מן המעטפת. משני צידיו של הרכס נמשכים פסים תואמים של סלעי בזלת – סלעי געש שמקורם במגמה שהתקשתה והפכה לסלע. מאז ועד היום נערכים מחקרים מפורטים הבודקים את הנתונים בכל הרכסים המרכז-אוקייניים בעולם, ובכולם מתגלה מבנה המעיד על התפתחות זהה. אורכם הכולל של כל הרכסים המרכז-אוקייניים בעולם הוא כ-70,000 ק"מ – כמעט כפול מהיקפו של כדור הארץ!

(בספר תמונה:)

הרכס המרכז-אוקייני, הנמשך לכל אורכו של האוקיינוס האטלנטי

2. תנועת התקרבות והפחתה

מדידות מדעיות מראות שגודלו של כדור הארץ אינו משתנה. לפיכך, אם במקומות מסוימים באוקיינוסים נוצרת ליתוספרה חדשה (כפי שראינו בסעיף הקודם), הרי במקום אחר צריך להיגרע ממנה חלק. ואכן, באזורים מסוימים בעולם לוחות טקטוניים מתקרבים זה לזה, מתנגשים, ולוח אחד – הליתוספרה האוקיינית – שהיא כבדה יותר, שוקע ו"צולל" אל תוך המעטפת, אל מתחת ללוח אחר – הליתוספרה היבשתית – שהוא קל ממנו. האזור שבו מתרחש תהליך כזה נקרא "אזור הפחתה", שכן בעקבות התהליך המתרחש בו יש פחות ליתוספרה – היא מופחתת, נגרע ממנה חלק. באזור ההפחתה נוצרות: תהום אוקיינית עמוקה במקביל לשולי היבשת (למשל, באזור הפיליפינים במזרח אסיה), או שרשרת הרים גבוהה ביבשת (למשל, הרי האנדים באמריקה הדרומית).

אזורי ההתקרבות בין הלוחות מאופיינים ברעידות אדמה ובהתפרצויות הרי געש. הרי הגעש נוצרים כאשר הלוח השוקע מתחמם וניתך, וחלקים מותכים עולים ופורצים אל פני כדור הארץ. רעידות האדמה מתרחשות בגלל החיכוך בין הלוחות, ושחרור האנרגיה. לדוגמה: רעידת האדמה שאירעה בשנת 2011 ביפן (רעידה שעוצמתה 9.0 בסולם ריכטר), התרחשה באזור ההפחתה הקיים בין הלוח הפאסיפי לבין הלוח האירו-אסייאני.

(בספר איור:)

התקרבות והפחתה

ליתוספרה אוקיינית שוקעת מתחת לליתוספרה יבשתית

(בספר איור:)

התנגשות בין שני גושי ליתוספרה יבשתית

*156*

תנועות הלחיצה, ההתנגשות והדחיסה בין הלוחות, מביאות להתרוממותם של רכסי ההרים הגבוהים בעולם, לדוגמה: הרי ההימלאיה באסיה התרוממו לאחר שבמשך מיליוני שנים הפריד אוקיינוס גדול בין יבשת הודו לבין אסיה: בעקבות תהליך של התקרבות הלך ונסגר האוקיינוס בין שתי היבשות, וחלה התנגשות רבת-עוצמה בין הלוח היבשתי של תת-היבשת הודו לבין הלוח היבשתי של יבשת אסיה. התנגשות זאת הביאה להתרוממותו של רכס הרי ההימלאיה.

(בספר תמונה:)

רכס האנדים בין ארגנטינה לצ'ילה נוצר כתוצאה משקיעת הליתוספרה האוקיינית אל מתחת לליתוספרה היבשתית של יבשת אמריקה הדרומית

3. תנועת החלקה

(בספר איור:)

תנועת החלקה

לא תמיד הלוחות מתקרבים זה לזה או מתרחקים זה מזה. לעתים מתקיימת תנועה אופקית: הלוחות מחליקים זה לצד זה לאורך עשרות ואף מאות קילומטרים. בתהליך התזוזה מתרחש חיכוך בין שני הלוחות הנעים, ומתרחשות רעידות אדמה רבות. לאורך בקע ים המלח, לדוגמה, מתרחשת תנועה אופקית כזאת, וזוהי הסיבה למרבית רעידות האדמה המתרחשות בישראל. דוגמה נוספת: לאורך החוף המערבי של ארה"ב מצוי העתק סן אנדריאס, הנוצר כתוצאה מתנועת החלקה בין שני לוחות טקטוניים – הלוח הפאסיפי והלוח הצפון אמריקני.

במפה שלפניכם תוכלו לראות את התנועות השונות בין הלוחות הטקטוניים השונים.

(בספר מפה:)

הלוחות הטקטוניים וסוגי התנועות השונים ביניהם

*157*

מבזק סיכום

- באמצע המאה העשרים ניסח החוקר הגרמני וגנר את תאוריית נדידת היבשות, והוא ביסס אותה באמצעות עדויות שונות וראיות תומכות.

- הליתוספרה, השכבה המוצקה של כדור הארץ, הכוללת את הקרום ואת החלק העליון של המעטפת, מורכבת מלוחות ענק הנעים זה ביחס לזה.

- זרמי הערבול, שהם מעין תאי זרימה במעטפת כדור הארץ, הם הכוח המניע את הלוחות הטקטוניים – לוחות הענק המרכיבים את כדור הארץ.

- ישנם כמה סוגי תנועות של הלוחות הטקטוניים: תנועת פתיחה והתרחקות; תנועת הפחתה והתקרבות; תנועת החלקה.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*157*

1. איזה משפט מתאר בדרך הטובה ביותר את תנועת הלוחות? הסבירו את בחירתכם.

א. הלוחות נעו במשך מיליוני שנים ונעצרו. בהווה הם אינם זזים.

ב. הלוחות עמדו במקומם במשך מיליוני שנים, ובהווה הם נעים.

ג. הלוחות נעו בעבר והם נעים בהווה.

ד. הלוחות מעולם לא נעו.

2. א. מה הייתה הטענה של אלפרד וגנר? מה היו הנימוקים שהביא כדי לבסס את הטיעונים?

ב. הקהילה המדעית סירבה לקבל את התאוריה שהציע וגנר, ורק מעטים תמכו במסקנותיו. מדוע?

מה גרם להם לבסוף לקבל את התיאוריה שלו?

3. באמריקה הדרומית ובאפריקה נמצאו מאובנים של בעלי חיים יבשתיים מאותו מין. כיצד תרם גילוי זה לתאוריית נדידת הלוחות?

4. א. על איזה לוח נמצאות המדינות הבאות: ישראל, סין, קנדה, ברזיל, רוסיה, נורווגיה, ערב הסעודית.

היעזרו במפת הלוחות שבעמ' 156, ובמפת מדינות העולם באטלס.

ב. באילו מהמדינות עלולות להתרחש רעידות אדמה? הסבירו.

5. מה גורם ללוחות הטקטוניים לנוע?

*158*

6. לפניכם איור של אוקיינוס ההולך ומתרחב, ובמרכזו רכס מרכז-אוקייני.

(בספר איור)

א. העתיקו את האיור למחברת והוסיפו לו חיצים המתארים את כיוון התנועה של הלוחות ואת הכיתובים האלה:

- הסדק שהמגמה פורצת דרכו

- אזורים "ותיקים" של קרקעית האוקיינוס

- אזורים "צעירים" של קרקעית האוקיינוס.

ב. הסבירו את הקשר בין הרכס המרכז-אוקייני לבין תנועת הלוחות.

7. היעזרו במפות שבעמ' 152 ובעמ' 156, ובמפה של מדינות העולם באטלס, וענו על השאלות האלה:

א. אילו מדינות נמצאות זו מול זו בלוח ההודי ובלוח האירו-אסייני? איזו תנועה מתרחשת בין שני הלוחות האלה? מה נוצר עקב התנועה הזאת?

ב. אילו איים נמצאים זה מול זה בלוח האוסטרלי ובחלקו הדרומי של הלוח האירו-אסייני?

איזו תנועה מתרחשת בין שני הלוחות האלה? מה נוצר עקב התנועה הזאת?

ג. איזה רכס הרים נמצא בלוח הדרום-אמריקני, מול לוח נאסקה? איזו תנועה מתרחשת בין שני הלוחות האלה? מה נוצר עקב התנועה הזאת?

8. "גודלו של כדור הארץ אינו משתנה: כאשר במקום אחד נוצר קרום חדש, במקום אחר הקרום מופחת אל תוך המעטפת." האם המשפט הזה נכון? נמקו דעתכם בהסתמך על תיאוריית הלוחות.

9. הסבירו את הדרכים שבהן נוצרו שרשרות ההרים הגדולות בעולם.

10. העתיקו את הטבלה למחברותיכם וסכמו בה את סוגי התנועות של הלוחות הטקטוניים:

סוג התנועה, כיצד התנועה מתרחשת, לאילו תופעות התנועה גורמת, היכן בעולם התנועה קיימת (היעזרו במפה שבעמ' 156)

תנועת פתיחה והתרחקות, --, --, --

תנועת הפחתה והתקרבות, --, --, --

תנועת החלקה, --, --, --

11. קראו בכותר את המאמר על מערכת שברי הבקע הסורי-אפריקני:

א. בין אילו לוחות מתרחשת התנועה לאורך הבקע הסורי-אפריקני?

ב. ציינו איזו תנועה מתרחשת בין הלוחות, והסבירו כיצד היא משפיעה על אזור בקע הירדן.

ג. אם בעוד מיליוני שנים ישקיף אסטרונאוט לעבר אזור ים סוף, ייתכן מאוד כי יראה:

1. שים סוף נעלם, והלוח הערבי והלוח האפריקני התקרבו זה לזה.

2. שים סוף והים התיכון נעלמו.

3. שים סוף גדל והתרחב, ושהלוח האפריקני התרחק מהלוח הערבי.

4. שבים סוף אין פעילות געשית.

*159*

פרק ג – רעידות אדמה והתפרצויות געשיות

*159*

תנועת הלוחות היא הגורם המרכזי לתופעות רבות-עוצמה המתרחשות על פני כדור הארץ. התופעות הדרמטיות והמוחשיות ביותר הן רעידות האדמה והתפרצויות הרי הגעש. לתרבויות רבות יש מסורות וסיפורים העוסקים ברעידות אדמה ובפעילות געשית. עמים ודתות ניסו להסביר תופעות טבע מפחידות אלה בצורות שונות: כעסם של האלים על בני האדם, מריבות בין האלים ועוד. יש המפרשים אירועים שונים המתוארים בתנ"ך כתיאורים של רעידות אדמה. בספר זכריה, לדוגמה, מופיע תיאור מרשים שאולי מעיד על רעידת אדמה:

ועמדו רגליו ביום ההוא על הר הזיתים אשר על פני ירושלם מקדם ונבקע הר הזיתים מחציו מזרחה וימה גיא גדולה מאוד ומש חצי ההר צפונה וחציו נגבה: (זכריה יד, 4)

ובספר תהלים יש רמז להתפרצות געשית:

ותגעש ותרעש הארץ ומוסדי הרים ירגזו ויתגעשו כי חרה לו: עלה עשן באפו ואש מפיו תאכל גחלים בערו ממנו: (תהלים יח, 8-7)

רעידות אדמה והתפרצויות של הרי געש הן תופעות מהירות ובעלות עוצמה רבה. האזורים המועדים לתופעות אלה הם האזורים הסמוכים לגבולות בין הלוחות הטקטוניים הנעים (ראו במפה). בפרק זה נלמד מה הן רעידות האדמה וההתפרצויות הגעשיות, נבחן את הקשר ביניהן לבין תנועת הלוחות, ונעמוד על התופעות שהן יוצרות על פני כדור הארץ.

(בספר מפה:)

תפוצת רעידות האדמה, הרי הגעש ושרשרות ההרים הגדולות בעולם

*160*

(בספר איור:)

רעידת אדמה – מוקד ומוקד-על

רעידת אדמה

*160*

רעידת האדמה היא תופעה מרשימה ומפחידה, העלולה לגרום הרס רב על פני כדור הארץ. תופעה זאת נוצרת בגלל תנועת החיכוך וההתנגשות של הלוחות הטקטוניים זה בזה – תנועה היוצרת אנרגיה עצומה. האנרגיה הזאת מצטברת לאורך קווי השבירה בין הלוחות. כאשר האנרגיה משתחררת בבת אחת, חלה תזוזה של כמה סנטימטרים בין הלוחות, ועל פני כדור הארץ מורגש זעזוע עצום – רעידת אדמה.

במהלך הרעידה נעים האדמה וכל אשר עליה, במשך שניות ארוכות. המקום במעמקי האדמה שבו האנרגיה משתחררת נקרא "מוקד רעידת האדמה". גלי הזעזוע שמקורם במוקד הרעידה נשלחים לכל הכיוונים, בדומה לגלים המתפשטים לאחר שזורקים אבן למאגר מים. הרעד החזק ביותר על פני השטח מגיע אל מוקד-העל – הנקודה המצויה על פני האדמה בדיוק מעל למוקד.

עוד מבט: גלי רעידות אדמה

כאשר מתרחשת רעידת אדמה משתחררים גלים מ-3 סוגים שונים:

א. גלי דחיסה – אלה הם הגלים הראשונים, המהירים ביותר. תנועתם דומה לתנועה המתרחשת בקפיץ שנדחס הלוך ושוב, ומהירותם כ-6 ק"מ בשנייה. גלים אלה עוברים גם בנוזל וגם במוצק.

ב. גלי גזירה – הגלים המגיעים מיד אחרי גלי הדחיסה. תנועתם דומה לחבל שמטלטלים אותו מעלה ומטה, ומהירותם כ-4 ק"מ בשנייה.

גלים אלה עוברים במוצק בלבד ואינם עוברים בנוזל.

ג. גלי שטח – הגלים המגיעים אחרונים. הם נעים רק על פני השטח, בעוצמה רבה ולכל הכיוונים, והם ההרסניים ביותר. תנועתם דומה לחבל שמטלטלים אותו לכל הכיוונים.

(בספר שלושה איורים:)

שלושת הסוגים של גלי רעידות אדמה

א. גלי דחיסה – דמיינו קפיץ הנמתח ונדחס חזרה, קדימה ואחורה.

ב. גלי גזירה – דמיינו חבל המיטלטל מעלה ומטה.

ג. גלי שטח – דמיינו חבל המיטלטל לכל הכיוונים.

*161*

נזקי רעידות האדמה

הגלים הגורמים את רוב הנזקים הם גלי הגזירה, ובעיקר גלי השטח, המטלטלים את פני השטח לכל הכיוונים וגורמים לקריסתם של מבנים, כבישים, גשרים וסכרים, ואף לאובדן חיי אדם.

הנזקים הנגרמים על ידי רעידת האדמה תלויים בכמה גורמים:

- עוצמת הרעידה – ככל שהעוצמה גדולה יותר כן ההרס גדול יותר (ראו עמ' 163).

- מיקום הרעידה – ככל שהאזור הנפגע קרוב למוקד רעידת האדמה, כן הנזק גדול יותר.

- צפיפות האוכלוסייה – ככל שצפיפות האוכלוסייה באזור שנפגע גדולה יותר, כן הנזק שנגרם גדול יותר.

- איכות הבנייה באזור הפגיעה – במקומות שבהם הבנייה והתשתיות אינן באיכות טובה – הפגיעה בנפש וברכוש גדולה הרבה יותר מהפגיעה במקומות שבהם נבנו מבנים יציבים, בשיטות המותאמות לתזוזות ולטלטולים של פני השטח.

רעידות אדמה בים וגלי צונאמי

נזקים נגרמים גם בעקבות רעידות אדמה המתרחשות מתחת לפני האוקיינוסים. רעידות אדמה המטלטלות את קרקעית האוקיינוס גורמות להתרוממות של גלי ענק בים. גלים אלה, הנקראים "גלי צונאמי", עשויים להגיע לגובה 25 מ' ומעלה (!), והם הרסניים ביותר. בהגיעם לאזורי החופים, הם מציפים והורסים יישובים שלמים על יושביהם.

בשנת 2004, לדוגמה, התרחשה רעידת אדמה תת-מימית ליד חופי האי סומטרה, אינדונזיה. גלי הצונאמי שנוצרו בעקבות הרעידה שטפו יישובים השוכנים לאורך חופי אינדונזיה, הודו, סרי-לנקה, תאילנד ואף מצדו השני של האוקיינוס ההודי – בקניה ובסומליה. כ-300 אלף בני אדם נספו, באחד מאסונות הטבע הגדולים שידעה האנושות. סביב האוקיינוס השקט, לאורך החופים, קיימות מערכות כריזה ותכנית לפינוי במקרה שגל צונאמי מתקרב. ואולם, במקרה שבו רעידת האדמה מתרחשת בקרבת החוף, זמן ההתרעה קצר ולא מספיק (כפי שקרה באסון הצונאמי שאירע ביפן במארס 2011, שבו נספו כ-30 אלף בני אדם).

עוד מבט: שיעור גאוגרפיה מציל חיים

ילדה בריטית בת 10 למדה על הצונאמי שבועות ספורים לפני שביקרה עם משפחתה באי פוקט בתאילנד. בעוד שהתיירים ששהו באי אותה עת הביטו בתדהמה במים הנסוגים מן החוף, הבינה הילדה את הסימנים המסוכנים של התופעה. היא זכרה כי לימדו אותה שכאשר גל צונאמי מתקרב, המים סמוך לחופים נמשכים לעבר הים, אל הגל הגדול, ורק לאחר זמן קצר מכה גל הענק בחוף. היא הזהירה את אמה, וזו פעלה במהירות יחד עם צוות המלון שבו שהו, והם הצליחו לפנות את החוף לפני שהגל פגע בו.

(בספר תמונה:)

בית שהתמוטט בסן-פרנסיסקו, קליפורניה (ארה"ב), בשנת 1989 עקב רעידת אדמה

*162*

עוד מבט: על חשיבותה של איכות הבנייה בעת רעידת אדמה

במקום שבו מתרחשת רעידת אדמה – איכות הבנייה ואיכותן של התשתיות קובעות במידה רבה את עוצמת הפגיעה בנפש וברכוש בעקבות רעידת האדמה. חשיבותם של גורמים אלה מומחשת בבירור כשעורכים השוואה בין תוצאות האסון במדינות השונות.

שתי רעידות אדמה קשות מוזכרות בספר שלנו כמה פעמים, בהקשרים שונים – רעידת האדמה שפקדה את האיטי בינואר 2010, ורעידת האדמה שפגעה ביפן במארס 2011. רעידת האדמה שהתרחשה בהאיטי הכתה את המדינה הענייה מכה קשה – מאות-אלפי אנשים נהרגו ונפצעו, למעלה מ-2 מיליון איש נותרו ללא קורת גג, ובאזורים ובים התשתיות נהרסו לחלוטין. רעידת האדמה הקשה שהתרחשה ביפן יצרה גלי צונאמי ענקיים, שגרמו למותם של אלפים ולנזקים עצומים ליישובים לאורך החוף הסמוך למוקד הרעידה ולתחנת הכוח הגרעינית הקרובה לחוף. אך העובדה המדהימה היא שמהזעזוע העצום שגרמה ביפן רעידת האדמה עצמה, ורעידות המשנה החזקות שהתרחשו לאחריה, לא נגרם נזק רציני אף לאחד מהבניינים, מלבד סדקים קלים פה ושם. יתרה מזאת, רעידת האדמה שהתרחשה בהאיטי הייתה בעוצמה של 7.0 בסולם ריכטר, ואילו ביפן הרעידה הייתה חזקה פי כמה וכמה – 9.0 בסולם ריכטר. מה ההסבר לכך?

האיטי היא מדינה מתפתחת, ענייה מאוד, ואיכות הבנייה בה ירודה מאוד, ואילו ביפן, מדינה מפותחת ועשירה, המבנים והתשתיות בנויים בשיטות המותאמות לתזוזות ולטלטולים של פני השטח. תקנות הבנייה ביפן הן חמורות מאוד – אין בנייה על עמודים, במבנים משולבים חומרים גמישים בפינות הבניין ובין הקומות, בבסיס המבנים מותקנות "כריות בולמות", ובין הקומות משולבים חומרים בולמי זעזועים. כך נוצרת תמיכה המאפשרת לבניין להתנועע בכיוונים שונים במהלך רעידת האדמה מבלי לקרוס.

(בספר תמונה:)

הרס מוחלט של אזור מגורים בפורט-או-פרנס, בירת האיטי

(בספר תמונה:)

עיר אוהלים ענקית שהוקמה בפורט-או-פרנס לאחר רעידת האדמה

*163*

מדידת הגודל והעוצמה של רעידות אדמה

נוהגים למדוד את הגודל ואת העוצמה של רעידות האדמה בסולם דירוג הנקרא "סולם ריכטר". דירוג זה מגדיר את גודל הרעידה על פי גודל התנודות שנרשמות על ידי הסיסמוגרף, ואת עוצמת הרעידה על פי כמות האנרגיה המשתחררת בה. ככל שהאנרגיה המשתחררת ברעידת האדמה חזקה יותר, כן התנודות הנרשמות במכשיר גדולות יותר. בכל דרגה בסולם ריכטר עולה גודל הרעידה פי 10, והעוצמה, כלומר כמות האנרגיה המשתחררת, עולה פי 30.

בטבלה שלפניכם מפורטות העוצמות של רעידות האדמה לפי סולם ריכטר, והשפעתן על הסביבה. רעידת האדמה החזקה ביותר שנמדדה אי פעם התרחשה בצ'ילה שבאמריקה הדרומית במאי 1960, ועוצמתה הייתה 9.5 לפי סולם ריכטר. הנזקים שנגרמו עקב רעידה זאת פגעו לא רק בצ'ילה עצמה אלא גם באזורים נרחבים לאורך חופי האוקיינוס השקט. גלי צונאמי התרוממו בהוואי וביפן וגרמו לאבידות ולנזקים רבים. קרוב ל-10,000 בני אדם נהרגו, 2 מיליון בני אדם נותרו ללא קורת גג, ונזקי הרכוש הגיעו להיקף של 3 מיליארד דולר!

(בספר איור:)

סולם ריכטר – עוצמת הרעידה והנזקים הנגרמים

רעידות אדמה באזורנו

האזור שמדינת ישראל שוכנת בו נמצא בתחום בקע ים המלח, הנמצא בגבול בין הלוח הערבי ובין הלוח האפריקני, ולכן זהו אזור פעיל שמתרחשות בו רעידות אדמה (ראו במפה). בשנת 1837 התרחשה בעמק החולה (שעל הגבול בין הלוחות) רעידת אדמה בעוצמה גדולה, אשר גרמה לפגיעות קשות בנפש וברכוש, בעיקר בערים טבריה וצפת. רעידת האדמה החזקה האחרונה התרחשה בשנת 1927 בצפון ים המלח, וגרמה לכ-300 הרוגים, בעיקר באזור ירושלים ושכם.

רעידות אדמה מתרחשות באזורנו גם כיום – חלקן מורגשות היטב, כמו זו שהתרחשה בפברואר 2004, וחלקן נרשמות רק בסיסמוגרפים. בנובמבר 1995 התרחשה רעידת אדמה חזקה (7.1 בסולם ריכטר), אך המוקד שלה היה מדרום לאילת, באזור לא מיושב, ולכן היא לא גרמה נזק רב.

הרשויות בישראל מנסות להתכונן לרעידת אדמה חזקה העלולה לפקוד את אזורנו, בעיקר על ידי חיזוקם של מבנים קיימים וקביעת תקנים לבניית מבנים שיעמדו ברעידה כזאת. יזמים הבונים היום מבנים חדשים, בעיקר מבנים רבי-קומות, חייבים לעמוד בתקנים אלה. קיימות דרכי התמודדות נוספות: הסברה, חינוך ותרגול בבתי ספר ובמוסדות שונים, הכשרת צוותי חילוץ והצלה, ועוד.

(בספר מפה:)

רעידות אדמה בישראל, 2010-1900

*164*

חיזוי רעידות אדמה

הנזקים הקשים הנגרמים על ידי רעידות האדמה היו עשויים להצטמצם אילו היה אפשר להתריע על רעידת אדמה די זמן מראש. התרעה כזאת הייתה מאפשרת לתושבי האזור המועד לפורענות להימלט. אמנם האזורים המועדים לרעידות אדמה ידועים, אך למרבה הצער – חיזוי מדויק של רעידות האדמה הוא מוגבל ביותר. יש כמה סימנים היכולים להצביע על רעידה מתקרבת. הם כוללים: תזוזות קלות מאוד בפני הקרקע, שינויים במפלסי המים והנפט בבארות ובקידוחים, ועלייה בכמות הגז רדון המצוי בקרקע. אך בסימנים אלה אין די, שכן מרגע הופעתם ועד לרעידת האדמה עצמה חולף זמן קצר, והתושבים אינם יכולים להספיק להתכונן לקראתה. על כן הפך נושא החיזוי של רעידות האדמה לאחד הנושאים החשובים ביותר שהסיסמולוגים והגאופיזיקאים בכל רחבי העולם חוקרים אותם ומנסים לתת להם תשובה.

היום עוסקים בפיתוח מערכת התרעה קצרת מועד, עד עשרות שניות לפני הרעידה. מערכת כזאת תאפשר כמה פעולות חירום, כמו הפסקת הפעילות של מערכת הרכבות ושל המערכות לייצור אנרגיה, ואפילו היחלצות מהירה מבניינים.

התפרצות געשית

*164*

בדומה לרעידת האדמה, התפרצותו של הר הגעש גם היא תופעה מרשימה, דרמטית, מהירה ומפחידה. הכוחות הפנימיים, הפועלים בתוככי כדור הארץ, הם הגורמים להתפרצויות של זרמי לבה לוהטים, מלוות בהתפוצצויות. התופעה נקראת "התפרצות געשית" (ובלועזית "וולקניזם". מקור השם הלועזי הוא בשמו של אל האש במיתולוגיה הרומית, "וולקן", שכן הרומאים של ימי קדם ראו בהרי הגעש את "בתי המלאכה" של אל האש). מה הן ההתפרצויות הגעשיות? היכן הן מתרחשות, ומדוע? אילו תופעות נוף הן יוצרות?

(בספר תמונה:)

התפרצות הר הגעש פריקוטין שבמכסיקו בשעת לילה

*165*

מתי והיכן מתרחשת התפרצות געשית

המעטפת, המצויה מתחת לקרום כדור הארץ, מכילה, כפי שהוזכר, מגמה – חומר צמיגי לוהט, בטמפרטורות של אלפי מעלות. מלבד חומר מותך המגמה כוללת גזים שונים, שחלקם רעילים. המגמה נתונה ללחצים עצומים, והיא פורצת אל פני כדור הארץ דרך סדקים ונקודות תורפה הנפוצים, בין השאר, באזורי הגבולות שבין הלוחות הטקטוניים (ראו מפה, עמ' 159). זוהי ההתפרצות הגעשית.

דוגמה לפעילות געשית מוגברת הנוצרת עקב מפגש של לוחות והפחתה של ליתוספרה אוקיינית אחת אל מתחת לליתוספרה אוקיינית אחרת, קיימת באזור נרחב על פני כדור הארץ, המכונה "טבעת האש". זהו אזור הנמצא לאורך רצועה ארוכה המקיפה את האוקיינוס השקט. אזור אחר שמתרחשות בו התפרצויות געשיות רבות נמצא מתחת לפני הים, באזור הרכסים המרכז-אוקייניים (ראו עוד מבט עמ' 155).

במהלך ההתפרצות הגעשית נפלטים חומרים רבים:

- גזים, המכילים בעיקר אדי מים וכן מעט פחמן דו-חמצני, חנקן וגופרית. בדרך כלל הגזים רעילים ומסוכנים.

- ליבה (לבה) נוזלית, המכילה כמות קטנה של גזים. הלבה מתקררת והופכת במהירות לסלע מוצק – למשל, בזלת (הנקראת "סלע פרץ").

- אפר געשי – חלקיקים של חומר בתוספת גזים, המועפים בלחץ בעת התפרצותו של הר הגעש. חלקיקים אלה יכולים להיות בעלי גדלים שונים – גודל של אבק או של אפר געשי (עד 2 מ"מ), ואף גדולים יותר. כאשר האפר הגעשי מתקשה, נוצר טוף – סוג של סלע המתאפיין בנקבוביות רבות ובצפיפות חלקיקים נמוכה, בגלל הגזים שנלכדו בתוכו.

הלבה הפורצת בעת ההתפרצות הגעשית יוצרת בדרך כלל הר געש, אך לעתים היא זורמת דרך סדקים בקרום כדור הארץ, מכסה שטחים עצומים ויוצרת רמות לבה נרחבות. הדוגמה המרשימה ביותר לתופעה זאת מצויה ברמת דקאן שבהודו. גם משטחי הבזלת של רמת הגולן הם תוצר של תופעה כזאת.

(בספר תמונה:)

ענן אפר הפורץ מהר הגעש נגאורוהו, ניו-זילנד

(בספר איור:)

פעילותו של הר הגעש

המגמה נמצאת מתחת להר הגעש בעומק לא רב – לעתים אף בעומק של כמה ק"מ בלבד – במעין כיסים (א). משם היא עולה דרך צינור הזנה (ב) וצינורות משניים (ג), ומתפרצת מלוע הר הגעש ד. מן ההר גולשים זרמי לבה (ה) ואפר געשי (ו)

*166*

הרי הגעש ותופעות געשיות אחרות

ברחבי העולם מצויים כ-1,500 הרי געש פעילים. להרי הגעש יש צורות שונות, תדירות שונה של פעילות והרכב שונה של החומר המתפרץ, ולפיכך אפשר למיין אותם בדרכי מיון שונות. נסקור שתי דרכים למיון הרי הגעש.

מיון על פי תדירות הפעילות בהרי הגעש:

- הרי געש פעילים – הרי געש המתפרצים בתדירות גבוהה, מדי כמה שנים ועד כמה עשרות שנים. (ויש הרי געש המתפרצים מדי כמה דקות!). הרי הגעש הפעילים מוזכרים לעתים באמצעי התקשורת בעת התפרצותם, לדוגמה: הר סנט הלנס בארצות הברית, הר וזוב באיטליה, והרי הגעש באיסלנד.

- הרי געש רדומים – הרי געש שאינם פעילים במשך מאות ואלפי שנים, אך הם עשויים להתפרץ לפתע, לדוגמה: הר פינטובו בפיליפינים, שהתפרץ לאחר ש-600 שנה לא היה פעיל.

- הרי געש כבויים – הרי געש שלא התפרצו כבר מאות, אלפי או מיליוני שנים, והם כוסו בסלעים, לדוגמה: שרידי הרי הגעש בגולן, שהם חלק מאזור געשי נרחב. ההתפרצות הגעשית באזור הגולן התרחשה, אמנם, לפני כ-100,000 שנה, אך לא הרחק משם, באזורים השייכים לאותו אזור געשי, היו עוד התפרצויות לפני כ-4,000 שנה.

(בספר תמונה:)

התפרצות הר הגעש סנט הלנס שבארה"ב במאי 1980. הייתה זו ההתפרצות ההרסנית והקטלנית ביותר בהיסטוריה של ארה"ב

מיון על פי צורתם של הרי הגעש, והחומרים הנפלטים מהם:

- הרי געש שטוחים – הרים שנפלטת מהם לבה נוזלית, הגולשת במורדות ההרים ומתפשטת על פני שטחים נרחבים. מסיבה זאת הר געש כזה הוא גדול, רחב ושטוח. הרי הגעש שבהוואי, לדוגמה, הם הרי געש שטוחים.

- חרוטי אפר – הרי געש שצורתם כצורת החרוט (קונוס); הם פולטים בעיקר אפר געשי ופירורי סלע, ואלה מצטברים בשיפועים תלולים. דוגמה לכך הם רבים מתילי הגעש ברמת הגולן.

- הרי געש שכבתיים – הרים הפולטים לבה ואפר געשי לסירוגין. אלה הם הרים הבנויים שכבות-שכבות, וצורתם תלולה ומחודדת. כאלה הם, למשל, הר פוג'י ביפן או הר הגעש וזוב באיטליה.

(בספר שלושה איורים:)

צורות שונות של הרי געש

הר געש שטוח

חרוט אפר

הר געש שכבתי

*167*

(בספר תמונה:)

קרייטר לייק, קלדרה במדינת אורגון, בצפון-מערב ארה"ב

תופעות של נוף געשי

באזורים הגעשיים מצויות עוד תופעות נוף הנוצרות עקב פעילות געשית:

- לעתים, בסיום ההתפרצות, כשכל המגמה נפלטה מצינור ההזנה, נותר בו חלל גדול וריק. ההר עשוי לקרוס אל החלל שנוצר מתחתיו, ומתקבל שקע הקרוי קלדרה (בספרדית: קדירה) – לוע שהוא גדול בהרבה מלוע רגיל של הר געש. במקומות רבים צינור ההזנה נסתם, הקלדרה מתמלאת במים, ונוצר אגם מים שצורתו כמעט עגולה.

- לעתים הלבה מתגבשת במהירות, מתכווצת ויוצרת מבנה מיוחד של מצולעים – עמודים בעלי 8-3 צלעות (ובעיקר בעלי 6 צלעות, ולכן הם מכונים בעברית בשם הכולל "משושים").

(בספר תמונה:)

ברכת המשושים ברמת הגולן

מעיינות חמים וגייזרים

הקיטור הפורץ מהגייזרים, והמים החמים הנובעים מהמעיינות החמים, הם שתי תופעות מעניינות המתרחשות באזורים הגעשיים.

המעיינות החמים המצויים באזורים הגעשיים הם מי תהום שהתחממו במעבה האדמה מהמגמה הנמצאת בקרבתם, ונבעו אל פני השטח. כאשר המים מתחממים, הם ממיסים חומרים שונים (מינראלים) הנמצאים בסלעים. לחלק מהחומרים האלה יש סגולות מרפא שונות, ואנשים רבים באים לרחוץ במים המכילים אותם – הן להנאה והן מטעמי בריאות. בארץ מצויים מעיינות חמים במקומות שונים לאורך בקע הירדן וים המלח: בטבריה, בחמת גדר, בעין גדי ועוד. גם ברחבי העולם מצויים מעיינות חמים מפורסמים רבים – למשל, המעיינות החמים בפמוקלה, טורקיה. ביפן, שהיא חלק מטבעת האש, מצויים מעיינות חמים רבים המשמשים את תושבי המדינה ואת התיירים – בהם המעיינות במחוז נגנו, המפורסמים בזכות קבוצות קופי המקוק החיים באזור ונהנים מן המעיינות.

(בספר תמונה:)

קופי מקוק משתכשכים במי המעיינות החמים ביפן

*168*

הגייזרים נוצרים ממי תהום הנמצאים בעומק של 1 ק"מ בערך, באזור המתחמם ממגמה הנמצאת קרוב לפני השטח. בעומק הזה המים מגיעים לטמפרטורת רתיחה – 100 מעלות צלזיוס. המים הרותחים הופכים לאדים, לקיטור, וכאשר הקיטור מוצא סדק בסלעים, הוא פורץ החוצה כסילון רותח. כשהאדים באים במגע עם האוויר הקר הם מתקררים, הופכים שוב למים, מחלחלים לאדמה, מתחממים, פורצים – וחוזר חלילה. הגייזרים הם תופעת טבע נדירה, יחסית, המושכת תיירים רבים.

בין הגייזרים המפורסמים בעולם אפשר למנות את הגייזר הנקרא "הזקן הנאמן", הנמצא בפארק ילוסטון בארה"ב.

(בספר תמונה:)

תיירים צופים ב"זקן הנאמן" גייזר הנמצא בפארק ילוסטון במדינת ויאומינג, ארה"ב. שמו ניתן לו בזכות העובדה שהוא מתפרץ בנאמנות כבר שנים רבות: אחת לשעה וחצי מתפרץ עמוד הקיטור לגובה של כ-44 מ', בהתפרצות הנמשכת דקות אחדות

איים געשיים ונקודות חמות

באוקיינוסים מצויים איים געשיים הקשורים לגבולות בין הלוחות הטקטוניים, לדוגמה: שרשרות האיים באוקיינוס השקט (האוקיינוס הפאסיפי), או איסלנד – אי הנמצא ממש מעל לרכס המרכז-אוקייני האטלנטי (ראו עמ' 155). אך באוקיינוסים מצויים גם איים געשיים שקיומם אינו קשור לגבולות בין הלוחות הטקטוניים, והם נוצרים בדרך שונה. איים געשיים אלה נוצרים מעל ל"נקודות חמות" במעטפת – אזורים נקודתיים חמים במיוחד במעטפת, הפולטים מגמה מעת לעת. התפרצויות חוזרות ונשנות אלה של מגמה יוצרות איים געשיים חדשים, המתרוממים מעל לפני הים (ראו איור).

(בספר איור:)

היווצרות שרשרת איים מעל לנקודה חמה

רצף של כמה התפרצויות געשיות מעל לנקודה חמה יוצר אי חדש (א). הלוח נע מן הנקודה החמה והלאה כשהוא נושא עמו את האי החדש שנוצר. הפעילות הגעשית באי ש"נדד" נפסקת, אבל מעל לנקודה החמה הולך ונוצר אי געשי חדש, וכך הלאה (ב). כך נוצרת שורה של איים געשיים: האי המרוחק מן הנקודה החמה הוא העתיק שבהם, ואילו האי החדש שנוצר, המצוי מעל לנקודה החמה, הוא האי הצעיר (ג).

(בספר תמונה:)

לבה זורמת אל הים מהר הגעש מאונה לואה בהוואי

*169*

איי הוואי הם דוגמה לשורה של איים געשיים שנוצרו מעל לנקודה חמה. האי קאוואי הוא הוותיק שבשרשרת האיים: הוא החל להיווצר לפני 5.6 מיליוני שנים, וההתפרצויות האחרונות התחוללו בו לפני 3.5 מיליוני שנים. הלוח הנושא את האי קאוואי נע ו"לקח" את האי איתו. הנקודה החמה המשיכה לפעול ולפלוט לבה, וכך נוצר אי שני ושמו – אואהו. בירת איי הוואי – הונולולו – נמצאת באי זה. האי האחרון שנוצר הוא האי הוואי – הוא החל לצוץ לפני כ-700 אלף שנה; חלקו הדרום-מזרחי של האי פעיל גם כיום, ומצויים בו כמה מהרי הגעש הפעילים ביותר בעולם. אי חדש הולך ונוצר, אך הוא עדיין נמצא מתחת לפני המים.

הרי געש בישראל ובסביבתה

בישראל אין כיום פעילות געשית, אך קיימות עדויות לפעילות כזאת בתקופות שונות בעבר – לפני 600 מיליוני שנים באזור אילת, לפני 150-120 מיליוני שנים במכתש רמון, ולפני כ-60 מיליוני שנים בכרמל וברכס אום אל-פחם. התקופה האחרונה של פעילות געשית באזורנו החלה לפני 18 מיליוני שנים, בתקופה שבה החלה התזוזה לאורך בקע ים המלח. בחלק הצפוני של הבקע בולטים סלעי הבזלת השחורים, המכסים כמעט את כל רמת הגולן ושטחים נרחבים בגליל המזרחי. בצפון הרמה אף אפשר לראות הרי געש עתיקים כמו הר בנטל והר פרס. פעילות זאת נמשכה זמן רב, בהפסקות.

(בספר תמונה:)

שרשרת איי הוואי (צילום לוויין)

חיזוי התפרצות הרי הגעש

התפרצותו של הר געש מהווה סיכון גדול מאוד לסביבתו: הלבה הרותחת והגזים הרעילים יכולים לכסות במהירות שטחים נרחבים ולהרוס את כל הנקרה בדרכם. שלא כמו רעידות האדמה – את ההתפרצויות הגעשיות אפשר, בדרך כלל, לחזות.

לפני ההתפרצות מופיעים בסביבתו של הר הגעש כמה סימנים מקדימים: תנודות קלות וסדקים זעירים בקרקע, פליטה של עשן מן הלוע, ורעידות אדמה קלות. כל אלה מעידים על כך שבהר הגעש החלה להתרחש פעילות כלשהי. אנשים החיים כל חייהם סמוך להרי געש, יודעים לזהות סימנים אלה. גם מכשירים מדויקים, הרושמים את הסימנים, מסייעים לדעת מראש על התפרצות קרבה. עם זאת קשה לדייק בחיזוי זמנה ועוצמתה של ההתפרצות. למרות הסכנה הכרוכה בחיים באזור געשי, בכל רחבי העולם מצויים אזורים כאלה, והם מאוכלסים בצפיפות זה דורי-דורות ותושביהם שבים אליהם שוב ושוב (ראו "עוד מבט" בעמוד הבא).

(בספר תמונה:)

הר הגעש מאיון בפיליפינים הוא מהרי הגעש הפעילים בעולם. 40 ההתפרצויות שתועדו בו מאז שנת 1616, גרמו למותם של אלפים ולחורבנם של כפרים שלמים. בפעם האחרונה היה זה בסוף דצמבר 2009, אז התגברה הפעילות הגעשית וכ-40 אלף איש פונו מבתיהם מחשש להתפרצות גדולה. לא היה קשה לשכנע אותם שעליהם לעזוב: מראה הלבה הגולשת במדרון והאפר הוולקני הנזרק לגובה רב, רעידות האדמה הרבות תוך ימים ספורים, הדי הפיצוצים שהגיעו מההר וכן זכר מותם של כ-1,000 איש בהתפרצות שלוש שנים קודם – גרמו לרבים לעזוב מרצונם ולשתף פעולה עם השלטונות

*170*

עוד מבט: מדוע הם חיים לפתח הר הגעש...

בשנת 79 לספירה התפרץ הר הגעש וזוב (וזוביו) שבדרום איטליה, וכיסה את העיר פומפיי בשכבה של אפר געשי בגובה 7 מ'. העיר הגדולה נעלמה לגמרי, ועל היעלמותה נודע מפיו של תושב העיר שניצל מן ההתפרצות. הסימנים הראשונים של העיר התגלו רק בשנת 1748, כאשר איכר מקומי חפר בור באדמה ומצא פסלים עתיקים. בעקבות חפירות ארכאולוגיות נחשפה העיר, שהכול כאילו קפא בה ברגע ההתפרצות: אנשים ברחוב, בבית או בעת מנוסתם, ואפילו הבעת פניהם המבוהלת, התגלו כשהם שמורים בתוך האפר הגעשי שהם כוסו בו. החפירות חשפו את בתי העיר כמעט בשלמות. כיום, לאחר שחזור המקום, אפשר לראות רחובות שלמים, תאטראות, מרחצאות, מקדשים ובתים ואפילו כלי בית, ציורי קיר ותכשיטים רבים, כמעט כפי שהיו לפני למעלה מ-1,900 שנה. פעילותו של הר הגעש וזוב נמשכת מאז ועד היום. לעתים רק עמודים של קיטור ואפר עולים מלוע ההר, ולעתים מתרחשת התפרצות קשה, שהאחרונה שבהן הייתה בשנת 1944. ההתפרצויות הן מהירות, חזקות והרסניות. העשן עולה מן ההר לגובה קילומטרים אחדים, אפר געשי מתפזר לכל הכיוונים, וגזים רעילים מתפשטים על פני השטח. אחרי כל אלה מגיעה זרימה של לבה.

על אף הסכנה שהיישובים השוכנים בסביבת ההר שרויים בה, כל האזור מיושב בצפיפות. נמצאת בו גם אחת הערים הגדולות באיטליה, העיר נאפולי. כיום חיים באזור הסכנה קרוב ל-600 אלף תושבים – רובם אנשים דלי אמצעים, העוסקים בעיקר בחקלאות. ממשלת איטליה החליטה להעביר את התושבים האלה לבתים חדשים, במקומות בטוחים יותר, אך התושבים אינם ממהרים לעזוב את האזור. מדוע? ראשית, מפי ששם מצויה פרנסתם: האדמה פורייה מאוד כתוצאה מהתבלותם של חומרי הגעש, ואכן מגדלים באזור שפע פירות וירקות ומפיקים יינות משובחים. האזור גם הפך למוקד תיירות מבוקש – בזכות צורות הנוף הייחודיות והתופעות הגאולוגיות המרתקות המצויות בו. זאת ועוד: תושבי המקום מאמינים כי גורל האדם קבוע מראש וכי אין אפשרות לשנותו.

(בספר תמונה:)

התפרצות הר הגעש וזוב בשנת 1761 כפי שתוארה על ידי צייר בן המקום

(בספר תמונה:)

במחסנים שבהם מוחזקים הממצאים שנתגלו באתר, ניתן למצוא כותרות של עמודים, כלי חרס רבים, וגם בני אדם שנהרגו מזרם האפר הלוהט, נקברו בו, התאבנו ונחשפו לאחר כ-1,900 שנה

מבזק סיכום

- רעידות האדמה ומרבית ההתפרצויות הגעשיות מתרחשות באזורי הגבולות בין הלוחות הטקטוניים.

- כאשר מתרחשת רעידת אדמה משתחררים גלים מ-3 סוגים שונים.

- מידת הנזק הנגרמת על ידי רעידת האדמה תלויה בעוצמת הרעידה, במיקום הרעידה, ובאיכות הבנייה באזור הפגיעה.

- האפשרות לחזות במדויק רעידות אדמה היא מוגבלת ביותר.

- להרי הגעש השונים יש צורות שונות, תדירות שונה של פעילות, והרכב אחר של חומר מתפרץ.

- באזורים הגעשיים ישנן תופעות נוף מיוחדות: קלדרה, גייזרים ומעיינות חמים.

*171*

פעילויות לחזרה ולסיכום

*171*

1. חפשו באמצעי התקשורת 3 דוגמאות להתפרצות של הר געש או לרעידת אדמה שאירעו לאחרונה.

א. כתבו היכן הן התרחשו.

ב. ציינו אם הן התרחשו באזורים המועדים לפעילות געשית או לרעידות אדמה. נמקו.

(היעזרו באטלס, ובמפה שבעמ' 159 בספר.)

ג. באילו אזורים בעולם אין כמעט רעידות אדמה והתפרצויות געשיות? מהי, לדעתכם, הסיבה לכך?

ד. האם ישראל ושכנותיה מצויות באזור המועד לרעידות אדמה ולהתפרצויות געשיות?

2. א. אילו גלים של רעידות אדמה הם המסוכנים ביותר? מדוע?

ב. מאילו גלים של רעידות אדמה היה אפשר ללמוד על מבנהו הפנימי של כדור הארץ?

3. הביאו 3 דוגמאות לאזורים צפופי-אוכלוסייה המועדים לרעידות אדמה. היעזרו במפה שבעמ' 159 בספר, ובמפות של צפיפות האוכלוסייה באטלס.

4. הנזקים שגורמות רעידות האדמה במדינות הפחות-מפותחות קשים יותר מן הנזקים שהן גורמות במדינות המפותחות. הסבירו מדוע.

5. התבוננו בסרטון בכותר והסבירו כיצד נוצרים גלי צונאמי, ובמה שונה הדרך שבה הם נוצרים מן הדרך שבה נוצרים גלי ים אחרים.

6. עיינו במפה שבעמ' 156.

א. ציינו אילו לוחות נפגשים באזורנו.

ב. ציינו היכן קיים הריכוז הגדול ביותר של רעידות אדמה באזורנו. הסבירו מדוע דווקא שם.

7 לפניכם רשימה של ערי בירה: לימה (פרו), טהרן (איראן), בואנוס איירס (ארגנטינה), קנברה (אוסטרליה), טוקיו (יפן), פריס (צרפת).

א. אתרו את ערי הבירה באטלס, ומצאו על פי המפה שבעמ' 156 על איזה לוח שוכנת כל אחת מהן.

ב. מיינו את הערים לשתי קבוצות: ערים שרעידות האדמה נדירות בהן, וערים שרעידות האדמה שכיחות בהן. הסבירו את קביעתכם.

8. לפניכם שתי תמונות של אתרים עתיקים בישראל:

(בספר תמונה:)

בית הכנסת העתיק בקצרין, הבנוי מסלעי בזלת

(בספר תמונה:)

החומה העתיקה של העיר טבריה, העשויה מאבני בזלת

*172*

א. מצאו במפת ישראל באטלס את שני האזורים שבהם מצויים אתרים אלה.

ב. האם לדעתכם אבני הבזלת שהשתמשו בהן לבנייה באזורים אלה הן מקומיות, או הובאו מרחוק?

הסבירו. היעזרו במפה גאולוגית של ישראל באטלס.

9. עיינו בתמונות הרי הגעש המופיעות בעמ' 169,166,165,164, ו-170, ומצאו באטלס את המקומות המוצגים בהם. היעזרו במפות המתאימות באטלס, ובמפה שבעמוד 156 בספר, כדי לכתוב על כל אחד מהרי הגעש שבתמונות את הפרטים הבאים: המדינה שבה ההר נמצא, האזור שבו ההר נמצא, הלוחות הטקטוניים שההר נמצא בגבול ביניהם.

10. בתמונות שלפניכם מופיעות תופעות שונות הקשורות לגעשיות. תנו כותרת לכל תמונה, והסבירו מה רואים בה.

(בספר שלוש תמונות)

11. הכינו דגם של הר געש:

א. שימו בתוך בקבוק או בפחית שתייה חצי כוס מים פושרים וארבע כפות אבקת אפייה.

ב. הניחו את הבקבוק או הפחית על משטח קרטון, וצרו סביבו צורה של הר מחומר כלשהו – פלסטלינה, ניירות צבועים וקמוטים, עיסת נייר או אדמה.

ג. ערבבו בכלי נפרד רבע כוס סבון כלים, רבע כוס חומץ, וכמה טיפות של צבע מאכל או תרכיז של מיץ פטל.

ד. שפכו את התערובת שהכנתם לתוך פתח הבקבוק או הפחית ו...התכוננו להתפרצות!

בניסוי הזה, הערבוב של אבקת האפייה בחומץ משחרר אל האוויר פחמן דו-חמצני. הפחמן הדו-חמצני יוצר בסבון בועות וקצף, הנדחפים מתחתית הבקבוק כלפי חוץ.

הר הגעש שיצרתם הוא רק הדגמה חזותית, ו"התפרצותו" אינה דומה, כמובן, להתפרצותו של הר געש אמיתי...

למה דומה החומר הנשפך בדגם שלכם?

12. ריפוסטו היא עיירה איטלקית באי סיציליה. היא שוכנת על חוף הים, למרגלות הר הגעש הפעיל אטנה. האזור סבל לא אחת מהתפרצויות געשיות, אך גם מרעידות אדמה חזקות ומגלי צונאמי. עיריית ריפוסטו שכרה את שירותיכם כיועצים מומחים להתגוננות מפני אסונות טבע. כתבו רשימת המלצות שיעזרו לתושבי העיר להתכונן לאסון הבא ולצמצם למינימום את הפגיעה בנפש וברכוש. התייחסו לאסונות השונים האפשריים, וכן לצעדים שיש לנקוט לפני האירוע, במהלכו ולאחריו.

13. סרטטו במחברת טבלה כדוגמת הטבלה שלפניכם וערכו בה השוואה בין רעידות האדמה ובין הפעילות הגעשית:

המנגנון המניע, התהליך הקודם לתופעה, התוצאות

המשותף, --, --, --

השונה, --, --, --

*173*

פרק ד – קימוט והעתקה בסלע

*173*

למטייל ברחבי העולם מתגלים נופים מרשימים של רכסי הרים הנישאים אל על. לעתים אלה הרים בודדים, ולעתים הם חלק משרשרות הרים ענקיות המשתרעות לאורך מאות ואף אלפי קילומטרים. מבט מקרוב על שכבות סלע חשופות מראה כי במקומות רבים השכבות מקומטות ושבורות. מה הם הכוחות המקמטים או שוברים את שכבות הסלע? מה הם התהליכים המרימים רכסי הרים לגובה?

התרוממות הרים

*173*

התהליכים הפנימיים הקשורים לחום הרב וללחץ העצום שבמעמקי כדור הארץ, גורמים לתנועתם של הלוחות הטקטוניים וליצירתן של צורות הנוף שעל פני כדור הארץ – הם בונים את ההרים, את הבקעים ואת העמקים. שרשרות ההרים הגדולות בעולם – הרי ההימלאיה, האלפים, האנדים והרוקי הם דוגמאות לשרשרות הרים שנוצרו עקב פעולת ההתקרבות וההתנגשות של הלוחות (ראו עמ' 156). גם הבקעים הגדולים על פני כדור הארץ, קשורים לתנועת הלוחות. כזה הוא, למשל, בקע ים המלח, שאורכו מגיע לכ-1,000 ק"מ. מפרץ אילת, הערבה, ים המלח, בקעת הירדן ואגם הכינרת, הם חלק ממערכת אדירת-ממדים זאת.

התנועה המתמדת של הלוחות הטקטוניים מפעילה על שכבות הסלעים כוח הגורם ל-2 תהליכים:

- קימוט – תהליך שינוי צורה (עיוות) של שכבות הסלע. (אפשר להדגים זאת על ידי כיפוף של חוברת – הפעלת לחץ משני צידיה של החוברת תשנה את צורתו של כל דף. באותו אופן, לחץ על שכבות הסלע גורם להן להתעוות ולשנות את צורתן.)

- העתקה (שבירה) – תהליך שבו הלחץ על שכבות הסלע מביא לידי כך שהן נשברות ונעות זו ביחס לזו, מועתקות ממקומן וזזות לכיוונים שונים (בדומה להפעלת לחץ חזק על סרגל פלסטיק, לדוגמה, עד למצב שבו הוא נשבר).

הקמטים וההעתקים הנוצרים בסלע עשויים להיות קטנים מאוד ולהתרחש לאורך סנטימטרים או מטרים בודדים, והם יכולים להיות גדולים מאוד ולהתרחש לאורך מאות ואלפי קילומטרים.

דוגמאות: הקימוט האלפיני, הנמשך לאורך כ-1,000 ק"מ, מדרום צרפת ועד אוסטריה; הקימוט של הרי הגליל בישראל, הנמשך לאורך עשרות ק"מ; והקימוט המתגלה בשכבות הסלע כשמטיילים באזור מכתש רמון בישראל.

ההעתקה או הקימוט אינם מתרחשים בבת אחת – שכבות הסלע מתקמטות או נשברות ומועתקות ממקומן בתהליך הנמשך שנים רבות.

(בספר תמונה:)

שכבות סלע שהיו אופקיות ועברו תהליך קימוט

(בספר תמונה:)

שכבות סלע, שהיו רציפות, נשברו והועתקו בכיוונים מנוגדים

*174*

(בספר תמונה:)

קטע מרכס הרי האלפים – קימוט גדול-ממדים המשתרע לרוחבה של יבשת אירופה

בפרק זה נסקור את הסוגים העיקריים של קמטים והעתקים ואת התנאים היוצרים אותם, ונבחן אילו נופים נוצרים עקב התרחשותם של תהליכים אלה.

הכוחות הגורמים לקימוט ולהעתקה בסלע

*174*

שלושה סוגי כוחות פועלים על הסלעים ומשנים את צורתם – מקמטים או שוברים ומעתיקים אותם ממקומם:

- לחץ – כוח הלוחץ על שכבות הסלע משני הצדדים (לחץ אופקי) או ממעמקים כלפי מעלה (לחץ אנכי).

- מתח – כוח המותח את שכבות הסלע לשני הצדדים.

- גזירה – כוח המופעל על שכבות הסלע במקביל לפני השטח שלהן, ושני גושי הסלע נעים זה ביחס לזה בכיוונים מנוגדים, במקביל למישור.

הכוחות האלה גורמים לשינוי בצורתן המקורית של שכבות הסלע, אך מה קובע את סוג השינוי? מתי הסלע מתקמט? ומתי הוא נשבר? השינוי תלוי בכמה גורמים, ובשילוב ביניהם:

- עוצמת הכוח – כשעוצמתו של הכוח הפועל על הסלע קטנה – נגרם קימוט, אך כשהעוצמה גוברת מתחיל תהליך של שבירה והעתקה.

- סוג הסלעים – סלעים רכים (למשל, חרסית וקירטון) הם גמישים יחסית, וכשמופעל עליהם כוח הם מתקמטים. אם יופעל כוח באותה עוצמה על הסלעים הקשים, שאינם גמישים (למשל, גיר קשה, בזלת), הם יישברו וייעתקו ממקומם.

- הטמפרטורה של הסלע – הפעלת כוח על סלע שהטמפרטורה שלו גבוהה תגרום לקימוטו, מפני שבמצב זה הוא רך יותר וגמיש. הפעלתו של אותו כוח על סלעים שהטמפרטורה שלהם נמוכה תגרום לשבירתם, מפני שבמצב זה הם קשיחים.

כך, לדוגמה, סלע קשה, שהטמפרטורה שלו נמוכה והכוח פועל עליו במהירות ובעוצמה גבוהה – יישבר, בדרך כלל. אבל אם על אותו סלע פועל הכוח באיטיות ובעוצמה נמוכה – רבים הסיכויים שיתקמט ולא יישבר. נבחן את סוגי הקמטים ואת סוגי ההעתקים הנוצרים בשכבות הסלע בגלל גורמים אלה.

(בספר ארבעה איורים:)

הכוחות הגורמים לקימוט ולשבירה בסלע

לחץ אופקי

לחץ אנכי

מתח אופקי

גזירה

*175*

קימוטים בסלע

*175*

בתהליך הקימוט מופעל לחץ על שכבות הסלע, והתוצאה היא שצורתן של השכבות משתנה אך הרצף שלהן נשמר. קיימות שתי צורות קימוט עיקריות:

- קמר – קימוט ששני אגפיו (צדדיו) נוטים ממרכז הקמט כלפי מטה.

- קער – קימוט ששני אגפיו נוטים ממרכז הקמט כלפי מעלה.

בשתי צורות הקימוט מבחינים בחלוקה משנית:

קמט סימטרי – קמר או קער ששני אגפיו זהים;

קמט א-סימטרי – קמר או קער שאגף אחד שלו תלול יותר מהאחר.

(בספר תמונה:)

הפעלת לחץ על שטיח, משני צידיו, מדמה היווצרותם של קמרים וקערים. הנגב בישראל בנוי בצורה דומה – שורה של קמרים וקערים

(בספר ארבעה איורים:)

צורות הקימוט העיקריות בסלע

א. קמר סימטרי

ב. קער סימטרי

ג. קמר א-סימטרי

ד. קער א-סימטרי

(בספר תמונה:)

צורת הקימור העיקריות בסלע

קימוט בסלעי החוף באזור קורנוול, בקצה הדרום מערבי של בריטניה

(בספר תמונה:)

קמר שהסימטריה שלו כמעט מושלמת בצפון מערב סין

*176*

העתקים בסלע

*176*

בתהליך ההעתקה מופעל כוח על שכבות הסלע, והתוצאה היא שמתרחשת תזוזה בין שני גושים של שכבות סלע – גוש אחד מועתק ממקומו וזז ביחס לגוש הסמוך לו, כך שרצף השכבות נקטע. לפיכך השבר נקרא גם "העתק". הקו שלאורכו מתרחשת התזוזה נקרא "קו ההעתק", והמישור שהתנועה מתרחשת עליו נקרא "מישור ההעתק".

מבחינים בשתי צורות של שברים:

- העתק אנכי – העתק שבו גוש סלע אחד עולה או יורד ביחס לגוש סלע אחר.

- העתק אופקי – העתק שבו מתרחשת תזוזה אופקית של שני גושי הסלע, הנעים בכיוונים מנוגדים.

(בספר איור:)

קו ההעתק ומישור ההעתק

(בספר איור:)

צורות של העתקים בסלע

העתק אנכי

העתק אופקי

(בספר תמונה:)

העתקה בהרים שבקרבת העיר לימה, פרו. ניתן לראות בבירור את קו ההעתק ואת הקטיעה ברצף השכבות

*177*

מבני העתקה

רצף של כמה העתקים יוצר מבנה גאולוגי מורכב יותר, המכונה "מבנה העתקה". שלושת מבני ההעתקה הנפוצים הם:

- בקע (גרבן) – מבנה שבו גוש אחד יורד ביחס לגושים המצויים משני צדדיו. בקעת בית נטופה בגליל היא דוגמה למבנה כזה.

- גוש מורם (הורסט) – מבנה שבו הגוש המרכזי עולה ביחס לגושים המצויים משני צדדיו. הר תבור בגליל, והר מצדה במדבר יהודה, הם דוגמאות לכך.

- העתק מדרגות – גושים שההעתקה המתרחשת ביניהם יוצרת מבנה מדורג, שבו גושי הסלע נטויים זה ביחס לזה בצורת מדרגות. דוגמה: מערכת ההעתקים במצוק היורד אל ים המלח.

(בספר תמונות:)

למעלה משמאל: בקעת בית נטופה – בקע (גרבן) בגליל התחתון, ישראל

למעלה מימין: ההר שעליו בנוי המבצר ההררי המפורסם מצדה – גוש מורם (הורסט) בישראל

(בספר תמונה:)

מבנה מדרגות באזור ים המלח, ישראל

*178*

עוד מבט: העתק סן אנדריאס

לאורך החוף המערבי של ארצות הברית מצוי העתק אופקי עצום ופעיל, הבולט מאוד בנוף. העתק זה נוצר בעקבות תזוזה אופקית בין שני לוחות טקטוניים – הלוח הפאסיפי והלוח הצפון-אמריקני. אורכו של קו ההעתק הזה הוא כ-960 ק"מ – ממפרץ קליפורניה שבמכסיקו ועד לים, סמוך לחופי צפון קליפורניה, לאורך קו ההעתק נעה, יחד עם הלוח הפאסיפי, פיסה מן החלק היבשתי. על חלק זה, הסמוך לחוף, נמצאות ערים גדולות וידועות כמו סן פרנסיסקו ולוס אנג'לס. בעוד מיליוני שנים יתרחק חלק זה של קליפורניה מן היבשת לכיוון צפון-מערב, ובינו לבין היבשת ייווצרו תעלה עמוקה או מפרץ.

לאורך ההעתק יש אזורים שמתרחשת בהם זחילה איטית והדרגתית של שכבות הסלע. באזורים אלה התושבים מגלים כי גדרות, כבישים, תעלות השקיה ושדות מעובדים, נעים לאיטם בקצב ממוצע של כמה סנטימטרים בשנה. באזורים אחרים שני עברי ההעתק צמודים זה לזה, והמגע ביניהם מהודק מאוד. כאשר הלחץ גובר, הלוח מחליק לאורך ההעתק למרחק כמה מטרים, ואז מתרחשת רעידת אדמה. המפורסמת בין רעידות האדמה האלה היא רעידת האדמה החזקה שהתרחשה בסן פרנסיסקו בשנת 1906, בעוצמה של 8.3 בסולם ריכטר. באזורים אלה רעידות האדמה הן אירוע המתרחש שוב ושוב.

(בספר תמונה:)

תצלום אוויר של חלק משבר סן אנדראס

(בספר תמונה:)

תזוזה של תלמים באחד השדות לאורך קו השבר בסן אנדראס

מבזק סיכום

- קימוט הוא תהליך של שינוי צורה (עיוות) של שכבות הסלע. קיימות שתי צורות קימוט עיקריות: קמר וקער.

- העתקה היא תהליך שבו הלחץ על שכבות הסלע מביא לידי כך שהן נשברות, מועתקות ממקומן והן נעות זו ביחס לזו, בכיוונים שונים. מבחינים בשתי צורות של העתקים: העתק אנכי והעתק אופקי.

*179*

פעילויות לחזרה ולסיכום

*179*

1. א. היעזרו באטלס וציינו באילו יבשות ובאילו מדינות מצויים רכסי ההרים הגדולים האלה: הרי האלפים, הרי ההימלאיה, הרי הרוקי (הרי הסלעים), הרי האנדים.

ב. מה משותף לכל רכסי ההרים האלה?

2. א. אילו כוחות הפועלים על הסלע גורמים לקימוט ולהעתקה?

ב. הסבירו מדוע אותם הכוחות גורמים בחלק מהמקרים לקימוט, ובמקרים אחרים הם גורמים להעתקה.

3. א. סרטטו במחברת קימוט סימטרי וקימוט א-סימטרי.

ב. שערו מהי הסיבה לכך שנוצרת בקמט א-סימטריה?

4. איך נקרא התהליך שבו צורתן האופקית המקורית של שכבות הסלע משתנה, אך רצף השכבות נשמר: העתק? קמט? שרשרת איים? גייזר?

5. לפניכם תיאור של סלע בשני מצבים:

- סלע קשה, שמופעלת עליו עוצמת כוח גדולה, ובמהירות. התהליך מתרחש בטמפרטורה נמוכה.

- סלע קשה, שמופעלת עליו עוצמת כוח בינונית, באיטיות. התהליך מתרחש בטמפרטורה גבוהה.

באיזה מצב הסלע יישבר? ובאיזה מצב הוא יתקמט?

6. זהו וכתבו במחברת מהן התופעות המופיעות בתמונות האלה:

(בספר ארבע תמונות)

*180*

פרק ה – סלעי כדור הארץ

*180*

(בספר תמונה:)

סלעים צבעוניים נגלים לעיני המטיילים במכתש הגדול בנגב

קרום כדור הארץ מורכב מסלעים מסוגים שונים. העמקים, ההרים, המישורים וצורות הנוף האחרות – כולם עשויים מסלעים השונים זה מזה במרקם שלהם, בצבעם ובמידת הקשיות שלהם, ובתכונות נוספות.

הסלעים עצמם מורכבים ממינראלים – אבני הבניין של הסלעים. ישנם סלעים המורכבים ממינראל אחד בלבד (למשל סלע הצור, המורכב מהמינראל קווארץ), וישנם סלעים המורכבים משני מינראלים או יותר (למשל סלע הגרניט, המורכב ממינראלים רבים ובהם הקווארץ, פצלת השדה והנציץ (מיקה)).

רבים מן הפריטים והחפצים שאנחנו פוגשים בסביבתנו יום-יום עשויים מסלעים או ממינראלים, למשל: אבני הבנייה, לוחות הציפוי במטבח, החול במגרש המשחקים, התכשיטים למיניהם, ואפילו מלח השולחן, אשר רבים מאיתנו משתמשים בו לתיבול האוכל.

הסלעים משמשים כלי מרכזי להבנת העבר וההווה של כדור הארץ, ולשם כך בודקים את הרכבם, את תכונותיהם ואת דרכי היווצרותם. ידע זה עוזר גם באיתור מקומם של מחצבים שחשיבותם רבה לחיי האדם – נפט, ברזל, זהב ועוד. בפרק זה נלמד על יסודות כימיים, מינראלים וסלעים, ונעקוב אחר דרכי ההיווצרות וסביבות ההיווצרות של הסלעים השונים.

יסודות ומינראלים

*180*

המינראל הוא חומר הבנוי מתרכובת של יסודות כימיים. היסוד הכימי הוא יחידת החומר הטבעי הקטנה ביותר, המורכבת מסוג אחד של אטומים. ישנם מינראלים המורכבים מיסוד כימי אחד (למשל היהלום, המורכב מאטומים של היסוד פחמן), וישנם מינראלים המורכבים משני יסודות או יותר (למשל, מלח הבישול, המורכב מאטומים של נתרן וכלור).

94 יסודות כימיים קיימים בטבע. 8 היסודות הנפוצים ביותר, המהווים יחד 98 אחוזים ממשקלו של קרום כדור הארץ, הם: החמצן (כמעט מחצית ממשקל הקרום), הצורן (כרבע ממשקל הקרום), וכן האלומיניום, הברזל, הסידן, הנתרן, האשלגן והמגנזיום. מיסודות אלה מורכבים מרבית המינראלים המרכיבים את הסלעים. שאר היסודות מהווים רק 2 אחוזים ממשקלו של קרום כדור הארץ, ואף על פי כן, לרבים מהם יש חשיבות כלכלית גדולה מאוד. בין אלה אפשר למנות את הנחושת, האורניום, הזהב, ויסודות רבים אחרים.

היסודות המרכיבים את המינראל מסודרים במבנה קבוע, הנקרא "גביש". לכל מינראל יש צורת גביש אופיינית. לעתים הגבישים גדלים לגודל מרשים, כמו גביש הקווארץ שבתמונה מימין.

המינראל הוא, אם כן, חומר טבעי (חומר שנוצר בטבע), אנאורגאני (כלומר, שמקורו אינו מעולם החי או הצומח). זהו חומר מוצק ובעל מבנה גבישי. בטבע קיימים כמה מאות מינראלים, רובם נדירים. המינראלים הנפוצים ביותר בטבע הם המינראלים המרכיבים את מרבית הסלעים – "מינראלים יוצרי סלעים" – המורכבים מאחד או מכמה מ-8 היסודות הנפוצים (ראו איור בעמוד הבא, סעיף א).

למינראלים רבים יש חשיבות כלכלית גדולה (ראו באיור, סעיף ב); ביניהם אפשר למנות את אבני החן – מינראלים המצטיינים ביופי רב, בעיקר לאחר חיתוך וניקוי (ראו באיור, סעיף ג).

(בספר תמונה:)

גביש ענק של המינראל קווארץ

*181*

סוגי מינראלים שונים

א. דוגמאות למינראלים יוצרי סלעים

(בספר שלוש תמונות:)

קלציט – מינראל המרכיב את סלעי הגיר

קווארץ – מינראל המצוי בסלעי הגרניט; מרכיב את אבן החול ואת הצור

אוליבין – מינראל המצוי בסלעי הבזלת; נותן את הגוון הירקרק, ומכאן שמו (olive, באנגלית: זית)

ב. דוגמאות למינראלים בעלי חשיבות כלכלית

דוגמאות למינרלים בעלי חשיבות

(בספר שלוש תמונות:)

המטיט – מינראל המכיל ברזל

מלכיט – מינראל המכיל נחושת

פיריט – מינראל המכיל גופרית

ג. דוגמאות לאבני חן

(בספר שלוש תמונות:)

אמרלד (ברקת) – אבן חן יקרה

טופז – אבו חן חצי יקרה

אמטיסט (אחלמה) – אבן חן עממית

לכל מינראל יש מאפיינים מסוימים שעל פיהם אפשר לזהותו, ובהם:

- הצבע – למשל, למינראלים המכילים ברזל יש צבעים כהים: שחור, חום או אדום-חום.

- מידת הקשיות – למשל, הקלציט קשה יותר מהגבס.

- מידת הברק – למשל, המינראלים המכילים מתכות, כמו הפיריט או הגלנה, הם מבריקים ונוצצים.

- רמת השקיפות – למשל, הקווארץ והגבס הם בדרך כלל שקופים.

- תגובה לחומצה – למשל, הקלציט (המינראל המרכיב את סלע הגיר), תוסס כשמטפטפים עליו חומצה.

- רמת מגנטיות – למשל, המינראלים העשירים בברזל נמשכים למגנט.

- טעם או ריח – למשל, לגופרית יש ריח לא נעים, ולהליט יש טעם מלוח.

קיימות טבלאות סדירות, המסייעות למיין ולזהות את המינראלים לפי המאפיינים האלה.

השוני בין המינראלים מביא לידי כך שגם הסלעים, המורכבים ממינראלים, שונים זה מזה בתכונותיהם.

*182*

הסלעים

*182*

הסלע הוא צירוף טבעי של מינראלים. יש סלעים המורכבים ממינראל אחד, ויש סלעים המורכבים מכמה מינראלים.

נוהגים למיין את הסלעים ל-3 קבוצות עיקריות, על פי דרכי היווצרותם:

- סלעי יסוד

- סלעי משקע

- סלעים מותמרים

סלעי היסוד

מקורם של סלעי היסוד הוא במגמה הנמצאת מתחת לקרום כדור הארץ. בלועזית סלעים אלה נקראים "סלעים מגמתיים", ושמם הלועזי מרמז על מקורם.

המגמה היא המקור להיווצרותם של שני סוגים של סלעי יסוד: סלעי פרץ וסלעי תהום. ההבדל בין שני סוגי הסלעים הוא בצורת התקררותם והתגבשותם.

סלעי פרץ

סלעי הפרץ (או בשמם הלועזי, "סלעים וולקניים) – כשמם כן הם: סלעים שמקורם במגמה הלוהטת הפורצת אל פני השטח בהתפרצות געשית. כשהיא באה במגע עם האטמוספרה של כדור הארץ, המגמה מתקררת במהירות, מתגבשת והופכת לסלע (ראו עמ' 165-164).

המגמה הפורצת מהרי הגעש יוצרת סוגים שונים של סלעי פרץ, שהנפוץ שבהם הוא הבזלת. סלעי הבזלת הם בדרך כלל כהים. לעתים המרקם שלהם צפוף, ולעתים מצויים בהם חללים קטנים שהכילו גזים שהתנדפו. קצב התקררותם של סלעי הפרץ הוא מהיר מאוד, ולגבישי המינראלים אין די זמן לגדול. (בעין בלבד קשה, בדרך כלל, להבחין בגבישי המינראלים המרכיבים את הבזלת, אך אפשר לראותם באמצעות מיקרוסקופ.) לעתים ההתקררות של סלעי הפרץ כה מהירה עד כי לא נוצרים בהם כלל גבישים, אלא נוצרת זכוכית געשית.

(בספר תמונה:)

סלעי בזלת, מיד לאחר התגבשותם, באיי הוואי. קילוח לבה מסוג זה, הנקראת "לבת חבלים" (שימו לב לדמיון הצורני לחבלים), נפוץ באיי הוואי והוא מכונה "פהויהוי" (מילה שפירושה בהוואיית: דומה לחבל)

(בספר שלוש תמונות:)

סלעי בזלת

א. סלע בזלת צפוף

ב. סלע בזלת נקבובי

ג. אובסידיאן – זכוכית געשית

*183*

סלעי תהום

כמו סלעי הפרץ, גם שמם של סלעי התהום מרמז על דרך היווצרותם: לא תמיד המגמה מצליחה לפרוץ אל פני השטח; על פי רוב היא מתקררת ומתגבשת לאט בתהומות, במעמקי קרום כדור הארץ, ומכאן שמם של הסלעים הנוצרים – סלעי תהום (או בשמם הלועזי, "סלעים פלוטוניים"). ככל שמהירות ההתקררות של הסלע איטית יותר כן גבישיו גדולים יותר, ולכן גבישי המינראלים המרכיבים את סלעי התהום הם גדולים יותר מהגבישים של סלעי הפרץ, ואפשר לראותם בעין. סלע התהום הנפוץ ביותר הוא הגרניט.

לעתים המגמה המתקררת חודרת אל מתחת לסלעים או לתוכם ויוצרת גופים שונים של סלעי תהום, הנקראים "גופי מחדר" – הם חודרים אל תוך הסלעים. אחד מגופי המחדר המוכרים הוא הדייק: זרם של מגמה, המפלס לו דרך וחוצה בניצב (מעין עמוד) או באלכסון את השכבות שהוא חודר דרכן. המטיילים בדרום ישראל או בסיני יכולים לראות בדרכם דייקים רבים החוצים את הסלעים.

סלעי המשקע

סלעי המשקע (או בלועזית – "סלעים סדימנטאריים"), הם סלעים שנוצרו עקב שקיעה והצטברות של חומרים שונים, המצויים על פני כדור הארץ, באוקיינוסים, בימים ובאגמים או על פני היבשה.

את סלעי המשקע מאפיינות שתי תכונות ייחודיות:

- סלעי המשקע מצטברים ונערמים בשכבות. שכבות סלעי המשקע שוקעות בצורה אופקית על קרקעית הים או במקומות הנמוכים ביבשה. בשלב מאוחר יותר, השכבות האופקיות עשויות לעבור תהליכי קימוט או העתקה.

- לשכבתיות של סלעי המשקע קשור עיקרון גאולוגי המכונה "עקרון החפיפה". לפי עיקרון זה – שכבות הסלע מונחות זו על גבי זו לפי גילן, כלומר לפי זמן היווצרותן: השכבות התחתונות הן העתיקות ביותר, ואילו העליונות, המונחות עליהן, הן צעירות יותר.

בסלעי המשקע אפשר למצוא מאובנים. המאובנים הם שרידים או סימנים שהשתמרו בסלעים, והם מעידים על קיומם של בעלי חיים וצמחים קדומים – שלדים, צדפות וקונכיות, סימני עקבותיהם של בעלי חיים וחלקי צמחים. (עוד על המאובנים, ראו עמ' 186).

(בספר תמונה:)

מבט מקרוב על סלע גרניט. אפשר לראות שהוא מורכב מכמה מינראלים שונים, שלכל אחד מהם צבע אחר – לבן, ורוד או שחור

(בספר תמונה:)

דייק שחדר אל שכבות הסלע בנחל ארדון במכתש רמון

(בספר תמונה:)

מחשוף של סלעי משקע. המבנה השכבתי מקל על זיהוי הסלעים כסלעי משקע

(בספר תמונה:)

חלק ניכר מסלעי ישראל הם סלעי משקע ימיים. אלה הם הסלעים הבונים את המצוקים והקניונים שבנגב, את הרי יהודה ושומרון ואת נופי הגליל. בתמונה: נחל פרת (ואדי קלט)

*184*

סלעי משקע – דרכי היווצרות וסביבות השקעה

סלעי המשקע נוצרים ושוקעים בסביבות השקעה שונות על פני כדור הארץ:

באוקיינוסים ובימים, באגמים, באפיקי הנהרות ועל פני היבשות. בכל סביבת השקעה מתקיימים תנאים אחרים, ולכן בכל אחת מהן שוקעים סלעים שונים.

לפיכך אפשר למיין את הסלעים על פי סביבת ההשקעה שלהם, וללמוד מכל סלע מה היו תנאי האקלים והסביבה ששררו באזור בזמן שבו הוא נוצר. מעין ספר היסטוריה גאולוגי:

- סביבות השקעה יבשתיות – כל הסלעים החשופים על פני כדור הארץ מושפעים מתהליכי בליה ושחיקה הנגרמים על ידי המים, הרוחות, החום והקור. הסלעים המתבלים מתפרקים לשברי סלעים, ולעתים אף מתמוססים במים. הרוחות, המים והקרחונים לא רק גורמים לבליית הסלעים – הם גם סוחפים את חומרי הבליה אל האזורים הנמוכים, ושם הם מצטברים, מתלכדים, מתקשים והופכים לסלעים. לדוגמה, אבן החול והחרסיות.

- סביבות השקעה ימיות – חלק ניכר מסלעי המשקע נוצרים בימים והם מורכבים מחומרים שונים השוקעים בים וכן משלדים של בעלי חיים. בים מצוי שפע של בעלי חיים, ולאחר מותם שלדיהם שוקעים על פני הקרקעית, מצטברים ונדחסים, עד שנוצרים סלעי משקע חדשים. לדוגמה, אבן הגיר.

- סביבות השקעה של מקווי מים סגורים – מקווי מים סגורים כמו ימה או אגם, שאין להם מוצא, הם סביבת השקעה ייחודית. כשהמים המצויים בגופי מים אלה מתאדים, החומרים המצויים בהם שוקעים ומצטברים בקרקעיתם והופכים לסלע. סלע המלח הוא דוגמה לסלע ששקע בסביבה אגמית.

נכיר כמה סלעים מקבוצת סלעי המשקע.

סלע הגיר

סלע הגיר הוא סלע משקע שנוצר בסביבת השקעה ימית. הוא מורכב מהמינראל קלציט. הגיר נוצר בים רדוד יחסית, והוא עשוי משרידי הקונכיות והשלדים של בעלי החיים שחיו בים באזור שבו השמש חודרת עד לקרקעית הים. על תהליך ההשקעה של סלעי הגיר – ראו איור משמאל.

(בספר איור:)

תהליך ההשקעה של סלע הגיר

א. שקיעה של שרידי בעלי חיים על קרקעית הים.

ב. במשך מיליוני שנים מצטברת שכבה עבה נוספת של שרידי בעלי החיים וחומרים נוספים, והיא מפעילה לחץ על השכבות שמתחתיה.

ג. שאריות בעלי החיים וחומרים נוספים מתפרקים ונדחסים, עד שהם הופכים לסלע גיר.

(בספר תמונה:)

"הכותל המערבי" בירושלים – האתר הקדוש ביותר בדת היהודית – הבנוי מאבני גיר גדולות

אבן החול

אבן החול היא סלע משקע יבשתי, העשוי ברובו מהמינראל קווארץ. היא נוצרת על ידי התפרקות והתבלות של סלעי הגרניט: הגרניט נשבר, נשחק ומתבלה, ומה שנותר ממנו בסופו של תהליך הבליה הוא גרגירים של המינראל העמיד ביותר שבגרניט – הקווארץ. הרוח והמים נושאים את גרגירי הקווארץ, עד שבסופו של דבר חלקם שוקעים ביבשה, וחלקם נסחפים אל הים ושוקעים בו. לעתים חודרות אל אבני החול תחמוצות של מתכות שונות, ואז מתקבלים במחשופי האבן צבעים מרהיבים. החול, משמש לייצור זכוכית וכחומר גלם בענף הבנייה.

(בספר תמונה:)

אבני חול צבעוניות מאזור פטרה, ירדן. הקווארץ חסר צבע או בעל צבע לבן והצבע האדום מתקבל מנוכחותו של ברזל

*185*

סלע הצור

הצור הוא סלע קשה, המופיע בטבע בצבעים שונים ובצורות שונות. לרוב הוא מופיע בשכבות, בצורת עדשות או בפסים, בתוך סלעי הקירטון או סלעי הגיר. הצור הוא סלע קשה מאוד, ולכן שימש בתקופת האדם הקדמון כחומר גלם ליצירת כלים שונים כגון סכינים, גרזינים וראשי חץ.

(בספר תמונה:)

סלע הצור – מבט מקרוב, ולצידו – כלי צור חד, ששימש בימי קדם כראש חץ. נמצא בחפירות ארכאולוגיות בקונטיקט, ארה"ב

חרסית

החרסית היא סלע משקע המורכב ברובו ממינראלי חרסית שונים. סלעי החרסית שוקעים בכמה סביבות השקעה, בים וביבשה, והם נוצרים עקב שחיקה של סלעים והתפרקותם עד לגודל זעיר ביותר, שאפשר לראותו רק במיקרוסקופ – 1/16 המ"מ, ואף פחות.

מינראלי החרסית המרכיבים את סלע החרסית מצטברים בים: נהרות גדולים מובילים את חומרי הסחף הקטנים ומשקיעים אותם בים ובמקווי מים כמו אגמים או ביצות. החרסיות שוקעות גם ביבשה, שם נושאת אותם הרוח ומשקיעה אותם במישורים.

לחרסיות יש צבעים שונים, שמקורם בתחמוצות הברזל ובחומרים נוספים המצויים בסלעי החרסית. אחת התכונות החשובות של החרסית היא היותה אטימה למים, ולכן האדם משתמש בה כבר מאז ימי קדם לייצור כלים שונים. גם כיום החרסית משמשת לייצור כלי קרמיקה ומוצרי חרסינה, וכן כחומר לבנייה.

(בספר תמונה:)

שכבות של חרסיות צבעוניות בנחל ארדון בנגב, ישראל

(בספר תמונה:)

קדר הודי מכין כלי חרס

סלע המלח

סלע המלח נוצר כתוצאה מהתאדות. כיצד? במי הים ובמי האגמים והנהרות מומסים יסודות ותרכובות של מלחים שונים. כאשר המים מתאדים, חומרים אלה שוקעים על הקרקעית ויוצרים סלעים – "סלעי התאדות" (בהם סלע המלח, הגבס ועוד). התאדות מהירה של מים, ושקיעה של סלעי התאדות, מתרחשת בעיקר באגמים שנכנסה אליהם אספקה סדירה של מי ים המכילים מלחים רבים. כאשר אספקת מי הים נפסקה או הוחלשה – התאדו המים והמלחים שקעו. הדוגמה המוכרת לנו ביותר היא ים המלח – אגם שמימיו מתאדים בחום השמש. הר סדום שלחוף ים המלח בנוי כולו מסלע המלח, שריד לאגם גדול שהשתרע באזור והתייבש.

כולנו מכירים את המלח – בלעדיו כל מאכל יישאר תפל. במהלך ההיסטוריה, אזורים שבהם נכרה המלח נחשבו בעולם לאזורים המחזיקים בידיהם אוצר של ממש: חשיבותו של המלח הייתה כה גדולה, עד כי בתקופות מסוימות הוא שימש כמטבע עובר לסוחר. חשיבותו הגדולה של המלח בימים ההם, שלא היו בהם אמצעי קירור או חומרי שימור מודרניים, הייתה בעיקר כחומר לשימור מזון. בצבא הרומי שולמו המשכורות בצרורות של מלח. המילה "משכורת" באנגלית – salary – מקורה במילה מלח.

(בספר תמונה:)

מערת ארובותיים בהר סדום, שקירותיה עשויים משכבות מלח

*186*

עוד מבט: פלא חצוב בסלע

(בספר תמונה:)

בית האוצר בפטרה, חצוב באבן החול

ההולך בקניון הצר המוביל לעיר פטרה שבירדן אינו מוכן להפתעה המחכה לו – לפתע נגלה לעיניו מבנה מרהיב עין, חצוב כולו באבן החול. סיור בעיר כולה טומן בחובו הפתעות רבות נוספות, כמו מקדשים, מבני מגורים ואמפיתאטרון – כולם חצובים בסלע, וחלקם מגולפים כמעשה אמנות של ממש.

פטרה הייתה בירתם של הנבטים – שבטים שמוצאם מחצי האי ערב, אשר הקימו בתקופה הרומית (לפני יותר מאלפיים שנה) ממלכה עשירה. הם עסקו בעיקר בהובלת בשמים ובדים מן המזרח הרחוק אל נמלי מזרח הים התיכון, ומשם – אל הלקוחות באימפריה הרומית. פטרה הייתה תחנה חשובה במסעם של הסוחרים הנבטים. כיום פטרה היא אחד מאתרי התיירות המפורסמים בעולם, ושרידיה מהווים מוקד משיכה לתיירים רבים.

מאובנים

ברבים מסלעי המשקע בולטת הופעתם של המאובנים – שרידים של בעלי חיים וצמחים שנשתמרו בסלעים.

רוב המאובנים הם שרידים של בעלי חיים שחיו בים: דגים, שבלולים, צדפות ואלמוגים, ששקעו על קרקעית הים לאחר מותם. החלקים הרכים של בעלי חיים אלה נרקבו ונעלמו, אך החלקים הקשים (כמו, למשל, השלד) מצטברים ונקברים, ובמשך הזמן הם מתאבנים – הופכים לאבן.

השתמרות השרידים של בעלי החיים והצמחים כמאובנים תלויה במבנה ובסוג של היצור החי שהתאבן, בהרכבו, וכן בסוג התהליכים הכימיים החלים עליו בעת תהליך ההתאבנות.

המאובנים משתמרים בסלע בדרכים שונות, למשל:

- מאובן גלעין – חללים פנימיים של שבלולים או של קונכיות, שהתרוקנו מבעלי חיים החיים בתוכם והתמלאו בחומר אחר, השומר על צורתה של התבנית הפנימית.

- מאובן דפוס – דפוס של קונכייה (מצידה הפנימי או החיצוני), עלי צמחים, טביעת רגל, סימני זחילה וכדומה, שהוטבעו בסלע הרך והפכו לחלק מן הסלע.

המאובנים עוזרים לגאולוגים בשחזור ההיסטוריה הגאולוגית של כדור הארץ. כן מסייעים המאובנים בקביעת גילו של הסלע שהם מצויים בו (ראו עמ' 191).

(בספר תמונה:)

אלמוג. מאחר שסביבת המחיה של האלמוגים היא ים חם ורדוד, הימצאותו של מאובן של אלמוג בסלע מעידה על כך שנוצר בים חם ורדוד

(בספר תמונה:)

טרילוביט – פרוק-רגליים ימי, שנכחד לפני כ-250 מיליוני שנים

*187*

עוד מבט: מדוע נעלמו הדינוזאורים?

שרידי הדינוזאורים הם אולי המאובנים המרשימים ביותר. בעלי חיים ענקיים אלה היו נפוצים על פני כדור הארץ, והמאובנים שלהם נמצאו ברוב חלקי תבל – בסין, בארצות הברית, בקנדה, בארגנטינה, ואפילו בבית זית שליד ירושלים. חייהן של חיות ענק אלה, וחידת היעלמותן מעל פני האדמה, מעוררים סקרנות רבה.

מעקב אחר ההיסטוריה הגאולוגית של כדור הארץ מראה כי בעבר הרחוק התרחשו כמה אירועים הרסניים שגרמו להכחדתם של רוב בעלי החיים והצמחים על פני כדור הארץ. האירוע שגרם להכחדת הדינוזאורים, יחד עם מרבית היצורים האחרים שחיו אז, חשוב במיוחד, מפני שמאז השתנתה תמונת החיים על פני כדור הארץ: בא הקץ לשלטונם של הזוחלים הענקיים, וההתאוששות של עולם החי והצומח, שהחלה לאחר מכן, הובילה לתחילת התפתחותם של היונקים וצורות החיים הנפוצות האחרות של ימינו, בהם גם אנחנו, בני האדם. אירוע דרמטי זה התרחש לפני כ-65 מיליוני שנים. החוקרים חלוקים בדעותיהם מה היה טיבו של האירוע: יש הטוענים שמטאוריט שפגע בכדור הארץ, גרם להתפוצצות אדירה שעוצמתה כשל רעידת אדמה אדירת-ממדים. פגיעה זאת יצרה מכתש ענק שרוחבו כ-200 ק"מ, והעלתה אל האטמוספרה כמות עצומה של חלקי סלע ואבק רב. האבק כיסה את כדור הארץ, קרני השמש לא הצליחו לחדור, וקור וחשיכה שררו על פני האדמה. הצמחים ובעלי החיים לא הצליחו לשרוד בתנאים כאלה, והם נכחדו. אכן, מדענים הצליחו לגלות מכתש מתאים, הקבור מתחת לשכבות סלע, בחצי האי יוקטן שבמכסיקו. מדענים אחרים סבורים שהאירוע הדרמטי הזה – מקורו בהתפרצות געשית אדירה, אשר כיסתה את עין השמים בכמויות עצומות של אפר געשי, וגרמה אף היא להסתרת הקרינה של השמש וכן לקור ולחשכה.

(בספר תמונה:)

שלד של דינוזאור ממין טירנוזאורוס רקס (או בקיצור, טי-רקס), המכונה סו. לאחר מותה, לפני 67 מיליון שנה, נקברה סו בסלע והתגלתה רק בשנת 2000, זהו שלד הטי-רקס הגדול, השלם והשמור ביותר שנמצא מעולם. הוא מוצג במוזאון פילד בשיקגו, ארה"ב

סלעים מותמרים

הסלעים המותמרים (או בשמם הלועזי, "סלעים מטמורפיים"), הם סלעים שעברו שינוי (התמרה) בעקבות לחץ גדול שהופעל עליהם או טמפרטורה גבוהה שהם נחשפו אליה, או שניהם גם יחד. תנאים כאלה, של לחץ וחום גבוהים, שוררים במעמקי כדור הארץ, באזורים שבהם לוח טקטוני אחד מתנגש בלוח טקטוני אחר. תהליכי הדחיסה והשקיעה של הלוחות גורמים ללחץ חזק על הסלעים ולעליית הטמפרטורות, ואלה גורמים לשינוי בצורת הסלעים ובמבנה המינראלים שלהם.

הסלעים שהותמרו יכולים להיות מכל סוג – סלעי יסוד, סלעי משקע, או סלעים מותמרים שעברו תהליך התמרה נוסף.

שיש

השיש הוא סלע מותמר מוכר. המקור שלו הוא סלע גיר שעבר תהליך התמרה והפך לסלע קשה מאוד. משתמשים בשיש כמשטח לציפוי (למשל, להכנת משטחים שמצפים בהם קירות בבניינים מפוארים). כן משתמשים בו להכנת משטחי עבודה למטבחים, ולצורכי פיסול. כדאי לציין כי שלא כמקובל – לא כל משטח מלוטש עשוי מסלע השיש.

(בספר תמונה:)

ארמון הטאג' מאהאל בעיר אגרה בהודו, הבנוי כולו משיש

*188*

מחזור הסלעים בטבע

*188*

בעולם שאנו חיים בו קיימות תופעות מחזוריות רבות. גם עולם הסלעים מאופיין במחזוריות: בעקבות תהליכים שונים וממושכים (געשיות, התכה, התמרה, הרמה, בליה, סחיפה, השקעה), כל סלע יכול להפוך לסלע אחר. מחזור של מיליוני שנים עד מאות-מיליוני שנים, שבמהלכו הסלעים נתונים לשינויים חוזרים ונשנים והופכים לסלעים אחרים, נקרא מחזור הסלעים בטבע. במהלך מחזור הסלעים, סלעים מסוגים שונים שוקעים אל מעמקי כדור הארץ עם הלוח הטקטוני שהם מצויים עליו, מותמרים, ניתכים והופכים למגמה, ומופיעים שוב על פני כדור הארץ כסלעי יסוד. שם, על פני השטח, הסלעים השונים נתונים לתהליכי בליה ופירוק, ולתהליכים של סחיפה והסעה על ידי המים והרוח, ואז הם מושקעים כסלעי משקע במקום אחר (על תהליכים אלה ראו – חלק שני, תהליכים חיצוניים). ושם, שוב – הם עשויים להשתנות, לשקוע למעמקי כדור הארץ, לעבור תהליך התמרה או התכה, וחוזר חלילה.

(בספר איור:)

מחזור הסלעים בטבע

במהלך מחזור הסלעים מתרחשים מעברים בין המערכות השונות הבונות את כדור הארץ – הגאוספרה, ההידרוספרה, האטמוספרה והביוספרה. למשל: גזים הפורצים מהרי געש (מהגאוספרה) נפלטים לאוויר (לאטמוספרה); מים זורמים (בהידרוספרה) שוחקים ומסיעים חלקי סלעים (בגאוספרה); שלדי בעלי חיים (מהביוספרה) שוקעים באוקיינוסים (בהידרוספרה) והופכים לסלעים (בגאוספרה).

*189*

עוד מבט: מעבדת שדה לזיהוי הסלעים

מצויים סביבנו סוגי סלעים רבים, ולעתים נרצה לזהותם ולדעת מיהו מי... זיהוי הסלע יכול לעזור לנו להבין את ההיסטוריה הגאולוגית של אזור. כך, למשל, זיהויו של סלע הגיר יביא למסקנה שהאזור היה קרקעיתו של ים עתיק, וזיהויו של סלע הבזלת יעיד על פעילות געשית שהתרחשה בעבר באזור. זיהוי הסלעים מסייע גם למחפשים אוצרות טבע לאתר את מיקומם – נפט, למשל, יימצא בסלעי המשקע בלבד, ואוצרות טבע אחרים יימצאו בסלעים אחרים ובסביבות אחרות.

התכונות השונות המאפיינות את הסלעים השונים עוזרות לנו לזהות אותם כבר בשטח, בשדה. הצבע השחור המאפיין את הבזלת, למשל, עוזר לזהותה. אך יש לדעת כי צבעו של הסלע אינו מרמז חד משמעית על זיהויו, מאחר שרוב הסלעים מופיעים בגוונים שונים. גם המגע הממושך של הסלעים עם אוויר ומים גורם לכך שהם מתכסים בציפוי או בקרום העלול להטעות את המבקשים לזהות את הסלע. לפיכך הגאולוגים לוקחים איתם פטיש לשדה – הם שוברים סלעים ובודקים דוגמה "טרייה" שלהם, כזו שלא נחשפה למים ולאוויר.

זיהוי הסלע – עדיף, אם כן, שייעשה על פי כמה נתונים. נביא שתי בדיקות נוספות שניתן לבצע בשדה כדי לזהות את סוג הסלע:

- דרגת הקשיות של הסלע. בודקים את דרגת הקשיות של הסלע על ידי חריצת הסלע בעזרת כלים שונים. יש סלעים רכים, כמו הקירטון או הגבס, שאפשר לחרוץ אותם בציפורן. סלעים אחרים, קשים יותר, כמו סלעי הגיר או הדולומיט, לא נצליח לחרוץ בציפורן, אבל אם נשתמש במסמר או בזכוכית הם ייחרצו. סלעים קשים מאוד, כמו סלע הגרניט, לא ייחרצו אפילו על ידי מסמר או זכוכית.

- תגובה לחומצה מלחית מהולה. החומצה המלחית (HCl) היא תרכובת העשויה ממימן ומכלור. כשהיא באה במגע עם המינראל קלציט – מתרחשת תגובה כימית היוצרת תסיסה ובעבוע של בועות גז. כך אפשר לזהות סלעים כגון הגיר והקירטון, הבנויים מהמינראל קלציט – מטפטפים עליהם כמה טיפות של חומצה מלחית, וצופים בתסיסה הנוצרת.

מלבד האמצעים שמנינו, קיימים אמצעים נוספים העוזרים בזיהוי סוגי הסלעים, בהם אף טעמו של הסלע (למשל, סלע המלח הוא מלוח), או מידת הידבקותו ללשון (למשל, החרסית נדבקת ללשון, מאחר שהמינראלים המרכיבים אותה סופחים את הרוק).

(בספר תמונה:)

הפטיש ובקבוקון החומצה הם ציוד חובה בתרמיליהם של הגאולוגים – בעזרתם הם חושפים את פנים הסלע, שאינו בא במגע עם האוויר או עם המים

*190*

השעון המונה מליונים

*190*

כשמדברים על זמן גאולוגי, מדברים על טווחי זמן שהם ארוכים במידה בלתי נתפסת – מיליוני ואף מיליארדי שנים. קורות חייו של הכדור שלנו הם ארוכים מאוד: המדענים מעריכים שכדור הארץ נוצר לפני 4.6 מיליארדי שנים. הוא היה אז כוכב לכת רותח, שתוהו ובוהו שררו בו; מטאוריטים פגעו בו, והתפרצויות געש עצומות התחוללו על פניו. אט אט התקרר הכדור הלוהט, נוצרו מים שמילאו את האוקיינוסים, והיבשות הופרדו מן הימים. מאז התחוללו על פני כדור הארץ שינויים בלתי פוסקים: לוחות נדדו, הרים התקמטו והתבלו והרים חדשים נוצרו, שכבות עבות של סלעים הצטברו, וגם עולם החי והצומח שינה את פניו לאורך ההיסטוריה הארוכה הזאת. איך יודעים מה היה לפני זמן רב כל כך? לשם כך החוקרים בודקים גם את מה שמתרחש כיום. הם דבקים בכלל האומר: ההווה הוא המפתח לעבר. למשל, מחפשים היכן נוצרים כיום סלעי גיר; בודקים מה קורה כיום בעקבות רעידת אדמה; חוקרים אילו תהליכים כימיים מתרחשים בסלעים בעקבות התפרצות געשית, ועוד.

כאשר חושבים על מושגי הזמן הגאולוגי ועל תהליכים גאולוגיים, יש לדעת שלא מדובר במהפכות – הכול מתרחש לאט מאוד! מקובלת חלוקה קבועה של לוח הזמנים הגאולוגי, חלוקה המסתמכת על מאורעות בולטים במיוחד – כמו, למשל, קימוטים חשובים, יצירת שרשרות הרים, הכחדות גדולות (כמו ההכחדה הגדולה שהעבירה מן העולם את הדינוזאורים ובעלי חיים אחרים), וכדומה.

את ההיסטוריה הגאולוגית של כדור הארץ מחלקים ל-4 עידנים עיקריים, הממוינים על פי התפתחות החיים על פני כדור הארץ (ראו איור):

(בספר איור:)

העידנים הגאולוגיים וגילם במיליוני שנים לפני זמננו

- פרקמבריום (פרה – לפני, קמבריום – חיים) – העידן הקדום, שבו לא נוצרו עדיין חיים. נמשך כ-4,000 מיליוני שנים.

- פלאוזואיקון (פלאו – עתיק) – עידן בעלי החיים הקדומים, יצורים חד-תאיים פשוטים. נמשך כ-320 מיליוני שנים.

- מזוזואיקון (מזו – אמצעי) – העידן האמצעי, שהתאפיין בבעלי חיים כמו חרקים וזוחלים גדולים. נמשך כ-185 מיליוני שנים.

- קנוזואיקון (קנו – צעיר) – עידן בעלי החיים הצעירים, היונקים. נמשך כ-65 מיליוני שנים, עד ימינו.

כדי להמחיש את מושג הזמן הגאולוגי, ננסה להשוות את ההיסטוריה הגאולוגית הארוכה לשנה אחת. בצד שמאל של האיור, תוכלו לראות השוואה כזאת: אם לידתו של כדור הארץ התרחשה ב-1 בינואר, הרי הופעת האדם התרחשה רק מעט לפני תום השנה, כמה שעות לפני ה-31 בדצמבר...

*191*

שיטות לקביעת הזמן הגאולוגי

שתי שיטות עיקריות משמשות את החוקרים בבואם להגדיר את גילו של סלע מסוים: השיטה הרדיואקטיבית ושיטת המאובנים. נסקור את שתיהן בקצרה.

כדי לקבוע את גילו המוחלט של הסלע, כלומר לקבוע מתי בדיוק הוא נוצר, החוקרים נעזרים בשיטה הרדיואקטיבית. שיטה זאת התפתחה שנים רבות לאחר שיטת התיארוך בעזרת המאובנים, והיא מבוססת על העובדה שבטבע קיימים יסודות המתפרקים במשך הזמן ליסודות אחרים, תוך שהם משחררים קרינה רדיואקטיבית. להתפרקות זאת יש קצב קבוע וידוע, למשל: היסוד אשלגן מתפרק והופך ליסוד אחר, הנקרא ארגון, והתהליך הזה מתרחש בקצב ידוע. כאשר בודקים את כמות האשלגן המצויה בסלע מסוים ואת כמות הארגון המצויה בו, אפשר לחשב כמה זמן עבר מאז נוצר הסלע. החישוב נותן מידע על גילו המדויק של הסלע ולא על גילו היחסי, כמו בשיטת המאובנים.

שיטת המאובנים היא הוותיקה בין שתי השיטות. היא מבוססת על מאובנים מיוחדים, המכונים "מאובנים מנחים". אלה הם מאובנים של מיני בעלי חיים שהייתה להם תפוצה נרחבת בעולם, אך הם התקיימו במשך זמן קצר בלבד לפני שנכחדו. על כן למאובנים כאלה צריכה להיות תפוצה נרחבת בסלעים רבים בעולם, והם יכולים להעיד על זמן היווצרותם של הסלעים. דוגמה למאובן כזה הם סוגים שונים של אמוניטים – שבלולים גדולים שחיו בים רדוד ברחבי העולם.

האמוניטים השונים התקיימו מלפני כ-200 מיליוני שנים ועד לפני כ-65 מיליוני שנים, ואז הם נכחדו (יחד עם הדינוזאורים). בין הסוגים השונים בתוך משפחת האמוניטים ישנם סוגים מסוימים שמשך זמן קיומם היה קצר יותר – מיליוני שנים ספורים, והם משמשים כמאובנים מנחים מצוינים.

בעזרת שיטת המאובנים מקבלים מידע על גילו היחסי בלבד של הסלע, על פי סדר ההתפתחות של המינים השונים של היצורים החיים על פני כדור הארץ. למשל, סלע שנמצא בו מאובן של יונק, הוא צעיר יותר מסלע שנמצא בו מאובן של אמוניט, מאחר שהיונקים התפתחו זמן רב אחרי בעלי החיים הימיים. הגיל היחסי מציין את רצף ההתרחשות של האירועים, למשל: אילו סלעים הם הקדומים ברצף סלעים מסוים, ואילו מהם הם הצעירים, ומהו סדר ההשקעה שלהם.

כל השיטות המשחזרות את התפתחותו של כדור הארץ ואת גילו עוקבות אחר דרך מחשבה מדעית, ומשתמשות בכלים מדעיים שונים. אין בכך כדי לסתור או להפר את הגישות האחרות, המסבירות את היווצרות העולם ואת קיומם של היצורים החיים בו.

(בספר תמונה:)

אמוניט שחתכו אותו לשניים. ניתן לראות שהוא בנוי תאים-תאים. על ידי הכנסת מים או שחרור מים מהתאים הצליח האמוניט להעמיק או לצוף (בדומה לעיקרון שעל פיו עובדת צוללת)

(בספר תמונה:)

מאובני ענק במוזאון ביפן. המאובן האמצעי הוא של טרילוביט, והמאובנים משמאל ומימין הם של אמוניטים. האמוניטים מופיעים בגדלים שונים – מאמוניטים שגודלם סנטימטרים בודדים ועד לאמוניטים שגודלם כגודל גלגל של משאית

(בספר תמונה:)

צדפה מאובנת של רודיסט

*192*

מבזק סיכום

- הסלעים מורכבים ממינראלים. ישנם סלעים המורכבים ממינראל אחד בלבד, וישנם סלעים המורכבים משני מינראלים או יותר.

- המינראל הוא חומר הבנוי מתרכובת של יסודות כימיים. ישנם מינראלים המורכבים מיסוד כימי אחד, וישנם מינראלים המורכבים משני יסודות או יותר.

- הסלעים נבדלים זה מזה בתכונותיהם. התכונות המיוחדות של הסלע נובעות מההרכב המינראלי שלו ומהמבנה המייחד אותו. לצורך זיהוי הסלעים בודקים את התכונות: צבע, קושי, ברק, מרקם, תגובה לחומצת מלח, מגנטיות, שקיפות, ריח, טעם.

- סלעי היסוד הם סלעים שמקורם במגמה שמתחת לקרום כדור הארץ. סלעי היסוד נחלקים לשני סוגים – סלעי פרץ וסלעי תהום. ההבדל בין שני סוגי הסלעים הוא בדרך התקררותם והתגבשותם.

- לסלעי המשקע יש 2 תכונות ייחודיות: כל סלעי המשקע מצטברים ונערמים בצורת שכבות, ובסלעי המשקע אפשר למצוא מאובנים.

- הסלעים המותמרים הם סלעים שעברו שינוי בצורת הסלע ובמבנה המינראלי והכימי שלו. לרוב ההתמרה מתרחשת בתנאים של טמפרטורה גבוהה או לחץ גבוה או משילוב של שניהם יחד.

- מחזור של מיליוני שנים עד מאות-מיליוני שנים, שבו סלע הופך לצורות סלעים שונות, נקרא "מחזור הסלעים בטבע".

- ישנן שתי שיטות עיקריות לגלות את גילה של שכבת סלע: שיטת המאובנים והשיטה הרדיואקטיבית.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*192*

1.א. כתבו במחברת את המושג המתאים לכל אות באיור שמשמאל: מגמה, לבה, סלע פרץ, סלע תהום, דייק.

(בספר איור)

ב. האם תוכלו לשחזר את ההיסטוריה הגאולוגית של האזור? מהם האירועים שהתרחשו בה? באיזה סדר הם התרחשו?

2.א. ערכו השוואה בין סלעי היסוד השונים: סלעי פרץ וסלעי תהום. היעזרו בקריטריונים הבאים:

הסביבה שבה נוצרים הסלעים, מהירות ההתגבשות של המינראלים המרכיבים את הסלעים, גודל הגבישים במינראלים המרכיבים את הסלעים.

ב. ציינו שמות של סלעי יסוד המשתייכים לכל אחת מהקבוצות.

ג. מה משותף לסלעי הפרץ ולסלעי התהום?

*193*

3.א. מהו ההבדל העיקרי (הנראה לעין) בין הגבישים בסלע הבזלת לבין הגבישים בסלע הגרניט?

ב. הסבירו ממה נובע הבדל זה?

4. הגרניט הוא סלע תהום, והריוליט הוא סלע פרץ.

א. גם הגרניט וגם הריוליט מורכבים מאותם מינראלים. הסבירו כיצד זה ייתכן.

ב. איזה הבדל תצפו לראות בין הסלעים בבדיקה תחת מיקרוסקופ? הסבירו.

5.א. כיצד נוצרים סלעי המשקע?

ב. באילו סביבות השקעה על פני כדור הארץ נוצרים סלעי המשקע?

ג. העתיקו את הטבלה שלפניכם למחברת וערכו בה השוואה בין הסוגים השונים של סלעי משקע:

ריק, סביבת ההשקעה, מה שקע / החומר ששקע, תהליך ההשקעה, שימושים של הסלע

סלע הגיר, --, --, --, --

אבן החול, --, --, --, --

החרסית, --, --, --, --

סלע המלח, --, --, --, --

6. מה יכול להימצא בסלעי המשקע, ולעולם לא יימצא בסלעי היסוד? מדוע?

7. ציינו 3 סוגים של סלעי משקע המצויים בארץ, והיכן אפשר למצוא אותם.

8. הכינו מאובנים משלכם.

המאובנים נשמרים בתהליכים שונים ויוצרים סוגים שונים של מאובנים. נדגים שניים מהם: דפוס-הטבעה או דפוס של המאובן על גבי הבוץ הרך שעליו שקע. בצורה כזאת נשמרת צורתו החיצונית של היצור – בעל חיים או צמח; גלעין – מילוי הדפוס שנוצר על ידי חומר מינראלי.

כדי להדגים שני סוגי מאובנים אלה עליכם להכין פלסטלינה, גבס, מעט חומר שמנוני (שמן או וזלין או קרם שמנוני), וכן קונכייה או צדף.

סוג 1: א. מרחו מעט חומר שמנוני על הקונכייה או על הצדף.

ב. לחצו את הקונכייה או את הצדף על הפלסטלינה והסירו אותם בעדינות.

סוג 2: א. מרחו את הצורה שנתקבלה בתוך הפלסטלינה במעט חומר שמנוני.

ב. ערבבו את הגבס עם מעט מים, עד שתקבלו עיסה סמיכה.

ג. שפכו את הגבס אל תוך הצורה שנתקבלה בפלסטלינה.

ד. לאחר שהגבס מתייבש – הפרידו בעדינות את הגבס מן הפלסטלינה.

יצרתם שתי צורות התאבנות: דפוס וגלעין. איזו משתי הצורות שיצרתם היא הדפוס?

ואיזו מהן היא הגלעין?

9. א. אילו סלעים יכולים להפוך לסלעים מותמרים?

ב. באילו תנאים הסלעים הופכים לסלעים מותמרים?

10. ערכו תרשים זרימה שכותרתו: "סלעי כדור הארץ". הוסיפו ריבועים וחיצים המפרטים את סוגי הסלעים וכן את תת-הסוגים השונים. הוסיפו שמות של סלעים, כדוגמאות.

*194*

11. לפניכם חתך של מחשוף סלעים.

(בספר איור)

א. מהי השכבה העתיקה ביותר בחתך? מהי השכבה הצעירה ביותר?

ב. נסו לתאר מה קרה באזור מבחינה גאולוגית לפי החתך.

התייחסו לסוגי המסלע, לקימוט ולשבירה. שערו מה היה סדר האירועים.

12. בדקו באטלס, במפה גאולוגית של ישראל, וענו:

א. היכן בישראל אפשר לראות את המסלע העתיק ביותר? מאיזה עידן הוא?

ב. היכן בישראל אפשר לראות את המסלע הצעיר ביותר? מאיזה עידן הוא?

13. א. אילו סלעים אפשר לבדוק בעזרת שיטת המאובנים לקביעת גילם? מדוע?

ב. מהו יתרונה של השיטה הרדיואקטיבית לקביעת גילם של סלעים?

14. היכנסו לכותר, עברו שלב אחר שלב על ההוראות להגדרת סלעים וזהו כל אחד מהסלעים מתוך ערמת הסלעים הכוללת 6 סלעי משקע.

*195*

חלק שני – תהליכים חיצוניים

*195*

(בספר תמונה:)

שני איים קטנטנים מתוך 3,000 האיים הממוקמים במפרץ האלונג בווייטנאם.

האיים המבצבצים במי המפרץ התכולים הם תוצאה של פעולת המים והרוחות על הסלעים

לאחר שהכרנו את הכוחות והתהליכים הפנימיים היוצרים את הנופים השונים הקיימים על פני כדור הארץ, נכיר את הכוחות החיצוניים המעצבים את הנוף מחדש. תחום הדעת העוסק בחקר ובהבנה של הכוחות החיצוניים ושל התהליכים שהם מעורבים בהם, נקרא גאומורפולוגיה (ביוונית: גאו – אדמה, מורפו – צורה, לוגוס – לימוד, תורה).

בחלק זה של היחידה נתמקד בכוחות ובתהליכים החיצוניים העיקריים:

- נכיר את תהליכי הבליה השונים, ונראה כיצד הם משפיעים על עיצוב הנוף.

- נלמד כיצד נוצרת הקרקע, ומה חשיבותה.

- נבחן את ההשפעה של זרימת המים בנהרות, של הגלים והזרמים בים, של הרוח הנושבת ושל הקרחונים על צורות הנוף.

- נבחן כמה נושאים העולים בעקבות ההשפעות ההדדיות בין האדם לנוף.

*196*

פרק א – נוף הולך ומשתנה

*196*

הנוף סביבנו משתנה ללא הרף – הסלעים מתפוררים ומתדרדרים מן ההרים לעמקים, חלקיקי החול מועפים ברוח למקומות אחרים, הנהרות מסיעים חלקיקי סלע בלויים ומשקיעים חומרי סחף באוקיינוסים, ויש עוד ועוד שינויים כאלה. כיצד כל זה קורה? מה הם התהליכים המעצבים כל העת את הנוף מחדש?

הנוף של פני כדור הארץ משתנה באמצעות כמה תהליכים:

- בליה – תהליך שבו הסלעים שעל פני כדור הארץ מתבלים ומתפרקים לחלקים קטנים.

- סחיפה – תוצרי הבליה – חלקי סלע בעלי גדלים שונים – ניתקים ממקומם והם נסחפים ומוסעים למקומות אחרים על ידי כוחות כמו מים, רוח וקרחונים.

- השקעה – בתום תהליך סחיפתם, חומרי הבליה נעצרים במקומות אחרים והם שוקעים ויוצרים נופים חדשים. התהליכים האלה שלובים זה בזה, והם מתרחשים בעת ובעונה אחת.

מסעם של סלעי גרניט

כדי להבין את התהליכים החיצוניים הגורמים לעיצוב הנוף – הבליה, הסחיפה וההשקעה – נעקוב בעזרת התמונות אחר דוגמה אחת לשינוי הנוף: מסעם של סלעי גרניט עד שהם הופכים לחוליות.

1. סלע הגרניט הבונה רכס הרים מתבלה, והחלקים שהתבלו ניתקים ממנו, נופלים (בגלל כוח הכבידה) ונערמים למרגלות ההרים. שם הם יכולים להישאר זמן רב עד שגורם אחר, למשל המים, סוחף חלק מהם להמשך המסע.

2. שברי הסלעים נסחפים ומוסעים על ידי המים שבנחלים ובנהרות היורדים מן ההרים, במסע העשוי להימשך מאות ואף אלפי קילומטרים. תוך כדי כך הסלעים ממשיכים להתבלות:

הם מתנגשים זה בזה ובסלעים אחרים העומדים בדרכם, הם נשחקים ומשנים את צורתם, והם נתונים לתהליכים כימיים הממיסים אותם. חלקם מתעגלים והופכים לחלוקי נחל; חלקם נשברים והופכים לגרגירים קטנים – גרגירי חול ואף גרגירים קטנים מחול; וחלקם מתמוססים במי הנהר.

3. במהלך מסעם הארוך, חומרי הסחף הגדולים והכבדים שוקעים בקרקעית הנהרות והנחלים, ולעתים הם יוצרים שם מעין איים. חומרי הסחף הקטנים והקלים ממשיכים במסעם עם מי הנהרות.

4. חומרי הסחף הקטנים, והחומרים המומסים, מגיעים עם מי הנהר אל בסיסי הסחיפה אל המקומות הנמוכים ביותר שהנהרות מגיעים אליהם. למשל, החלקיקים הקטנים עשויים להגיע אל הים ולשקוע בקרקעיתו, להצטבר שם, ובמשך הזמן להפוך לסלעים חדשים. החלקיקים הגדולים יותר שוקעים בדרך כלל עוד לפני שהם מגיעים לים, סמוך לחוף, ויוצרים צורות נוף חדשות כמו דלתה. ואולם גם כאן אין לחומרי הסחף מנוח: זרמי הים סוחפים את חלקם לאורך החופים, וגלי הים מעלים אותם אל היבשה במקום אחר ובונים שם רצועה של חול.

5. הרוח מסיעה את גרגירי החול מחוף הים אל תוך היבשה, ועורמת אותם לחוליות. מיקומן של החוליות אינו קבוע – הרוח עשויה לשנות שוב את מקומן ואת צורתן.

כיצד מתחיל מסעם של הסלעים? מה הם תהליכי הבליה השונים הגורמים לסלעים להישבר ולהתפרק? בעמודים הבאים נכיר את תהליכי הבליה לסוגיהם.

(בספר חמש תמונות)

*197*

תהליכי בליה

*197*

כשרוצים לומר על מישהו שהוא חזק, אומרים עליו שהוא "איתן כסלע". אבל אפילו הסלע החזק נשחק, נשבר, מתפורר או מתמוסס כאשר הוא בא במגע עם אוויר ומים. התהליכים הגורמים לסלעים להתפרק לחלקים קטנים ולהתנתק אלה מאלה או להתמוסס הם תהליכי בליה, והחומרים הנוצרים על ידי תהליכים אלה נקראים "בלית" או "חומרי בליה". נעמוד על 3 הדרכים לבליית הסלעים.

1. בליה מכנית

הבליה המכאנית היא תהליך שבו הסלע נשבר ומתפורר לשברים ולחלקים קטנים בשל לחץ המופעל עליו, לחץ שמקורו בפעולה של המים, הרוח, גלי הים או גורמים אחרים. הרכבם של החלקים שנוצרו לאחר התפוררות הסלע אינו שונה מהרכבו של סלע האב – הסלע שממנו התנתקו.

הסלע מתפרק בדרכים שונות, לדוגמה: מים הקופאים בסדקים שבסלע מפעילים לחץ חזק ומתמשך, עד שהסלע נשבר ומתפרק לחלקים קטנים יותר. גם מים זורמים, רוח חזקה, גלי ים מתנפצים או קרחון בתנועה, סוחפים חלקי סלע או מתחככים בסלעים שהם פוגשים בדרכם, ויכולים לשחוק או לשבור אותם.

תהליכי הבליה המכאניים, הגורמים לניפוץ ולשבירת הסלעים, נפוצים מאוד באזורים החמים והצחיחים ובאזורים הקרים והלחים. לתהליכים אלה יש השפעה רבה על עיצוב הנוף באזורים אלה, והם יוצרים נוף דומה בשני האזורים (ראו תמונות ואיור):

- באזורים הקרים, שהטמפרטורות השוררות בהם יורדות אל מתחת לנקודת הקיפאון, המים המחלחלים לסדקים שבתוך הסלע – קופאים שם, נפחם גדל והם לוחצים על דפנות הסדקים, והסלע מתפורר. וכך, המים הקופאים ומפשירים לסירוגין בתוך סדקי הסלעים גורמים לשבירת הסלעים ולניפוצם.

- באזורים החמים, שאין בהם תהליכי קפיאה והפשרה, מתרחש תהליך דומה של ניפוץ סלעים, אלא שבאזורים אלה החרסיות הן שגורמות לכך. כיצד? החרסיות המגיעות עם הרוח שוקעות וממלאות את סדקי הסלעים. כאשר הן סופגות מים – הן תופחות, ואז הן לוחצות על דפנות הסדקים ומרחיבות אותם; וכשהן מתייבשות – הן מתכווצות ומשאירות מקום לכניסה של חרסיות נוספות. התהליך של התרחבות החרסיות והתכווצותן פעמים רבות בתוך הסדקים, גורם לניפוץ הסלעים ולשבירתם. באזורי המדבר החמים מתרחש תהליך דומה עם המלחים המתרחבים בסדקי הסלע.

(בספר תמונה:)

שברי סלעים שנותרו מסלע שהיה נתון לתהליכים של בליה מכאנית

(בספר תמונה:)

מדרון מכוסה שברי סלעים במדבר יהודה – אזור חם וצחיח

(בספר שלושה איורים:)

ניפוץ ושבירה של הסלע על ידי תהליכי קפיאה והפשרה באזורים הלחים והקרים

א. מי הגשמים נכנסים לסדקים שבסלע וממלאים אותם

ב. כשהמים קופאים נפחם גדל, והם מתרחבים ולוחצים על דפנות הסדקים

ג. לאחר שהמים קופאים ומפשירים פעמים רבות, הסלעים מתרחבים עד שחלק מהסלע ניתק ממקומו ונופל

*198*

2. בליה כימית

הבליה הכימית היא תהליך הממיס את הסלע וגורם להתפרקותו. תהליך זה שכיח בעיקר באזורים הלחים שהטמפרטורות בהם גבוהות, מאחר שהלחות והחום מזרזים את התרחשותו. קיימים סוגים שונים של תהליכי בליה כימיים, והנפוץ שבהם הוא תהליך הקארסט, היוצר נוף קארסטי – נוף הנוצר על ידי תהליכי המסה והשקעה, בעיקר במקומות שבהם מצויים סלעי גיר.

הנוף הקארסטי – תוצר של הבליה הכימית

תהליכי הבליה הקארסטית גורמים להמסה של הסלעים, ולהשקעת החומר המומס. תהליכים אלה יוצרים צורות נוף מיוחדות, צורות נוף קארסטיות, שהן נפוצות מאוד בעולם. מקור שמן הוא באזור קארסט שבסלובניה, שם התופעה נפוצה מאוד. המים הזורמים באזורים הקארסטיים אינם נותרים זמן רב על פני השטח: הם "נבלעים" במהרה לתוך הסדקים והחללים שבסלעים, וממשיכים לזרום מתחת לפני השטח. זרימת המים מעל לפני הקרקע ומתחת לפני הקרקע יוצרת נוף קארסטי עילי ונוף קארסטי תת-קרקעי.

היווצרותו של הנוף הקארסטי מתרחשת באזורים שמתקיימים בהם התנאים הבאים:

- שכבות של סלע כמו גיר, שהוא סלע מסיס (נמס בקלות).

- סדקים וחללים בסלע, המאפשרים חדירת מים לתוך הסלעים.

- כמויות גדולות של משקעים, המאפשרים התפתחות של צמחייה. הצמחייה מספקת לקרקע כמויות גדולות של פחמן דו-חמצני.

- כששוררות באזורים אלה גם טמפרטורות גבוהות, הן מזרזות את תהליכי הבליה הכימיים.

(בספר איור:)

תהליך ההיווצרות של נטיפים וזקיפים

א. המים החומציים שממיסים את הגיר מטפטפים מתקרת המערה באיטיות רבה, וחלקם מתאדים.

ב. הפחמן הדו-חמצני שהיה בטיפת המים מתנדף, והסידן שהיה מומס במים מתגבש ונשאר כמשקע גירי על התקרה. טיפות המים שלא התאדו נופלות על קרקעית המערה, שם הן מתאדות ומשקיעות את הגיר.

ג. וכך, טיפה אחר טיפה, מצטברים משקעי הגיר: על תקרת המערה הם יוצרים נטיף ההולך ונבנה כלפי מטה, ועל קרקעית המערה הם יוצרים זקיף ההולך ונבנה כלפי מעלה

(בספר איור:)

תהליכי המסה והשקעה במערה קארסטית

א. בדרכם באוויר, מי הגשמים מתרכבים עם הפחמן הדו-חמצני המצוי באוויר, וכשהם חודרים אל הקרקע הם מועשרים בפחמן הדו-חמצני המצוי בקרקע, והופכים לחומצה חלשה.

ב. החומצה מחלחלת בקרקע עד שהיא מגיעה לשכבה של סלעי גיר, ממיסה חלק מהם ויוצרת בהם מערות וחללים.

ג. הגיר המומס מושקע במערות ויוצר משקעי גיר – נטיפים וזקיפים – בעלי צורות מרהיבות (ראו איור בעמוד הבא). הנטיפים והזקיפים גדלים בכ-2 מ"מ בשנה

*199*

צורות נוף קארסטיות

(בספר איור:)

נוף קארסטי עילי

טרשונים – נוף של טרשים: גושי סלע חשופים, משוננים ובלויים, הבולטים מעל לפני הקרקע. הטרשונים הם שרידים של שכבות סלע גיריות, אשר מים עשירים בחומצה חדרו לתוך החורים והסדקים המצויים בהם, והרחיבו אותם. עם הזמן התמלאו הסדקים והחללים בחומרי בלית ובקרקע, שרידי הסלעים התמעטו, ובשטח התקבל נוף של גושי סלע בודדים (טרשים), מוקפים בקרקע.

בלועה, בולען – פתח, בור, שהמים זורמים דרכו לתוך מערכת ניקוז תת-קרקעית. הבלועות מצויות בקרקעיתן של הדולינות.

דולינה – עמק (בקרואטית). שטח שקוע שנוצר עקב תהליכי בליה, שגרמו להמסה ולהתרחבות של סדקים בסלע, או עקב התמוטטותה של תקרת מערה, שהתרחשה גם היא בגלל תהליכי המסה. מי הגשמים המתכנסים אל הדולינה אינם מתנקזים לאפיק נחל אלא אל מתחת לפני השטח, דרך בלועה המצויה בקרקעיתה.

נוף קארסטי תת-קרקעי

מעיין קארסטי – המים הזורמים במחילות ובמערות הקארסטיות התת-קרקעיות, מוצאים לפעמים מוצא ונובעים על פני השטח כמעיינות שופעי מים.

מערה קארסטית – חלל תת-קרקעי, הנוצר על ידי המים הזורמים בסדקים של הסלע וממיסים אותו. לעתים קרובות נוצרת מערכת מערות מסועפת, שהמים זורמים דרכה. חלק מן המערות מקושרות ביניהן על ידי מחילות וזורמים בהן מים, ובחלקן אפשר אף לשוט בסירות. על קיומן של מערות קארסטיות רבות איננו יודעים כלל, מאחר שהן חבויות בבטן האדמה.

נטיפים וזקיפים – צורות שונות הנוצרות כאשר טיפות מים המכילות גיר מומס מתאדות ומשאירות משקעי גיר המצטברים בצורת נטיפים תלויים או זקיפים ניצבים (ראו איור בעמוד הקודם). הצורות השונות של הנטיפים והזקיפים מעידות על הדרך שבה טפטפו המים אל חלל המערה והשקיעו מחדש את הגיר המומס. יש נטיפים הנשארים תלויים כמו אטריות לאורך הסדק שבתקרה, יש זקיפים הנראים כמו מגדלים, יש שהנטיפים מתחברים עם הזקיפים ויוצרים עמודים ומחיצות, ויש עוד צורות רבות, כיד הדמיון של הטבע.

*200*

3. בליה ביולוגית

הבליה הביולוגית היא תהליך של בליה הנגרם על ידי פעילות מכאנית וכימית של צמחים ובעלי חיים.

דוגמאות לבליה ביולוגית-מכאנית: עצים ושורשים הגדלים בין סדקי הסלע, יכולים לשבור ולפרק אותו; ובעלי החיים הבונים מאורות וקינים בסלע תורמים גם הם להתבלותו ולהתפוררותו.

דוגמאות לבליה ביולוגית-כימית: בעלי חיים וצמחים המפרישים חומרים הגורמים להמסת הסלעים ולהתפוררותם, או חזזיות וטחבים הגדלים על הסלע ומשתמשים בחומרי הסלע לשם צמיחתם.

(בספר תמונה:)

העץ הגדל בסדקים שבסלע מפרק וממיס את הסלע

עוד מבט: עד מתי יעמוד הסלע איתן?

אכן, כל הסלעים מתבלים, אבל הם מתבלים בקצב שונה. קצב ההתבלות ומידת ההתבלות של הסלעים תלויים בעיקר בשלושה גורמים: בתכונותיו של הסלע, בתנאי האקלים ובצורת הנוף (הטופוגרפיה) בסביבתו.

תכונות הסלע

- רמת העמידות של הסלע – כושר עמידותם של הסלעים השונים בפני תהליכי הבליה, ובמיוחד בפני תהליכי הבליה הכימית הפועלים בנוכחות מים, שונה מאוד מסלע לסלע. כך סלעים מסיסים כמו סלע הגיר, מומסים בקלות בהשוואה לסלעי הצור או הגרניט, שהם מסיסים פחות.

- מבנה הסלע – סלעים סדוקים או סלעים הבנויים מגרגירים או מגבישים הנראים לעין, מתבלים מהר יותר מסלעים שאינם כאלה.

תנאי האקלים בסביבת הסלע

אותו סוג של סלע, בעל אותן התכונות ואותו המבנה, יתבלה בקצב שונה באזורי אקלים שונים. לדוגמה: הגרניט מתבלה באזורים לחים מהר הרבה יותר מבאזורי מדבר. כך, למשל, אובליסק (מצבת אבן העשויה גוש גרניט) שהוקם במצרים, שרד במשך אלפי שנים בתנאי האקלים המדברי השוררים שם. אך כשהועבר האובליסק לניו יורק, ששוררים בה תנאי אקלים לחים יותר, הוא התבלה בקצב מואץ.

(בספר תמונה:)

תהליכי בליה באובליסק "מחט קלאופטרה", לאחר שהועבר לניו יורק

*201*

הקרקע

*201*

אחד התוצרים של תהליכי הבליה השונים הוא הקרקע. הקרקע היא משאב טבע חיוני ביותר לאדם, לצמחים ולבעלי החיים. היא הבסיס למרבית הפעילות האנושית: היא משמשת בסיס לפעילות חקלאית המייצרת מזון, והיא מהווה שטח פתוח המשרת תפקודי סביבה שונים כמו בנייה, תחבורה ועוד. לבעלי החיים ולצמחים הקרקע משמשת בית גידול.

מה מכילה הקרקע?

הקרקע היא שכבה של חומר לא מלוכד הנמצא במקומות רבים על פני השטח, בעוביים שונים – מכמה מילימטרים ועד כמה עשרות מטרים. היא מורכבת מכמה חומרים:

- חלקי סלע וחלקיקי סלע, שהם תוצרים ישירים של תהליכי הבליה.

- תוצרי בליה עדינים ודקים יותר, גרגירי חול וחרסית, שחלקם קשורים לתהליכי הבליה של הסלע במקום שבו הוא נמצא, וחלקם הובלו על ידי המים או הרוח מאזורים רחוקים יותר.

- חומרים אורגאניים ורקב, שהם תוצרים של פעילות הצמחים ובעלי החיים במקום שבו הקרקע מתפתחת.

- חללי אוויר, שחלקם מלאים במים, בגרגירי אבק או בחרסיות.

כיצד נוצרת קרקע

תוצרי הבליה, שחלקם נותרו במקום שבו התבלו וחלקם הוסעו למרחק רב על ידי המים, הרוח או הקרח, מצטברים במקום מסוים, ועם הזמן הם הופכים לקרקע (ראו איור). בתהליך ההיווצרות שלה, נוצרות בקרקע מעין שכבות שאנחנו מכנים בשם "אופקים". ככל שזמן ההיווצרות של הקרקע ארוך יותר כן מתפתחים בה 3 אופקים עמוקים והיא נחשבת לקרקע בשלה.

(בספר איור:)

תהליכי בליה והיווצרות קרקע

א. הסלע נתון לתהליכי הבליה השונים (בליה מכאנית, בליה כימית ובליה ביולוגית)

ב. הסדקים שהתרחבו והחללים שנוצרו עקב הבליה, מתמלאים בחומרי בליה. באופק העליון של הקרקע המתחילה להיווצר, צומחים צמחים

ג. לאחר תקופה ארוכה מאוד, הקרקע מגיעה לבשלות ויש בה 3 אופקים ברורים

(בספר איור:)

חתך של קרקע

אופק A – האופק העליון של הקרקע. עוביו בדרך כלל 40-0 ס"מ, ומצטברים בו חומרים אורגאניים – שורשים ושרידי צמחים ובעלי חיים.

אופק B – אופק של הצטברות. עוביו בדרך כלל 60-20 ס"מ. מצטברים בו חומרים דקי גרגירים, מלחים וגיר, שנשטפו לעומק עם מי הגשמים.

אופק C – אופק הסלע הבלוי. עוביו שונה ממקום למקום, והוא מושפע פחות מהתהליכים המתרחשים מעליו. לרוב אופק זה כולל סלע סדוק ובלוי אשר בין סדקיו מצטברים חומרים דקי-גרגר.

*202*

קיימים סוגים שונים של קרקעות. אופייה של הקרקע ותכונותיה מוכתבים על ידי כמה גורמים:

- סלע האב: זהו הגורם המרכזי בקביעת הקרקע שתיווצר, שכן סוג הסלע המקורי מכתיב אילו מינראלים תכיל הקרקע. עקבותיו של סלע האב ניכרים בעיקר באופק C.

- האקלים: ככל שכמות המשקעים היורדת באזור מסוים גדולה יותר, כן קצב השטיפה של החרסיות והמלחים מן הקרקע מהיר יותר. גם לטמפרטורה השוררת באזור, וללחות האוויר, יש השפעה על סוג הקרקע – טמפרטורה גבוהה ולחות גבוהה מאיצות את תהליכי הבליה ואת התפרקות החומר האורגאני.

- צורת הנוף (הטופוגרפיה): התפתחות הקרקע תלויה במידה רבה גם במבנה פני השטח. במדרונות תלולים כיסוי הקרקע הוא לרוב דק, שכן הקרקע נסחפת כלפי מטה באמצעות כוח הכבידה. במקומות נמוכים, שבהם מצטברים חומרי הבלית הנסחפים מהמדרונות, הקרקע עבה הרבה יותר.

- הצמחייה ובעלי החיים: הצמחים מאיצים את היווצרות הקרקע על ידי העמקת השורשים, ובעלי החיים – על ידי פעילותם בה (חפירת מחילות, נבירה, הידוק וכדומה). שאריות בעלי החיים והצמחים מעשירים את הקרקע בחומר אורגאני המגביר את פוריותה. שורשי הצמחים מייצבים את הקרקע ומונעים את סחיפתה.

- הזמן: התפתחות הקרקע על פי אופקים היא תהליך הנמשך זמן רב. משך הזמן מגיע לאלפי ואף לעשרות-אלפי שנים, שבמהלכן מתפתחים האופקים והקרקע מתעבה.

לשמור על הקרקע

הקרקע היא משאב טבע חיוני שיש לשמור עליו. היא נוצרת בתהליך איטי, אבל היא יכולה להיסחף במהירות רבה. גם הפעילויות השונות שמבצע האדם עלולות להאיץ את סחיפת הקרקע ולדלדל את פוריותה. כך, למשל, כריתת יערות לצורכי מסחר בעצים או להכשרת שטח לבנייה, מאיצה את סחיפת הקרקע ומדלדלת את כמויות החומר האורגאני המצוי בה.

בגלל חשיבותה של הקרקע לאדם – ננקטות בארץ ובעולם כולו שיטות שונות שנועדו לשמר את הקרקע ואת איכותה, לדוגמה: בונים מדרגות חקלאיות (טרסות) במדרונות ההרים, נוטעים עצים, ומוסיפים דשנים להגברת פוריותה של הקרקע. (עוד בנושא זה ראו פרק ז, עמ' 247-244).

(בספר תמונה:)

טרסות אורז במדרונות ההרים המקיפים את העיירה סה-פה בווייטנאם

*203*

מבזק סיכום

- הנוף משתנה לאורך הזמן בעקבות תהליכי בליה, סחיפה והשקעה.

- יש שני סוגי תהליכי בליה עיקריים: בליה כימית ובליה מכאנית. וקיים עוד סוג של בליה – בליה ביולוגית, שמקורה בפעילותם של בעלי החיים והצמחים.

- התהליכים של הבליה המכאנית אינם משנים את ההרכב הכימי של סלע המקור. הם נפוצים באזורים החמים והצחיחים ובאזורים הקרים והלחים.

- התהליכים של הבליה הכימית יוצרים שינוי בהרכבו הכימי של סלע המקור. הם נפוצים בעיקר באזורים לחים, שהטמפרטורות השוררות בהם הן גבוהות.

- תהליכי ההמסה של הסלעים והשקעת החומר המומס יוצרים צורות נוף קארסטיות ייחודיות, ובהן: טרשים, מערות, דולינות בלועות.

- תכונותיה של הקרקע מוכתבים על ידי שני גורמים עיקריים: סלע האב והאקלים. גורמים נוספים המשפיעים הם: צורת הנוף (הטופוגרפיה), הצמחייה והסלעים, ומשך הזמן.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*203*

1. מה הם ההבדלים בין סוגי הבליה השונים – הבליה המכאנית, הבליה הכימית והבליה הביולוגית? רכזו את ההבדלים בטבלה, תוך שימוש בקריטריונים: הגורמים לבליה, האזור שבו הבליה נפוצה, התהליך, תוצרי הבליה.

2. לפניכם כמה מקרים. ציינו בכל אחד מהם האם הבליה המתוארת היא בליה מכאנית, בליה כימית או בליה ביולוגית:

א. בעל חיים מפריש חומר הגורם להתפוררות הקרקע.

ב. שינויי טמפרטורות גורמים להתכווצות ולהתרחבות הסלעים, עד לסדיקתם ולשבירתם.

ג. מי גשם חומציים (המכילים פחמן דו-חמצני) מחלחלים לתוך הסלע ויוצרים מערות וחללים.

ד. קפיאת המים בסדקי הסלע, והתרחבותם, גורמים לשבירת הסלע.

ה. שורש העץ גדל לתוך הסדק.

ו. המים הממיסים מלחים בסלע, גורמים להתפוררותו.

3. אובליסק דומה לזה המופיע בתמונה שבעמ' 200, הועבר ממצרים ללונדון.

א. היעזרו במפות אקלים באטלס וציינו את כמות המשקעים השנתית הממוצעת היורדת במצרים, ואת כמות המשקעים השנתית הממוצעת היורדת בלונדון.

ב. על פי הנתונים שאספתם בסעיף א, כתבו: מה קרה, לדעתכם, לאובליסק מאז הגיע ללונדון, בסוף המאה ה-19?

הסבירו מדוע.

4. כתבו במחברת את המשפטים הבאים בניסוחם הנכון:

א. ככל שהסלע קשה יותר כן קצב בליית הסלע (איטי / מהיר) יותר.

ב. ככל שמסיסות הסלע גבוהה יותר כן קצב בליית הסלע (איטי / מהיר) יותר.

ג. ככל שכמות המשקעים היורדת בסביבת הסלע גדולה יותר כן קצב בליית הסלע (איטי / מהיר) יותר.

ד. ככל שהסלע סדוק יותר כן קצב בליית הסלע (איטי / מהיר) יותר.

5. נבדוק מה כוחם של המים כאשר הם קופאים:

א. מלאו בקבוק פלסטיק קטן במים עד הסוף (כך שלא יישאר מקום לאוויר), וסגרו אותו בפקק.

הכניסו את הבקבוק לתא ההקפאה במקרר, עד שהמים יקפאו.

ב. הוציאו את הבקבוק מהמקרר וכתבו מה קרה לו כשהמים קפאו בתוכו והפכו לקרח.

ג. שערו מה היה קורה אילו היה הבקבוק עשוי מזכוכית.

ד. במה דומה קפיאת המים בבקבוק לתהליך של בליה מכאנית בטבע?

*204*

8. איזה סוג בליה נפוץ יותר בכל אחד מהאזורים האלה: אזור טרופי (חם ולח), אזור צחיח (יבש וחם), אזור לח (גשום), אזור קר (שהטמפרטורות בו יורדות מתחת לנקודת הקיפאון).

הסבירו מדוע.

7. באיזה סוג סלע נוצרו רוב המערות התת-קרקעיות על ידי פעולה של מים?

א. גרניט

ב. אבן גיר

ג. אבן חול

ד. פצלים

הסבירו מדוע צורת נוף זאת נוצרת דוקא בסוג זה של סלע.

8. נבדוק מה השפעתה של חומצה חלשה על משקע גירי.

א. שפכו מעט חומץ או לימון (שניהם חומצות) על משקעי הגיר שבקומקום החשמלי.

ב. תארו מה קורה למשקע הגיר כשהוא בא במגע עם החומצה.

ג. במה דומה פעולתכם לתהליכים המתרחשים בטבע?

9. חפשו באינטרנט תמונות ומידע על תופעות קארסטיות בישראל (לדוגמה – מערת אבשלום ומערת קשת). מצאו באילו אזורים גאוגרפיים בישראל הן מצויות. מה הם התנאים המתקיימים באזורים אלה והמעודדים את התפתחות הנוף הקארסטי?

10. זהו תהליכי בליה בסביבה הקרובה למקום המגורים שלכם: גדר סדוקה, מדרכה מורמת, פסלים שנתבלו, בתים שהציפוי שלהם מתקלף.

א. צלמו את התופעה.

ב. ציינו את הגורם העיקרי לבליה.

ג. ציינו אם זוהי בליה פיזית, בליה כימית או בליה ביולוגית.

11. א. הסבירו כיצד האקלים יכול להשפיע על היווצרות קרקע.

ב. הסבירו כיצד בעלי החיים והצמחים יכולים להשפיע על היווצרות קרקע.

*205*

פרק ב – עיצוב הנוף במדרונות

*205*

(בספר תמונה:)

גושי גרניט גדולים בשמורת לוסט קריק, קליפורניה – בעוד פרק זמן כלשהו גם גושי הגרניט הגדולים ייכנעו לכוח הכבידה

כבר ראינו מה רבה חשיבותו של כוח הכבידה (ראו עמ' 22). נוכחנו לדעת כי אלמלא כוח הכבידה היינו כולנו מרחפים באוויר ללא משקל, וגם החפצים היו מרחפים סביבנו ולא היו נופלים ממקום גבוה למקום נמוך. גם בעיצוב הנוף יש לכוח הכבידה תפקיד חשוב. למעשה, לכוח זה יש השפעה רבה על גורמים מעצבי-נוף שונים, כמו המים הזורמים מהמקומות הגבוהים למקומות הנמוכים או הקרחונים המתקדמים כלפי מטה במדרונות. אפילו תופעות הגאות והשפל בחוף הים קשורות לכוח הכבידה. בפרק זה נכיר את התפקיד המכריע שיש לכוח הכבידה בעיצוב הנוף במדרונות ההרים.

עיצוב הנוף על ידי כוח הכבידה

*205*

במדרונות ההרים כוח הכבידה גורם לתנועה של חומרי הבלית המתנתקים מסלע האב. כוח הכבידה מושך אותם כלפי מטה, והם נופלים, מתגלגלים או מחליקים עד לתחתית המדרון. תנועה זאת של חלקי סלעים וקרקע נקראת "תנועת בלית וקרקע".

עוצמתן של תנועות הבלית מושפעת מכמה גורמים, והיא חזקה יותר בתנאים מסוימים, למשל: כאשר המדרונות תלולים יותר; כאשר יורדות כמויות משקעים גדולות בפרק זמן קצר; כאשר שכבות הקרקע נמצאות על סלע אטום ורטוב, שאינו מאפשר חלחול; כאשר כיסוי הצומח על גבי המדרון הוא מועט; כאשר מתחוללות רעידות אדמה הגורמות לנפילות ולגלישות של חלקי סלע.

הכוח העיקרי הפועל במנוגד לכוח הכבידה, הוא כוח החיכוך. כוח החיכוך מוכר לנו היטב מחיי היום-יום – זהו הכוח שיגרום, למשל, לכך שכדור המתגלגל על משטח יאט את מהלכו ובסופו של דבר ייעצר. עצירת הכדור היא תוצאה של החיכוך הנוצר במגע בין הכדור לבין המשטח.

תנועות של בלית וקרקע במדרונות ההרים נמשכות בדרך כלל לאורך זמן. מדי פעם, בתנאים מסוימים, מתרחש אירוע קיצוני ומהיר. הנה כמה דוגמאות לידיעות המופיעות בעיתונים ומתארות תנועות אלה:

"זרם של בוץ וסלעים התקדם במהירות של כ-60 קמ"ש לכיוון העיירה פרמינגטון במדינת יוטה בארה"ב, וקבר תחתיו כמה בתים למרגלות ההר."

"הכביש ממצפה רמון לערבה נסגר לתנועה במשך 8 שעות, לאחר שסלעים גדולים שהתנתקו מן המדרון הידרדרו אל הכביש."

"בכפר סיזינג שבאנגליה היה צורך להחליף את עמודי החשמל שנטו בזווית חדה בשל תזוזת הקרקע במקום."

*206*

תנועות של בלית וקרקע

נהוג למיין את תנועות הבלית והקרקע ל-3 סוגים עיקריים, על פי אופי התנועה:

- תנועות נפילה והידרדרות של שברי סלע בודדים במדרון

- תנועות החלקה וגלישה של חלק מהמדרון

- תנועות זרימה של בוץ וסלעים.

באילו תנאים תתרחש כל אחת מן התנועות? ומה יהיה אופייה?

תנועת נפילה והידרדרות של שברי סלע במדרון

זוהי תנועה מהירה של שברי סלע במדרון, המתרחשת בעקבות אירועי טבע קיצוניים כמו רעידות אדמה, התפרצויות געשיות או גשמים עזים. אלה גורמים לנפילתם של גושי סלע בגדלים שונים כלפי מטה. מרחק התנועה של שברי הסלע עשוי להגיע לכמה קילומטרים, והוא תלוי במשקלו של הסלע הנופל, בגובה הנפילה, בשיפוע המדרון, במידת החיכוך הקיימת בדרך, וכן באופייה ובצפיפותה של הצמחייה על המדרון. תנועת הנפילה וההידרדרות גורמת במקרים רבים ליצירת מצוקים חשופים, ולרגליהם מצטברת ערימה של סלעים ואבנים. ערימה זאת נקראת "שפיע בלית". שברי הסלע המידרדרים עלולים לסכן את היישובים והתשתיות הנמצאים על המדרון או למרגלותיו. אמצעי ההגנה המקובלים הם: עטיפת חלקי המדרון המסוכנים ברשת, ויצירת מדרגות במדרון.

תנועת החלקה וגלישה של חלק מהמדרון

לפעמים נוצרים תנאים הגורמים לקטע מן המדרון להחליק ולגלוש כלפי מטה. כיצד? כאשר מי הגשמים חודרים לקרקע או לסלע חדיר, הם נעצרים ונאגרים על גבי סלע אטים, יחסית, המצוי בעומק לא רב. הסלע האטים משמש כמשטח החלקה שעליו גולשים הקרקע או הסלע החדיר, עם המים שבתוכם, כגוש אחד. החומר שגלש מותיר אחריו מדרון חשוף ללא צמחייה וקרקע, שהוא עדות לתנועה שהתרחשה. תנועות ההחלקה יכולות להיות איטיות, והן יכולות להיות מהירות והרסניות. גלישה מהירה והרסנית התרחשה, לדוגמה, ב-1995 בקליפורניה שבארה"ב.

(בספר תמונה:)

מצוק ושפיע בלית בסיני

(בספר תמונה:)

גלישת קרקע בקליפורניה, ארה"ב

*207*

תנועת זרימה מהירה של בוץ וסלעים במדרון

תנועות מהירות של זרימת בלית וקרקע, שמעורבת בהן כמות גדולה של מים. תנועות הזרימה נבדלות זו מזו בגודל ובסוג של חומרי הבלית שהן מסיעות – מגרגירים קטנים ועד גושי סלע גדולים; בכמות המים המשתתפת בתנועה; ובמהירות התנועה. התנועה המהירה ביותר היא זרימת הבוץ, המתרחשת בדרך כלל לאחר תקופה של גשמים כבדים. היא באה בהפתעה, ולא פעם גורמת להסעה מהירה של בוץ, להרס ולאסונות.

(בספר תמונה:)

זרימת בוץ בהרי החוף של קליפורניה, ארה"ב

עוד מבט: לחיות בצל המדרון

התושבים לאורך החוף הצפוני של ונסואלה, צפונית לעיר הבירה קרקס, לא צפו את האסון שעמד להתרחש באזור. מאות-אלפי תושבים חיו ברצועת החוף הצרה שלרגלי הרי מרידה, המתנשאים לגובה של כ-2,000 מ' ויורדים אל הים בתלילות. בדצמבר 1999 פקדה את האזור סופת גשמים כבדה, ותוך ימים מועטים ירדו 900 מ"מ גשם. שכבות הבלית והקרקע שעל המדרונות ספגו כמויות עצומות של מים, ונוצרו גלישות קרקע רבות. הקרקעות שגלשו מהמדרונות השונים התמזגו, המשיכו דרכן באפיקי הנחלים, הפכו לתנועות של זרימת בוץ וסלעים, והתקדמו במהירות לכיוון החוף כשהן סוחפות איתן את כל העומד בדרכן. כמויות עצומות של בוץ מעורב בחצץ, בסלעי ענק, בגזעי עצים, במכוניות ובחלקי בתים, הגיעו במהירות והפתיעו את יושבי האזור שלרגלי ההרים. כך סיפרה אחת הניצולות: "התעוררנו בבית עם הגל הראשון של הבוץ והמים ששטפו את האזור, וחששנו שבפעם הבאה ייקבר הבית תחת זרם הבוץ. לבסוף שמענו רעש נוראי וראינו גל גדול של בוץ וסלעים מתקרב במהירות לעבר ביתנו. לקחתי את הילדים וברחנו לחפש מקלט. כשהפנינו את הראש ראינו קיר של בוץ מתנגש בקיר הבית שלנו וחוצה אותו לשניים."

עשרות-אלפי אנשים לא הספיקו לברוח והם מצאו את מותם באסון הזה. עשרות-אלפים אחרים נותרו ללא קורת גג ופונו למבנים ציבוריים בקרקס הבירה ובערים אחרות.

(בספר תמונה:)

בתים קבורים תחת הבוץ לאחר זרימת הבוץ ההרסנית בוונסואלה

*208*

מבזק סיכום

- כוח הכבידה גורם לתנועה של חומרי הבלית במדרונות ההרים.

- ישנם 3 סוגים עיקריים של בלית: נפילה והידרדרות של גושי סלעים במדרון; החלקה וגלישה של חלק מהמדרון; וזרימה מהירה של בוץ וסלעים במדרון.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*208*

1. לפניכם אוסף של קטעי עיתונות המתארים תנועות קרקע שהתרחשו בשנים האחרונות:

נפילת סלעים בכביש 140 במדינת קליפורניה בארה"ב, 2001

בלילה, במהלך סופת גשמים כבדה, אירעה נפילת סלעים שחסמה את כביש 140 בגבול יוסמיטי פארק בקליפורניה. המקום שבו התרחשה נפילת הסלעים נמצא סמוך למקום שבו אירעה נפילה דומה בשנה שעברה. שתי הנפילות התרחשו באזור של סלעי גרניט בלויים מאוד.

גלישת קרקע במצ'ו פיצ'ו בפרו, 2004

גלישת קרקע פגעה בעיירת תיירים סמוך לאתר התיירות מצ'ו פיצ'ו, הנמצא כ-500 ק"מ מדרום-מזרח ללימה, בירת פרו. גלישת הקרקע גרמה למותם של שישה בני אדם, והרסה את פסי הרכבת.

(הרכבת היא אמצעי התחבורה היבשתי היחיד של העיירה.) גלישת הקרקע התרחשה בתקופה שבה ירדו משקעים כבדים.

זרימת בוץ מצפון-מערב להר סנט הלנס במדינת וושינגטון בארה"ב, מאי 1980

זרימת הבוץ נוצרה לאחר התפרצות געשית של ההר סנט הלנס. החומרים החמים שפרצו מן ההר גרמו להפשרת שלגים מהירה, שגרמה לרוויה של האפר הוולקני והקרקע והם הפכו לבוץ נוזלי, שזרם במהירות רבה למרחק רב. זרימת הבוץ גרמה לנזק ולאובדן חיי אדם גדולים יותר מאלה שנגרמו על ידי זרימת המגמה מלוע הר הגעש.

א. ציינו: איזו תנועה מתנועות הקרקע התרחשה באירוע?

ב. מהו הנזק והאובדן שנגרמו? ומה גרם לתחילת התנועה?

2. כותר צפו באנימציה "גלישת קרקע" ובאנימציה "זרימת בוץ".

כתבו: מהו ההבדל העיקרי בין תנועת הגלישה ובין תנועת הזרימה.

3. נסו לבחון אם באזור מגוריכם עלולה להתרחש תנועת קרקע – נפילה, גלישה או זרימה:

א. תארו את מבנה פני השטח ואת תנאי האקלים באזור מגורכם.

ב. לאור מבנה פני השטח ותנאי האקלים שתיארתם, האם לדעתכם קיימת סכנה שתתרחש באזורכם תנועת קרקע? הסבירו את מסקנתכם.

ג. היעזרו במפה ובידע אישי והביאו דוגמה למקום או לאזור בישראל שעלולה להתרחש בו תנועה של הקרקע במדרון.

*209*

פרק ג – עיצוב הנוף על ידי מים זורמים

*209*

למים חשיבות רבה – הם מקור החיים בכדור הארץ, ויש להם גם תפקיד מרכזי בעיצוב הנוף. למעשה, המים משתתפים בעיצובן של מרבית צורות הנוף על פני כדור הארץ, ולא אחת הם הגורם החשוב ביותר בתהליך העיצוב. כיצד? המים גורמים לבליה של סלעים, הם סוחפים ומסיעים את חומרי הבליה, והם משקיעים את הסחף במקומו החדש.

ראינו את חשיבותם של המים בעיצוב הנוף הקארסטי (ראו עמ' 199-198). בפרק זה נעסוק בתהליכי עיצוב נוף נוספים שהמים הם הגורם העיקרי בהם, ונכיר עוד צורות נוף שהם יוצרים.

המים זורמים ויוצרים מערכות נהר

*209*

המים נמצאים בטבע בתנועה מתמדת: הם עוברים ממקום למקום – מהיבשה לים ולאוויר, מהאוויר ליבשה ולים, וחוזר חלילה. התנועה המחזורית הזאת של המים נקראת "מחזור המים בטבע".

המים הזורמים ביבשות הם רק חלק קטן ממחזור המים בטבע, אבל חשיבותם בעיצוב הנוף רבה. המשקעים שמגיעים אל הקרקע יכולים לזרום על פני השטח כנגר עילי או לחדור אל הקרקע ולזרום לעתים כמי תהום – נגר תת-קרקעי (ראו "עוד מבט" בעמוד 211). בגלל כוח הכבידה הפועל על פני כדור הארץ, המים – אלה הזורמים מעל לפני השטח ואלה הזורמים מתחת לפני השטח – זורמים מהמקומות הגבוהים למקומות הנמוכים, עד שהם מגיעים לים. בדרכם הם יוצרים מערכות נהר.

(בספר איור:)

מחזור המים בטבע

כדי להכיר את מערכת הנהר נעקוב אחר מהלכן של טיפות הגשם שאינן מחלחלות לתוך הקרקע, והן הופכות תחילה לנגר עילי במדרון ואחר כך זורמות באפיק של הנחל או של הנהר – עד הגיען אל הים: לאחר תחילת הגשם, המים זורמים על המדרון בשכבה דקיקה ולא אחידה. רק כאשר המים מתקבצים יחד יש להם כוח לסחוף חומרי בליה קטנים וליצור ערוצים קטנים זמניים. ערוצים אלה מתאחדים ויוצרים ערוצים גדולים יותר, שהמים זורמים בהם אל תחתית המדרון, שם הם נשפכים לאפיק הנחל או הנהר. אל האפיק הראשי הזורם אל הים מצטרפים יובלים המגיעים ממקומות שונים, ומימיהם ממשיכים לזרום באפיק הראשי, עד שהם מגיעים אל הים.

*210*

(בספר תמונה:)

ערוצים במדרון מתנקזים לאפיק הראשי

(בספר תמונה:)

מערכת נהר בדרום תימן (תצלום לוויין)

כל השטח שהמים נאספים ממנו אל אפיק הנהר נקרא "אגן הניקוז" (או "אגן ההיקוות") של הנהר. בין אגני הניקוז של הנהרות השונים עובר קו פרשת המים – קו דמיוני העובר לאורך שיאי הרים ורכסים ומסמן את מקום ההפרדה בין המים הזורמים לכיוון אגן ניקוז אחד לבין המים המתנקזים לאגן השכן.

(בספר איור:)

מערכת נהר

*211*

עוד מבט: לחדור אל הקרקע או לזרום הלאה?

כאשר יורד גשם – תחילה המים מרטיבים את השטח, חודרים לקרקע או לתוך הסלע ומחלחלים לתוכם, ואחר כך מתחילות להיווצר על גבי הקרקע שלוליות קטנות. כאשר הגשם ממשיך לרדת, המים מתחילים לזרום כנגר עילי.

משך הזמן מתחילת הגשם ועד לתחילת הזרימה של המים כנגר עילי, שונה ממקום למקום. במקומות שבהם המים מתקשים לחדור אל הקרקע (למשל, במקומות שבהם ישנם משטחי סלע חשופים או קרקע חרסיתית), מתפתח נגר עילי זמן קצר לאחר תחילת הגשם. במקומות שבהם המים חודרים לקרקע במהירות (למשל, במקומות שבהם מצויה אבן חול), הנגר העילי מתחיל לזרום זמן רב לאחר תחילת הגשם. ובמקומות שבהם כל הגשם חודר לקרקע (למשל, באזורי דיונות), לא נוצר נגר עילי כלל. האיור שלפניכם מדגים אילו תנאים מעודדים את חדירת המים לקרקע, ואילו תנאים מעודדים נגר עילי.

התנאים לחדירת מים לקרקע או לזרימת נגר עילי

(בספר איור:)

א. באזורי מדבר, שהצמחייה בהם מועטה ביותר, אין מה שיעצור את טיפות הגשם והן יורדות ופוגעות ישירות בקרקע. פגיעתן בקרקע החשופה גורמת להידוק גרגירי הקרקע, ויוצרת מעין קרום המקשה על המים לחדור פנימה. במקומות כאלה מתפתח נגר עילי במהירות רבה

(בספר איור:)

ב. באזור גשום, שהצמחייה בו מרובה – מי הגשמים נעצרים על ידי הצמחים, ואין בכוחם להדק את הקרקע. וכשהקרקע אינה מהודקת, המים חודרים לתוכה בקלות רבה יותר. גם באזור שהסלעים המצויים בו סדוקים, חדירת המים גדולה והנגר העילי מתמעט או שאינו מתפתח כלל

(בספר איור:)

ג. באזורים שבהם כמויות גדולות של משקעים יורדות ברציפות, הקרקע ספוגה במים עד כדי רוויה. הקרקע הרוויה אינה יכולה לקלוט כמות נוספת של מים, והם הופכים לנגר עילי זמן קצר לאחר תחילת הגשם

(בספר איור:)

ד. באזורים העירוניים, שבהם האדם מכסה את הקרקע ומצפה אותה במבנים ובכבישים, המים אינם יכולים לחדור אל הקרקע והם זורמים כנגר עילי על הכבישים מיד לאחר תחילת הגשם

*212*

משטר הזרימה במערכת הנהר

כמות המים הזורמת באפיק הנחל או הנהר, מהירות הזרימה ורציפות הזרימה במהלך השנה, נקראים "משטר הזרימה באפיק". משטר הזרימה תלוי בכמה גורמים. נזכיר את שני הגורמים העיקריים:

- גודלו של אגן הניקוז – כל טיפת מים היורדת בשטח אגן הניקוז ואינה מחלחלת או מתאדה, מתנקזת בסופו של דבר לאפיק המרכזי של הנהר. לפיכך, ככל ששטחו של אגן הניקוז גדול יותר, כן כמות המים המגיעה אל מערכת הנהר גדולה יותר, ועוצמת הזרימה גוברת.

- תנאי האקלים בשטח אגן הניקוז – בעיקר משפיעים על משטר הזרימה סוגי המשקעים השונים (גשם ושלג), כמותם והתדירות שלהם. ככל שכמות המשקעים גדולה יותר, כן כמות המים העוברת באגן הניקוז של מערכת הנהר גדולה יותר. גם לפיזור הגשמים במהלך השנה יש חשיבות. כך, למשל, באזורים הלחים, שכמות המשקעים היורדים בהם גדולה והם מפוזרים על פני כל השנה, משטר הזרימה בנהרות כמעט אינו משתנה במהלך השנה. לעומת זאת באזורים הצחיחים, שכמות המשקעים השנתית בהם קטנה והמשקעים יורדים בכמה אירועי גשם בודדים – נוצרים שיטפונות: כמויות מים גדולות עוברות באפיק הנחל במהירות רבה במשך זמן קצר. בשאר הזמן אפיק הנחל נשאר יבש. נחל שזרימתו מתמשכת לאורך כל ימות השנה נקרא "נחל איתן", ואילו נחל שזרימתו מתקיימת בעונת הגשמים בלבד נקרא "נחל אכזב".

(בספר תמונה:)

זרימת מים באפיקו של נחל פארן בנגב, בעת שיטפון

(בספר תמונה:)

זרימת מים באפיקו של נהר אורב בצרפת

(בספר מפה:)

נהר אמזונס, אמריקה הדרומית

נהר אמזונס מנקז יותר ממחצית שטחה של יבשת אמריקה הדרומית

*213*

בליה, הסעה והשקעה באפיק הנהר

*213*

המים סוחפים ומסיעים את חומרי הבליה

למים הזורמים יש כוח רב לסחוף ולהסיע חומרי בליה. הם מנתקים ממקומם רגבי אדמה, אבנים, ואפילו סלעים גדולים שהגיעו ממדרונות ההרים, ומסיעים אותם למקומות נמוכים יותר. חומרי הבליה מתערבלים, מתנגשים ומכים בקרקעית האפיק ובגדותיו, וסוחפים איתם חומרים נוספים. כל המטען שהמים סוחפים ומסיעים איתם באפיק הנהר נקרא "טעונת". האבנים והסלעים שבטעונת מתגלגלים, מקפצים ונגרפים על קרקעית האפיק, ואילו החומרים הקטנים מרחפים במים ואינם שוקעים. חלק נוסף של הטעונת מומס במים ואי אפשר לראותו כלל. נהר המסיע כמות גדולה של חרסיות המרחפות במים – מימיו עכורים, ואילו נהר הנושא עמו בעיקר חומרים מומסים – מימיו צלולים יותר.

המים משקיעים את חומרי הסחף

כאשר מהירות הזרימה יורדת, אין לנהר מספיק כוח לשאת את כל מטען הסחף והוא מתחיל להשקיע אותו. אם הירידה במהירות היא הדרגתית – שוקעים תחילה החומרים הגדולים והכבדים, ובהדרגה שוקעים החלקיקים הקטנים יותר. החלקים המוצקים הקטנים ביותר (חרסיות) ממשיכים לרחף במים והם יכולים להגיע עד לים. גם החומרים המומסים במים – מלחים שונים – מגיעים אל הים, וחלקם שוקע שם. מלחים אלה, המגיעים עם מי הנהרות, הם הסיבה לכך שמי הים מלוחים.

שיעור הסחיפה ושיעור ההשקעה באפיק משתנים ממקום למקום. לדוגמה: בקטע שבו שיפוע האפיק תלול יותר – גם מהירות הזרימה תהיה גדולה יותר, ולכן יהיו יותר סחיפה והסעה של החומרים, ופחות השקעה שלהם. עוד דוגמה אפשר לראות במקום שבו האפיק עמוק בצדו האחד ורדוד בצדו השני: בצד העמוק של האפיק, שמהירות הזרימה בו גדולה יותר – המים מתחתרים בגדה, סוחפים אותה ויוצרים גדה תלולה הנקראת "גדת סחיפה"; ממול, בצד הרדוד של האפיק, מהירות הזרימה קטנה יותר והמים משקיעים בו את חומרי הסחף. על כן נוצרת שם גדה שטוחה, הנקראת "גדת השקעה".

(בספר איור:)

גדת סחיפה וגדת השקעה בנהר

*214*

המים זורמים ומעצבים את הנוף

*214*

המים הזורמים בנהרות משנים את פני הנוף בנתיב הזרימה שלהם – הן בצורת העמק שהמים הזורמים יוצרים לאורך השנים, והן בצורה שבה הם נשפכים אל הים. במהלכו של הנהר נוצרות לעתים תופעות נוף ייחודיות. נסקור כמה מהן.

א. דגמי נהרות

כאשר בודקים את מהלכם של הנהרות בעולם, קשה למצוא נהר הזורם בקו ישר מתחילתו ועד סופו. בדרך כלל הנהרות יוצרים דגמי זרימה שונים, ובאותו הנהר יכולים להיות דגמים שונים בקטעים השונים שלו. נכיר שניים מן הדגמים הנפוצים.

נהר מפותל

נהרות רבים בעולם מתפתלים ויוצרים נפתולים, מעין לולאות בגדלים שונים. נהר שהפיתולים שלו מגדילים את אורכו פי 1.5 ויותר (מאורכו בקו אווירי), נקרא "נהר מפותל" (או "נהר מיאנדרי" – על שם נהר מיאנדר בטורקיה, שהוא נהר מפותל ביותר). בעבר נבנו ערים רבות על הצד התלול (גדת הסחיפה) של הנפתול, מטעמי הגנה. כשלא היה עוד צורך במצוק לצורכי הגנה, יכלו הערים להתרחב גם לצדו השני של הנהר. כך, למשל, בעיר בודפשט, בירת הונגריה: החלק העתיק של העיר – בודה – נבנה על גדת הסחיפה התלולה של נהר דנובה, והחלק החדש – פשט – נבנה על גדת ההשקעה המישורית שממול.

לפעמים הנפתולים קבועים. אבל במקרים רבים, כאשר העמק רחב ומישורי, הנהר משנה את זרימתו, יוצר נפתולים חדשים ו"עוזב" נפתולים ישנים. בנפתול כזה, הנקרא "נפתול עזוב", יכול להיווצר מעין אגם שעם הזמן הוא מתייבש.

(בספר איור:)

איך נוצר נפתול עזוב?

א. הנהר יוצר נפתול מפותל מאוד, עם "צוואר" צר

ב. כשזרימת המים גוברת, הנהר חותך את הנפתול ומקצר את הדרך

ג. המים כבר אינם זורמים בנפתול העזוב, ונותר אגם שיתייבש במשך הזמן

נהר פזרות

כאשר מהירות הזרימה בנהר קטנה, הסחף הגס והחצץ שוקעים והם יוצרים באפיק שרטונות החוסמים את מהלך הנהר. כדי לעקוף את השרטונות, הנהר מתפצל לכמה אפיקים הזורמים באותו כיוון. כך נוצר נהר פזרות. לפעמים, כאשר נוצר שרטון גדול מאוד והוא אינו נסחף, נוצר אי באפיק הנהר. ראשיתה של העיר פריז היא על אי כזה בנהר סין.

(בספר תמונה:)

נהר מפותל במדינת טקסס בארה"ב. שימו לב לנפתולים העזובים

(בספר תמונה:)

נהר ווימקרירי, נהר פזרות בניו זילנד

*215*

ב. עמקי נהרות

תוך כדי סחיפה והשקעה של חומרי הבליה, הנהר יוצר ומשנה את העמק שהוא זורם בו. צורתו של עמק הנהר משתנה בקטעים השונים שלו, והיא נקבעת בעיקר לפי סוג הסלע, כמות הגשם באזור, שיפוע המדרון, ומהירות הזרימה של מי הנהר. בחלקו העליון של הנהר נוצרים עמקים צרים, ובחלקו התחתון העמקים מתרחבים.

צורות של עמקים לאורך הנהר

(בספר איור:)

עמק רחב – בחלקו התחתון של הנהר השטח כמעט מישורי, השיפוע של הנהר קטן, מהירות המים יורדת, וכמות הסחף המושקע בנהר גדלה. בקטע הזה העמק מתרחב ונוצרים מישורי הצפה

(בספר איור:)

עמק קניוני, קניון – נוצר לרוב בחלק העליון של הנהר. המים זורמים במהירות, והנהר חותר לעומק ויוצר עמק שקירותיו זקופים וקרקעיתו צרה

(בספר איור:)

עמק V – בחלק העליון של הנהר, השיפוע של המדרון גדול והזרימה מהירה. כך נוצר שם עמק שצורתו מזכירה את האות V

קניון

לפעמים, כאשר הנהר מתחתר לעומק במהירות והתהליכים הפועלים במדרון אינם מספיקים להרחיב את אפיקו באותו הקצב, עמק הנהר מקבל צורה של קניון – עמק שקירותיו זקופים וגבוהים וקרקעיתו צרה, ולנהר הזורם בתוכו אין (כמעט) גדות. הקניונים נוצרים בדרך כלל באזורים ההרריים, שם הזרימה מהירה בגלל שיפוע המדרון. הם נפוצים גם באזורים הצחיחים והצחיחים למחצה, שם הגשמים יורדים בעוצמה רבה בכמה אירועי גשם בודדים, ויוצרים שיטפונות בעמקי הנחלים. למהירות הזרימה של המים בעת שיטפון יש כוח רב, המאפשר לנהר להתחתר לעומק. בקניונים נוצרים נופים מרהיבים, אבל הם קשים מאוד למעבר לאדם.

(בספר תמונה:)

קניון הנהר ורדון, צרפת

*216*

ג. מישור ההצפה

כאשר הנהר עולה על גדותיו בעקבות מטח גשם כבד או הפשרת שלגים, הוא משקיע חומרי סחף על שתי הגדות ויוצר אזורים שטוחים המכוסים בקרקעות פוריות. אזורים אלה נקראים "מישורי הצפה". סמוך לגדותיו הנהר משקיע חומרי סחף גדולים יותר, ואת חומרי הסחף הקטנים הוא משקיע רחוק יותר. השקעת סחף כזאת, החוזרת על עצמה פעמים רבות, יוצרת לאורך שתי גדות הנהר סוללות טבעיות. המישורים הפוריים, המתאימים לבנייה ולעיבוד חקלאי, הקירבה למקור מים, והאפשרות להשתמש בנהר כעורק תחבורה, הפכו את מישורי ההצפה לאזורי התיישבות מועדפים. אין פלא שערים גדולות רבות, כמו לונדון בבריטניה, פיטסברג בארה"ב וננקינג בסין, הוקמו על מישורי הצפה של נהרות.

(בספר תמונה:)

העיר פיטסברג במדינת פנסילווניה (ארה"ב), היושבת על מישורי ההצפה של הנהרות אלגני ומונו נגלה

ד. מפל המים

מפל המים – כשמו כן הוא: מי הנהר "נופלים" בבת אחת ממקום גבוה למקום נמוך יותר, ויוצרים צורת נוף מרשימה. להתפתחותו של מפל מים באפיק הנהר יש כמה סיבות, ואחת הנפוצות שבהן קשורה לסוגי הסלע באפיק. האיור שלפניכם מתאר את השלבים בהתפתחותו של מפל מים:

שלבים בהתפתחות מפל המים

(בספר איור:)

א. כאשר המים זורמים במדרון הבנוי משכבת סלע קשה ועמידה, המצויה על גבי שכבה רכה ועמידה פחות, הם חותרים בתוך השכבה הרכה ויוצרים מצוק. המים הזורמים נופלים מראש המצוק לתחתיתו

(בספר איור:)

ב. המים הנופלים יוצרים מערבולות בקרקעית המפל, וניתזים לכל הצדדים. התוצאה היא שהשכבה הרכה מתבלה מהר יותר מהשכבה הקשה שמעליה, ונוצר שקע בקיר המצוק

(בספר איור:)

ג. במשך הזמן המים מעמיקים את השקע, השכבה העליונה מתמוטטת והמצוק נסוג לאחור

*217*

עוד מבט: מפלי הנייאגרה – המפלים הרועמים

מפלי הנייאגרה שבגבול ארה"ב וקנדה, בין ימת אירי לימת אונטריו, הם מן המפלים הידועים והמרשימים בעולם. הם מהווים אתר תיירות המושך אליו עשרות – אלפי תיירים בשנה. חלק מן המים במפלים שופעי המים, מנוצלים להפקת חשמל בתחנות הכוח שנבנו ליד הנהר. למפלי הנייאגרה שני חלקים: המפל בצד האמריקני, שרוחבו 320 מ' וגובהו 56 מ'; והמפל בצד הקנדי, שצורתו צורת פרסה ברוחב 675 מ' ובגובה 54 מ'. המים, הזורמים על גבי שכבת סלעי דולומיט קשה, חתרו בסלעי החרסית ואבן החול שמתחתיהם ויצרו את המפלים. כיום המים ממשיכים לחתור בסלע, והמצוק שבצד הקנדי נסוג כ-1 מ' בשנה. אם ימשיכו המפלים לסגת בקצב כזה, הם ייעלמו בתוך 25,000 שנים. בצד האמריקני נבנו תמיכות להגנה על המצוק ולעצירת נסיגתו, במטרה למנוע את התמוטטות תחנת הכוח שליד המפל.

(בספר תמונה:)

מפלי הנייאגרה – מפל הפרסה שבצד הקנדי

ה. שפך הנהר

סוף המסע היבשתי של הנהרות ושל הסחף שהם נושאים עמם, מסתיים בים או בימה. שם, בשפך הנהר, מסתיימת פעולת הסחיפה, ועל כן המקום נקרא "בסיס הסחיפה של הנהר". כך, למשל, הים התיכון הוא בסיס הסחיפה של נחל קישון, וים המלח הוא בסיס הסחיפה של הירדן.

השקעת הסחף בשפכי הנהרות בדרכם לים יוצרת כמה צורות נוף אופייניות. נפרט צורות נוף אלה.

מניפת סחף

לקראת הגעתו של הנהר אל הים או אל בסיס הסחיפה הפנים-יבשתי, פני השטח הופכים מישוריים ולכן עוצמת הזרימה נחלשת, אפיק הנהר מתרחב, וסחף רב מושקע ומצטבר על פני השטח. כך נוצרת צורת נוף דמוית מניפה, שקודקודה במקום השפך של הנהר מן ההרים אל המישור. צורת נוף זאת נקראת "מניפת סחף". גודלה של המניפה תלוי בכמות חומרי הבליה שהנהר נושא עמו – ככל שכמות הסחף גדולה יותר, כן שטחה של המניפה הנוצרת הוא גדול יותר.

(בספר תמונה:)

מניפת סחף של נהר היוצא מן ההרים למישור בדרום איראן. שימו לב לשדות החקלאיים בשולי מניפת הסחף

*218*

דלתה

הדלתה נוצרת באזור השפך של הנהר, כאשר הנהר משקיע את כמויות הסחף הגדולות שנשא אתו ויוצר אזור יבשתי ההולך ו"כובש" שטח מן הים או הימה. אזור הדלתה הוא אזור מישורי שבו הנהר מתפצל לכמה אפיקים, חלקו מוצף במים, ונוצרות בו ביצות רבות. היוונים היו אלה שכינו לראשונה את שפך הנילוס בשם "דלתה", וזאת מאחר שצורתו המשולשת הזכירה להם את האות היוונית דלתה: (בספר האות דלתה). כיום מכנים בשם הזה גם דלתות שצורתן אינה משולשת, ולדוגמה: לדלתה של נהר אוקבנגו באפריקה יש צורה המזכירה רגל של ציפור.

הדלתה נוצרת בשפכי הנהרות שמתקיימים בהם 3 תנאים:

- כמות סחף גדולה בנהר.

- חוף ים רדוד ומישורי.

- זרמי ים שאינם חזקים. במקומות שבהם זרמי הים חזקים, הם סוחפים את הסחף שהנהר משקיע, ולכן לא נוצרת שם דלתה.

אדמות הדלתה פוריות, ועל כן הן מנוצלות לעיבוד חקלאי. אזורי הדלתות בעולם מיושבים בצפיפות רבה, ולדוגמה: רוב תושבי בנגלדש חיים באזור הדלתה של נהר גנגס (גנגה).

(בספר תמונה:)

הדלתה של הנילוס במצרים, לחופי הים התיכון

(בספר תמונה:)

הדלתה של נהר אוקבנגו בבוצואנה, אפריקה

אסטואר

לעתים נוצר בשפך הנהר מפרץ שצורתו כצורת משפך (דלתה הפוכה) – משולש שבסיסו באזור הים וקודקודו במעלה עמק הנהר. מפרץ כזה נקרא "אסטואר". כיצד הוא נוצר? בין הגורמים הבולטים ליצירת האסטואר הם גאות ושפל חזקים: בזמן הגאות מי הים נכנסים לעמק הנהר, ובזמן השפל נוצרת זרימה מהירה של מי ים החוזרים עם מי הנהר לכיוון הים. הזרימה החזקה סוחפת ומרחיבה את שפך הנהר. עוד גורם להיווצרות האסטואר הוא עליית מפלס מי הים. כך, למשל, בסוף תקופת הקרח (ראו עמ' 223), כשהופשרו הקרחונים ומפלס פני הים עלה, חדרו המים לעמקי הנהרות ויצרו שם מפרצים ארוכים בעלי צורת משפך.

אסטוארים אפשר לראות במקומות רבים בעולם, לדוגמה: בשפך של נהר דלוויר ליד העיר פילדלפיה שבארה"ב, בשפך של נהר סין בצרפת, ובשפכו של נהר אמס בגרמניה. לאסטוארים יש כמה מאפיינים חשובים: הם מאפשרים שיט של אוניות לתוך היבשה; הם מוגנים יחסית מפני רוחות וגלי ים – ועל כן נבנו ברבים מהם נמלים; מימיהם עשירים בדגים, ובסביבתם מצויות ציפורים רבות הניזונות מהם. לכן אין פלא שהמפרצים הללו היו מאז ומתמיד מקומות מועדפים להתיישבות.

(בספר תמונה:)

האסטואר שנוצר בשפך של נהר אמזונאס, הנשפך לאוקיינוס האטלנטי

*219*

אדם ונהר

*219*

לכל אורך ההיסטוריה של האנושות היו עמקי הנהרות מקומות מועדפים להתיישבות כפרית ועירונית. שם צמחו תרבויות חשובות, כמו תרבות מצרים העתיקה לאורך נהר הנילוס, והתרבויות שצמחו לאורך הפרת והחידקל. מאז ועד היום הנהרות משמשים את האדם בפעילויות רבות. הם מספקים: מקור מים לשתייה ולהשקיה; שטחים מישוריים נוחים לבנייה ולחקלאות; קרקעות פוריות המתאימות לעיבוד חקלאי; נתיבי תחבורה נוחים לשיט ולמסחר; מקור להפקת אנרגיה חשמלית; מקומות יפים לנופש ולתיור.

החיים בקרבת הנהר מזמנים גם קשיים: הצפת השטחים הסמוכים לנהר בעקבות שיטפונות גורמת נזקים לרכוש, לשטחי החקלאות, ולעתים גם לחיי אדם; נהרות המצויים באזורי אקלים קרים עלולים לקפוא בחורף ולשבש מעבר של סחורות ובני אדם על פני הנהר; ובנהרות הרדודים ובאזורי הביצות קיימת סכנה של התרבות של חרקים מעבירי מחלות.

בימינו יש לאדם השפעה עצומה על גורמים שונים הקובעים את משטר הזרימה בנהר. כך, למשל, בנייתם של יישובים והקמת סכרים לאיגום מי הנהר גורמות לשינוי במהלכו הטבעי של הנהר וכמות המים הזורמת בו; סלילת כבישים ובנייה נרחבת מונעות מהמים לחלחל לתוך הקרקע, ומגדילות את כמות הנגר העילי המגיעה אל הנהר; שאיבת מים מהנהר עצמו מורידה את מפלס מי הנהר ואת מהירות הזרימה בנהר; וזיהום מי הנהר בשפכים עלול לגרום לפגיעה באיכותם של מימיו, ולפגיעה באדם, בחי ובצומח המצויים בסביבתו. האתגר העומד לפני האדם הוא לפעול לפיתוח בר-קיימא, כך שלצד השימוש במי הנהר וניצולם תפחת ותצטמצם הפגיעה בנופו ובאיכות מימיו. (ועל כך תלמדו ביחידה הרביעית של הספר).

(בספר תמונה:)

נהר דנובה הזורם בכמה מדינות באירופה

(בספר תמונה:)

רפטינג בנהר קלנבך בגרמניה

(בספר תמונה:)

סכר הובר על נהר קולורדו בארצות הברית

מבזק סיכום

- המים הזורמים ביבשות הם חלק ממחזור המים.

- המים הזורמים על פני האדמה כנגר עילי יוצרים בדרכם מערכות נהר.

- המים הזורמים בנהרות גורמים לתהליכי בליה, מסיעים את תוצריה בזרימתם ומשקיעים אותם לאורך האפיק או באזור השפך.

- הנהרות אינם זורמים בקו ישר. שני דגמי הנהר הנפוצים הם נהר מפותל ונהר פזרות.

- תוך כדי סחיפה והשקעה של חומרי הבליה הנהר יוצר דגמי עמקים. הנפוצים שבהם הם עמק רחב, עמק קניוני ועמק V.

- מישורי הצפה נוצרים בעקבות עלייה חוזרת ונשנית של מי הנהר על גדותיו.

- הנהרות מגיעים בסוף דרכם אל בסיס הסחיפה – המקום הנמוך ביותר, ים או ימה.

- שני הדגמים הנפוצים ביותר של שפך הנהר הם הדלתה והאסטואר.

- עמקי הנהרות הם מקומות מועדפים להתיישבות האדם.

- האדם משפיע בדרכים שונות על משטר הזרימה של הנהרות ועל מהלכם.

*220*

פעילויות לחזרה ולסיכום

*220*

1. בחרו שני נהרות גדולים באירופה (לדוגמה: דנובה, דנייפר, דון, וולגה), וערכו השוואה ביניהם בעזרת טבלה. היעזרו במפה הפיזית של אירופה באטלס, ומצאו: באילו אזורים מצויים מקורות הנהר? מה הם שמות היובלים המתחברים אל הנהר? מהו מספר האפיקים בשפך הנהר? ומהו גוף המים שהנהר נשפך אליו?

2. חפשו באטלס את הנהרות האלה: דורדו (דורדוני) בצרפת; זאיר (קונגו) בזאיר; דרעה במרוקו; תמז בבריטניה; אל-חמד בערב הסעודית. בדקו גם במפות המשקעים.

א. מיינו את הנהרות על פי משטר הזרימה שלהם – האם כמויות המים הזורמות בנהר דומות במהלך כל השנה, או האם מדובר בזרימה שיטפונית ועונתית? היעזרו במפות האקלים באטלס.

ב. לפי מה קבעתם לאיזו קבוצה שייך כל נהר?

3. א. השלימו במחברת את המשפט בעזרת המילים הבאות:

חלקיקי סלע קטנים, שברי סלע גדולים, שברי סלע בינוניים.

כאשר מהירות זרימת המים יורדת בהדרגה, -- ישקעו תחילה, לאחר מכן ישקעו -- ולבסוף, ללא אנרגיית זרימה, ישקעו --.

ב. הסבירו את הסיבה לתהליך המתואר במשפט.

4. כתבו במחברת את המשפט בצורתו המדויקת ביותר:

ככל שמהירות הזרימה תהיה גבוהה יותר, כך יהיו (יותר / פחות) -- סחיפה והסעה, ו(יותר / פחות) -- השקעה.

5. ערים רבות בעולם הוקמו על מישורי ההצפה של נהרות גדולים.

א. הסבירו כיצד נוצרים מישורי הצפה.

ב. אילו יתרונות יש לערים השוכנות על מישור הצפה של נהר? ואילו חסרונות?

ג. חפשו באטלס ורשמו את שמותיהן של שתי ערים גדולות הממוקמות על מישור הצפה של נהר.

6. בשפך של נהרות רבים נוצרת דלתה.

א. מהי דלתה? תארו את תהליך בנייתה.

ב. מהם היתרונות למתגוררים באזור של דלתה?

ג. מצאו במפות המתאימות באטלס את הדלתות של: נהר רון בצרפת; נהר פו באיטליה; נהר וולגה ברוסיה; נהר אינדוס בהודו; נהר ניז'ר בניגריה. רשמו שלושה מאפיינים המשותפים לכל הדלתות האלה.

7. סרטטו במחברת איור סכמתי הדומה לתמונה שלפניכם, וסמנו עליו – במקומות המתאימים – את התופעות האלה: גדת השקעה; גדת סחיפה; זרימה מהירה; זרימה איטית; נפתול עזוב.

*221*

8. לפניכם תמונות של שני קטעים מן האפיק של נהר הירדן:

(בספר תמונה)

(בספר שתי תמונות:)

1. קטע מן הירדן, מדרום לעמק בית שאן

2. קטע מן הירדן ההררי, ממזרח לכפר הנשיא

א. מצאו באטלס את מקומם של שני קטעי הנהר המוצגים בתמונות, ותארו את ההבדלים ביניהם. התייחסו לקריטריונים הבאים: באיזה חלק של הנהר נמצא הקטע הזה – העליון, האמצעי או התחתון; מהו דגם הנהר בקטע הזה; מהי צורת העמק של הנהר בקטע הזה (עמק V, עמק רחב או קניון).

ב. התבוננו בתמונות ובמפה שבאטלס, והסבירו מדוע דגמי האפיק של הנהר בשני הקטעים האלה שונים כל כך זה מזה.

ג. אורכו של קטע הירדן הזורם מן הכינרת עד ים המלח הוא כ-210 ק"מ. מצאו, בעזרת האטלס, מהו המרחק האווירי בין שתי הנקודות האלה: תחילה מצאו את המרחק בסנטימטרים במפה; אחר כך בדקו את קנה המידה של המפה; ואז, בעזרת שני נתונים אלה, חשבו את המרחק במציאות.

ד. על פי התוצאה שקיבלתם, קבעו אם אפשר לקרוא לקטע הדרומי של הירדן נהר מפותל (מיאנדרי). נמקו את תשובתכם.

9. לפניכם משמאל תמונה של קניון בנחל פרצים בישראל:

א. חפשו את נחל פרצים באטלס. באיזה אזור במדינה הוא נמצא?

ב. הסבירו מדוע מצויים קניונים רבים באזור הזה.

ג. הקניונים יוצרים נופים מרהיבים, אבל הם יוצרים גם קשיים לאדם. הסבירו אילו קשיים הקניונים יוצרים לאדם, וכיצד אפשר להתגבר על הקשיים האלה.

ד. כיצד אפשר לנצל קניון של נהר מבחינה כלכלית? היעזרו במידע שבעמוד 215 בספר.

10. בדקו במקורות מידע שונים מהם חמשת הנהרות הארוכים בעולם. לגבי כל נהר כתבו: באיזו יבשת הוא זורם, באילו מדינות הוא עובר, ואילו ערים גדולות נמצאות לאורכו. כדאי להיעזר באטלס. כמו כן ציינו את אורכו ואת ספיקתו של כל נהר. כיצד תסבירו את ההבדל בספיקה בין הנהרות?

(בספר תמונה:)

קניון בנחל פרצים

*222*

פרק ד – הקרחונים מגלפים צורות בנוף

*222*

הקרחונים הם גושי קרח ענקיים, המשתרעים על פני שטחים גדולים מאוד. בזכות גודלם ומשקלם העצומים, ענקי הקרח האלה משאירים חותם בכל מקום שהם נמצאים בו. אפילו במקומות שהיו בהם בעבר קרחונים והם הפשירו, נותרו בשטח צורות נוף המעידות על היותם שם. מה הם הקרחונים? כיצד הם נוצרים? היכן הם מצויים? והעיקר – כיצד הם מעצבים את הנוף? על כך תלמדו בפרק הזה.

הקרחונים מה הם, והיכן הם נמצאים

*222*

כמויות גדולות של שלג, המצטברות משנה לשנה, הופכות לקרח, ובמשך אלפי שנים הן יוצרות את הקרחונים. כיצד? השלג יורד כפתיתים קטנים, הנערמים זה על גבי זה. בין פתיתי השלג נותרים חללי אוויר רבים, ולכן השלג רך. במקומות הקרים, שבהם הטמפרטורות נמוכות מאוד כל ימות השנה – השלג אינו מפשיר אלא הולך ונערם משנה לשנה. משקלו של השלג הנערם לוחץ על ערמות השלג שמתחתיו, ובגלל הלחץ – פתיתי השלג נדחסים, חללי האוויר מתמעטים, וכמעט כל האוויר נפלט החוצה. השלג היורד בחורף שלאחר מכן ממשיך לדחוס את ערמת השלג הדחוס שמתחתיו, עד שהיא הופכת לגוש קרח. וכך, חורף אחר חורף, גוש הקרח הולך ונדחס ומשנה את צבעו (ראו "עוד מבט"). גוש הקרח אינו נשאר במקומו – הוא נע ומתקדם, ותוך כדי כך הוא מעצב את הנוף.

עוד מבט: קרח כחול, קרח לבן

יש קרחונים הנראים לעינינו לבנים, ויש הנראים לעינינו כחולים. איך מסבירים זאת? קרני האור המגיעות מן השמש מורכבות מכל צבעי הקשת: סגול, כחול, ירוק, צהוב, כתום ואדום. כאשר קרני האור מגיעות אל הקרחון, הוא משמש להן כמסנן. קרחון דחוס מאוד בולע את כל הצבעים, ולכן איננו רואים אותם. רק הצבע הכחול מוחזר אלינו, ולכן זהו הצבע שהעין רואה. לעומת זאת בקרחון "טרי", שאינו דחוס – יש חללי אוויר רבים, המאפשרים לכל הצבעים לחזור אל העין שלנו. במקרה כזה כל הצבעים יחד נותנים את הצבע הלבן שהעין שלנו רואה.

(בספר תמונה:)

קרני השמש מעניקות לקרחון הצף את צבעו הכחול (הדמיית מחשב)

*223*

קרחונים בעבר וכיום

בימינו רק כעשירית מהשטח היבשתי של כדור הארץ מכוסה בקרחונים. 97 אחוזים מהם מצוים באזורים קרים הקרובים לקטבים, ויתר הקרחונים (3 אחוזים) מצויים בפסגות ההרים הגבוהים (ראו מפה). בעבר, במשך כ-2 מיליון השנים האחרונות, היו לפחות 4 תקופות קרות מאוד, שבהן הקרח התפשט על פני כדור הארץ. תקופות אלה נקראות "תקופות קרח", ובהן הקרחונים הגיעו באזורים רבים בעולם לעובי של מאות מטרים. הקרחונים, שהשתרעו באזורים של צפון אירופה, צפון אסיה וצפון אמריקה הצפונית, הותירו אחריהם אזורים שטוחים נרחבים, לדוגמה: חלקים גדולים מסיביר, מפולין ומצפון מזרח קנדה. הנוף הנראה כיום באזורים אלה הוא בעיקרו תוצאה של עיצוב קרחוני ממושך.

בין תקופת קרח אחת לשנייה היו תקופות חמות יותר, שבהן הפשיר הקרח והוא כיסה רק שטחים מצומצמים. תקופות אלה נקראות "תקופות בין-קרחוניות" (או "תקופות ביניים"). תקופת הקרח האחרונה החלה לפני כ-70,000 שנה והסתיימה לפני כ-10,000 שנה. כיום נמצא כדור הארץ בתקופה בין-קרחונית, ולא ברור אם ומתי תתחיל תקופת הקרח הבאה.

שינויי האקלים, והמעברים מתקופות קרח לתקופות בין-קרחוניות, השפיעו על גובה מפלס מי הים. בתקופות הקרח ירד מפלס מי הים, וזאת מאחר שכמויות גדולות של מים, שהתאדו מהאוקיינוסים, הפכו לעננים וירדו כשלג על היבשה, נאגרו בצורת קרח על פני היבשה ולא הגיעו אל הים. בתקופות הבין-קרחוניות, לעומת זאת, הקרחונים הפשירו והמים זרמו לאוקיינוסים, מילאו אותם וגרמו לעליית המפלס שלהם. בשיא תקופת הקרח האחרונה היה הים נמוך ב-110 מ' מהמפלס הנוכחי. אם יפשירו כל הקרחונים הקיימים בעולם כיום, יעלה מפלס המים באוקיינוסים ב-70 מ'!

כיום כדור הארץ נמצא בתקופה בין-קרחונית, ולא ברור אם ומתי תתחיל תקופת הקרח הבאה.

(בספר מפה:)

תפוצת הקרחונים בעולם כיום

*224*

עוד מבט: אנטארקטיקה – היבשת הקפואה

אנטארקטיקה, היבשת שבקוטב הדרומי, שגודלה כגודלה של יבשת אירופה, הייתה במשך מאות שנים בגדר תעלומה לאדם. למעשה, זוהי היבשת האחרונה שגילה האדם: רק בשנת 1820 הגיעה אליה משלחת ראשונה של חוקרים. כמעט כל שטחה של אנטארקטיקה מכוסה בקרחוני יריעה ענקיים, שעוביים מגיע עד 4 ק"מ ויותר. באנטארקטיקה מצויים מרבית הקרחונים הקיימים בעולם (כ-90 אחוזים מהם), והם מכילים חלק גדול (כ-70 אחוזים) מכמות המים המתוקים בעולם.

תנאי האקלים באנטארקטיקה קשים: הטמפרטורות נמוכות ביותר במשך רוב ימות השנה – עד 80 מעלות צלזיוס מתחת לאפס; ומנשבות שם רוחות חזקות – עד 300 קמ"ש. האקלים הקשה, והשטח המכוסה ברובו קרח, לא מאפשרים התיישבות של קבע ביבשת זאת. בני האדם היחידים החיים שם הם מדענים וחוקרים.

למי שייכת אנטארקטיקה? שבע מדינות טענו לבעלות על חלקים שונים שלה, אבל הן לא הגיעו להסכמה על חלוקתה. בשנת 1959 הוקמה "ברית אנטארקטיקה", שבמסגרתה נחתם חוזה לניהול משותף של יבשת זאת. כיום ניהול היבשת מתבצע בידי נציגים של 45 מדינות שחתמו על החוזה. בין סעיפי החוזה נקבע כי אנטארקטיקה תשמש למטרות מחקר ושלום בלבד, וכי אסור לקיים כל פעילות צבאית בתחומה.

(בספר תמונה:)

קרח כחול מכסה את אגם פריקסל הקפוא באנטארקטיקה

*225*

הקרחונים מעצבים את הנוף

*225*

הקרחונים, כמו הכוחות החיצוניים האחרים, משנים את הנוף באמצעות תהליכי בליה, סחיפה והשקעה. מצויים בעולם כמה סוגי קרחונים. נתמקד בקרחוני העמק, שחשיבותם בעיצוב הנוף גדולה. קרחוני העמק הם קרחונים המצויים בעמקיהם של ההרים הגבוהים. לקרחונים כאלה יש כוח עצום לשנות את הנוף – הם מתקדמים כלפי מטה כמו דחפור ענק המזיז סלעים, דורס והורס כל דבר הנקרה בדרכו. את חומרי הבליה הוא מסיע למרחק רב.

בליה, סחיפה והשקעה על ידי קרחונים

הקרחון הנע בעמק גורם לבליית הסלעים ב-2 דרכים בעיקר:

1. ניתוק ותלישה – משקלם העצום של הקרחונים מאפשר להם לשבור סלעים העומדים בדרכם, בעיקר אם הם סדוקים, ולנתקם ממקומם.

2. שחיקה ושיוף – כאשר הקרחון מתקדם, משקלו העצום גורם לשחיקה ולשיוף של צידי העמק ושל קרקעיתו. שברי הסלעים הנגררים עם הקרחון פועלים כמו נייר שיוף ענקי. הם שוחקים, משייפים ושורטים את הסלעים ואת פני השטח שבדרכם.

הקרחונים יכולים לשאת חומרי סחף רבים ובגדלים שונים – החל מחומרים דקים מאוד (כמו אבק, הנוצר בתהליך השחיקה של הקרחונים או שוקע עם הרוח שהסיעה והשקיעה אותו על גבי הקרחון), ועד לגושי סלע גדולים מאוד, שמשקלם כמה טון. מרבית חומרי הסחף שהקרחון מסיע הם שברי סלעים, היוצרים ערימות של חצץ בגדלים שונים ובצורות שונות. ערימות סחף אלה נקראות מורנות, ואפשר לראות אותן על פני הקרחון, משני צידיו, בבסיס הקרחון ובחזית שלו. גם כאשר הקרחון מפשיר – הסחף מושקע ויוצר מורנות בצורה של גבעות נמוכות, המורכבות בעיקר משברי סלעים.

(בספר איור:)

מערכת קרחון

(בספר תמונה:)

מורנות – סחף קרחוני בחזית קרחון בגרנלנד ולאורך נתיבו

(בספר תמונה:)

קרחון עמק גולש למפרץ קינאי באלסקה

*226*

צורות נוף באזורי קרחונים

(בספר תמונה:)

קרחון גולש אל אגם קרחוני, אלסקה

תהליכי הסחיפה וההשקעה של הקרחונים יוצרים נוף ייחודי של הרים בעלי פסגות חדות, מדרונות תלולים מאוד, ועמקים בצורת האות U. את צורות הנוף האלה אפשר לזהות גם במקומות שבהם הפשירו הקרחונים כבר לפני אלפי שנים. נציג כמה מהן.

אגם קרחוני

כאשר הקרחון מפשיר ואין למים אפשרות להתנקז, השקע שבו הקרחון שוכן מתמלא במים, ונוצר אגם קרחוני קרוב לפסגת ההר. האגמים הקרחוניים נוצרים גם בעמקי הקרחונים, שם מצטבר סחף המקשה על מי הקרחונים המפשירים להתנקז, וכך נוצרים שם אגמים ארוכים וצרים. אגמים כאלה מעידים על כך שהיו במקום קרחונים בעבר.

עמק U

עמק U הוא עמק שבסיסו רחב, קירותיו תלולים וצורתו כצורת האות U. צורת העמקים משתנה לפי הגורם המעצב אותם, ובמקומות שמצויים בהם עמקי U אפשר לקבוע בוודאות שהם עוצבו על ידי קרחונים.

הקרקעית השטוחה של עמקי ה-U, ואדמת הסחף המצטברת בהם, יוצרים מקומות מועדפים להתיישבות ולחקלאות באזורים הרריים שונים בעולם. עמקים כאלה מצויים בצפון אירופה, באזורים שבעבר היו מכוסים כקרחונים.

(בספר שלושה איורים:)

מים וקרחונים מעצבים את העמקים

א. לפני תנועת הקרחון – מי הנהר מעצבים את העמק בצורת V או בצורת קניון

ב. בזמן תנועת הקרחון – כאשר הקרחון ממלא את עמק הנהר וסוחף את קרקעיתו ואת גדותיו, העמק מקבל את צורת האות U

ג. לאחר הפשרת הקרחון – המים הזורמים בעמק שעיצב הקרחון, יוצרים בקרקעית העמק אפיק חדש

פיורד

הפיורד הוא מפרץ ארוך, צר ועמוק, שנוצר על ידי קרחון. בעבר היו הפיורדים עמקי קרחונים שהגיעו עד לים, ולאחר הפשרת הקרחונים התמלא החלק התחתון שלהם, הקרוב לים, במי ים. הפיורדים נחשבים למפרצים נוחים לשיט ולמעגן אוניות, והם נפוצים במדינות כמו נורווגיה, אלסקה וניו זילנד.

(בספר שני איורים:)

תהליך היווצרות הפיורדים

א. בתקופת הקרח, הקרחון מילא את העמק ועיצב אותו בצורת האות U. משקלו הרב של הקרחון העמיק את העמק. קרקעיתו הייתה מתחת לפני הים, והקרחון מנע את כניסת מי הים לעמק

ב. לאחר הפשרת הקרחון – מי הים חדרו לתוך העמק ויצרו מפרץ ארוך, צר ועמוק

*227*

מבזק סיכום

- גושי הקרח הגדולים, הקרחונים, אינם נשארים במקומם – הם נעים ומתקדמים במורד, ותוך כדי כך הם מעצבים את הנוף.

- הקרחון הנע בעמק גורם לבליית סלעים ב-2 דרכים בעיקר: שחיקה ושיוף של הסלעים, ניתוק ותלישה שלהם.

- הקרחונים מסיעים שברי סלעים היוצרים ערימות של חצץ בגדלים שונים ובצורות שונות. ערימות חצץ אלה נקראות מורנות.

- צורות הנוף העיקריות שהקרחון מעצב הן: עמק U, פיורד ואגם קרחוני.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*227*

1. במה שונה תהליך ההיווצרות של קרח במקפיא מן התהליך של היווצרות קרח בקרחונים בטבע?

2. ציינו את שמותיהן של 3 מדינות בעולם ששטחן היה מכוסה בקרח בתקופת הקרח האחרונה, ו-3 מדינות ששטחן לא היה מכוסה בקרח בתקופת הקרח האחרונה. היעזרו באטלס, במפות המראות את התפשטות הקרחונים בעבר.

3. חפשו באטלס ורשמו 5 ערים העלולות להימצא בסכנה של הצפה ימית אם יופשרו הקרחונים. הסבירו מדוע ערים אלה מצויות בסכנת הצפה.

4. (בספר תמונה)

בתמונה שלפניכם רואים קרחון הגולש למפרץ הקרחונים באלסקה.

א. מהו כיוון ההתקדמות של הקרחון?

ב. באוניית הנוסעים הנראית בחזית התמונה יש 10 קומות המתנשאות מעל לפני המים. גובהה של כל קומה כ-2.5 מ'.

היעזרו במידע הזה ושערו את גובהה של חזית הקרחון. הסבירו כיצד הגעתם להשערה זו.

ג. מדוע סירות קטנות אינן מתקרבות אל חזית הקרחון הגולש למפרץ?

ד. הסבירו מה גורם לקרחוני עמק השוקלים אלפי טונות ויותר, לנוע לעיתים בקצב של מטר ויותר ליום.

5. כותר צפו באנימציה "היווצרות מורנות", והסבירו:

א. כיצד נוצרות מורנות משני צדדיו של קרחון?

ב. כיצד נוצרת מורנה בחלקו המרכזי של קרחון?

ג. כיצד נוצרת מורנה בחזיתו של קרחון?

ד. מהם החומרים שהמורנות בנויות מהם?

6. ערכו השוואה בין עמק U ובין פיורד. מה המשותף לשניהם? מה ההבדלים ביניהם?

7. א. עם אילו קשיים מתמודדות המדינות המצויות באזורי הקרחונים?

ב. מהם היתרונות ומהן האפשרויות הכלכליות שיש למדינות המצויות באזורי הקרחונים?

8. (בספר שתי תמונות)

אילו תופעות המופיעות בפרק תוכלו לזהות בתמונות שלפניכם?

*228*

פרק ה – הים בונה והורס חופים

*228*

חוף הים הוא אזור המפגש בין היבשה לים, וגורמים רבים משתתפים בעיצובו: הנהרות משקיעים בו סחף, הרוח בונה בו משטחי חול וחוליות, כוח הכבידה גורם לנפילת סלעים ממצוקים בחוף, ובאזורים הקרים – הקרחונים יוצרים פיורדים ומשנים את קו החוף. אך הגורם החשוב ביותר בעיצוב החוף הוא הים. בפרק זה נראה כיצד הים מעצב את החוף, ואילו צורות חוף הוא יוצר.

על גלים וזרמים המשפיעים על החוף

*228*

לים יש השפעה על החוף באמצעות שלושה גורמים בעיקר: פעילות הגלים, תנודות של גאות ושפל, וזרמי הים. נכיר את הגורמים האלה ונראה כיצד הם מעצבים את החוף.

גלי הים

רוב הגלים נוצרים הרחק מן החוף, בלב ים. הרוח הנושבת שם על פני המים, יוצרת תנועת מים אנכית (תנועה עולה ויורדת). למסתכל נראה כאילו הגלים מתקדמים לעבר החוף, אבל למעשה כל חלקיק של המים נע מעלה ומטה בלבד. אם נזרוק חפץ לא כבד לים במרחק רב מן החוף, הוא יצוף על פני המים – יעלה וירד עם הגלים, אבל יישאר במקומו. גלים אלה נקראים "גלי תנודה", והם אינם משתתפים בעיצוב החוף.

בקרבת החוף, שם מי הים רדודים (אינם עמוקים) – הגלים נתקלים בקרקעית הים, ונשברים. אז מי הים עולים אל החוף עד לנקודה מסוימת ושוטפים אותו, והם חוזרים אל הים תוך שטיפה חוזרת. גלים אלה נקראים "גלי הסעה". לגלי ההסעה יש חלק חשוב בעיצוב חופי הים – במיוחד בימי סערה, כשהגלים גבוהים והם שוטפים שטחים נרחבים מן החוף.

גאות ושפל

מפלס פני הים עולה ויורד בתנועה מחזורית, בהתאם למיקום של כדור הארץ ביחס לשמש ולירח. תנועה זאת של המים נקראת "גאות ושפל". כאשר פני הים עולים – המים מכסים שטחים נרחבים של חוף הים, וזוהי הגאות; וכאשר פני הים יורדים – המים נסוגים חזרה אל הים, וזהו השפל. בין שיא הגאות לשיא השפל חולפות 6 שעות ו-13 דקות, וקצב המחזוריות הוא קבוע.

(בספר תמונה:)

באחד החופים בדרום בריטניה מוצב שלט לתשומת לב התושבים והאורחים: "כביש זה מוצף בכל גאות"

(בספר איור:)

תנועתם של גלי התנודה וגלי ההסעה בים

*229*

כוח הכבידה של הירח, הוא המושך את פני הים באוקיינוסים וגורם להם לעלות בעת הגאות ולרדת בעת השפל. עוצמת הגאות והשפל מוכתבת גם על ידי גודלו של האוקיינוס ואופיו של קו החוף. (עוד על הגאות והשפל – ראו עמ' 48.)

בחופים רבים מפלס פני הים מתרומם בעת הגאות לגובה עשרות סנטימטרים בודדים. אבל כאשר מי הגאות נכנסים למפרצים צרים – הם הופכים לגל מים, המגיע עד לגובה מטרים אחדים והוא מתקדם במהירות ועולה על היבשה. כך, למשל, במפרץ פנדי שבנובה סקושה (קנדה) – גלי הגאות מגיעים לגובה 16-15 מ'.

לעתים גלי הגאות חודרים דרך שפך נהר אל עמק הנהר ויוצרים נחשול (גל גדול ובעל עוצמה רבה), החודר במהירות אל תוך היבשה. נחשולי גאות כאלה מצויים, לדוגמה, בנהר קיינטאנג שבסין, שם גובהם יכול להגיע עד 4 מ', רוחבם כ-3 ק"מ, ומהירות התקדמותם כ-20 מ' לשעה. במקומות אלה יש לתנועות הגאות והשפל תפקיד חשוב בעיצובם של אזור שפך הנהר ואזור החוף הסמוך לו.

הים מעצב את החוף

*229*

מי הים, כמו הכוחות החיצוניים האחרים, מעצבים את הנוף באמצעות תהליכי בליה, סחיפה, הסעה והשקעה של חומרי בלית. נראה כיצד זה קורה.

תהליכי בליה

מי הים גורמים לבליה מכאנית וכימית של הסלעים שלאורך החוף.

הבליה המכאנית נוצרת כאשר גלי הים מכים בסלעי החוף בכוח רב, פעם אחר פעם, וגורמים לשבירתם. נוסף על כך, שברי הסלע וגרגירי החול שהגלים נושאים עימם מתחככים בסלעי החוף ושוחקים אותם. שברי הסלע גם מתחככים אלה באלה והופכים לחלוקי ים מעוגלים.

הבליה הכימית, שחלקה מצומצם, נוצרת כאשר מי הים המלוחים, ועימם הנתז (הטיפות הניתזות) המגיע עם הרוח מן הגלים הנשברים, ממיסים את סלעי החוף וגורמים להתפרקותם.

(בספר תמונה:)

"אנשי החלוקים" – סדרת פסלים בחוף הנמצא בדרום בריטניה

*230*

תהליכי הסעה

הגלים עולים אל החוף וחוזרים לים כל הזמן, ללא הפסק. תנועה זאת של הגלים יוצרת זרם חופי, המתקדם לאורך החוף ובמקביל אליו. תוך כדי כך הזרם מסיע את חומרי הבליה, שהגיעו מהיבשה אל הים וטרם הפכו לסלע מלוכד. כיוונו של הזרם החופי תלוי בכיוון הרוח. לאורך החוף הדרומי של ישראל, למשל, במשך מרבית ימות השנה כיוון הזרם הוא מדרום לצפון.

תהליכי השקעה

כאשר העוצמה של הגלים, והקצב שבו הם מגיעים אל החוף, נחלשים ואין בכוחם לשאת עוד את חומרי הסחף, הם משקיעים אותם על החוף. דוגמה לתהליך זה הם גרגירי החול במישור חוף הים התיכון בישראל. מקורם של גרגירים אלה בחומרי סחף של נהר הנילוס, שנסחפו מאתיופיה והצטברו בחזית הדלתה של הנילוס. גרגירים אלה נסחפים בים על ידי זרמים לאורך החוף של סיני ועד לחופי ישראל. הסעת הגרגירים אל החוף עצמו נעשית באמצעות זרמי החוף והגאות והשפל.

מכשולים שונים (מפרץ או מכשול מלאכותי כמו שובר גלים), הניצבים בדרכו של זרם החוף, מחלישים גם הם את מהירות הזרם וגורמים להשקעת החלקיקים במקום. לכן, כאשר בונים נמלים או מעגנים אחרים לספינות ולאוניות, יש להביא בחשבון את כיוון הזרימה של זרם החוף, כדי שלא ייסתמו על ידי החול. לדוגמה: נמל אלכסנדריה שבמצרים נבנה ממערב לדלתה של הנילוס, מאחר שהכיוון של זרם החוף הוא ממערב למזרח. אילו נבנה הנמל ממזרח לדלתה, בתוך זמן קצר הוא היה נסתם בחול.

באזורי חוף בעלי שיפוע מתון נוצרת רצועה המשמשת בדרך כלל כחוף רחצה – שפת הים. החלק הקרוב לים מתכסה במים ונחשף לסירוגין, כתוצאה מהעלייה של הגלים אל החוף, וירידתם ממנו. על שפת הים שוקעים חומרי הסחף שהגיעו ממדרונות סמוכים או משפכי נהרות, וכן חומרי סחף שהובאו על ידי הגלים וזרם החוף. מקור הסחף קובע במידה רבה אם שפת הים תהיה מכוסה בחול, בחלוקים או באפר דק.

(בספר איור:)

הסעת חומרי סחף על ידי זרם החוף

בדרך כלל הגלים מגיעים אל החוף בזווית ומעלים את חומרי הבלית באלכסון לנקודה א. השטיפה החוזרת מחזירה אותם בקו ישר לנקודה ב. הגל הבא מעלה שוב את חומרי הבלית באלכסון לנקודה ג, והשטיפה החוזרת מעבירה אותם בקו ישר לנקודה ד. כך מתקדמים חומרי הבלית, בצורת זיגזג

(בספר שלושה איורים:)

תהליך יצירתם של מערות, קשתות ועמודים בים

א. מכות הגלים מרחיבות סדקים בסלע ויוצרות מערות חוף. גם מי הים ורסס הגלים יכולים לתרום להרחבת המערות, על ידי תהליכי המסה

ב. לפעמים המערות הנוצרות משני צידי לשון היבשה מתחברות ויוצרות קשת

ג. החלק העליון של הקשת מתבלה, נהרס ונופל, ואז נשאר בים עמוד בודד, שריד של הקשת. עם הזמן גם העמוד הזה מתבלה, ורק הבסיס שלו נשאר כעדות ללשון הים שהייתה במקום

*231*

צורות הנוף שהים וגליו מעצבים

*231*

מצוקים ומשטחי גידוד

הגלים המתנפצים אל הסלעים, במיוחד בימי סערה, מכים בעיקר בחלקו התחתון של המצוק. המכות החוזרות ונשנות של הגלים יוצרות בבסיס המצוק שקע המכונה "צניר". עם הזמן השקע הולך ומעמיק, וככל שהסלע רך יותר כן הוא מעמיק מהר יותר. העמקת השקע גורמת לכך שהחלק העליון של המצוק נשאר תלוי. במצב זה המצוק אינו יציב והוא אינו יכול להחזיק מעמד לאורך זמן, והחלק התלוי מתמוטט. תהליך זה, הנקרא גידוד, גורם למצוק לסגת לאחור – ולרגליו, במקום שבו היה קודם לכן מצוק, נותר משטח ישר הנקרא "משטח גידוד". בארץ תהליכי הגידוד מאפיינים חופים של מצוקי כורכר המצויים, למשל, באזור השרון בישראל.

(בספר איור:)

תהליך הגידוד ונסיגת המצוק בחוף הים

מפרצים ולשונות יבשה

בחופי הים מצויות רצועות מקבילות של סלע סחיף וסלע עמיד לסירוגין, בניצב לקו החוף. בגלל השוני בעמידותם של הסלעים בפני בליה וסחיפה, תהליך הגידוד יוצר במקומות שונים מפרצים – כניסה של הים אל תוך היבשה, ולשונות יבשה – בליטה של היבשה אל תוך הים. כיצד? הקטעים שבהם הסלע סחיף נסוגים מהר יותר ונוצרים בהם מפרצים, והקטעים שבהם הסלע עמיד נשארים במקומם והם בולטים לתוך הים כלשונות יבשה. מפרצים כאלה, שבדרך כלל הם מוגנים מפני רוחות, משמשים כחופי רחצה וכמקום מעגן לספינות קלות.

(בספר תמונה:)

מפרצים ולשונות יבשה בחצי האי פיליון, יוון

*232*

לגונה

(בספר איור:)

לגונה נוצרת בחוף הים

חומרי הסחף שוקעים במים הרדודים, קרוב לחוף, ויוצרים במים סוללה (גבעה ארוכה). כאשר הסוללה מתארכת וחוסמת את פתח המפרץ, היא יוצרת גוף מים כמעט סגור בחלק הפונה לים. כך נוצרת צורת חוף מיוחדת, הנקראת "לגונה".

במקרים רבים הלגונות נוצרות בחופים המצויים סמוך לשפכי נהרות, במיוחד נהרות הנושאים סחף רב ויוצרים דלתות. הסחף הרב שהנהר משקיע בים, ממשיך את דרכו עם זרמי הים. כשהזרמים נחלשים – הסחף שוקע, נוצרים שרטונות, ובמקביל לחוף נוצרת לגונה. דוגמה לכך היא העיר ונציה באיטליה, היושבת בתוך לגונה שנוצרה מן הסחף הרב של נהר פו, הנשפך לים האדריאתי.

חופי אלמוגים

חופים בעלי עיצוב מיוחד אפשר לראות באזורים הטרופיים – אזורים שבהם טמפרטורת המים הגבוהה, וצלילותם של המים, מאפשרים לקרני האור לחדור לעומק רב, יחסית. באזורים אלה מתפתחות שוניות אלמוגים.

השונית היא בית גידול של אלמוגים – בעלי חיים החיים יחד, כשהם צמודים זה לזה ויוצרים מושבה של אלפי אלמוגים. כאשר האלמוג מסיים את חייו – נשאר השלד הקשה שלו, ואליו נצמדים אלמוגים חדשים. כך השונית הולכת וגדלה.

לעתים שונית האלמוגים מתפתחת צמוד לחוף הים ובמקביל אליו; כאלה הן, למשל, שוניות האלמוגים שבחופי אילת וסיני.

לעתים השונית מתפתחת במקביל לחוף אך במרחק מה ממנו; כזאת היא, למשל, שונית המחסום הגדולה של אוסטרליה. במקרים אלה נוצרת לגונה בין השונית לקו החוף. לפעמים אפשר לראות שוניות אלמוגים המקיפות איים געשיים באוקיינוס; שונית כזאת נקראת "אטול".

(בספר תמונה:)

אטול באיי מלדיב שבאוקיינוס ההודי

מבזק סיכום

- פעילותם של הגלים, ותנודות הגאות והשפל של הים, הם הגורמים החשובים ביותר בעיצוב הנוף באזורי החופים.

- תהליך גידוד בחוף שיש בו מצוק גורם לנסיגת המצוק ואף להתמוטטותו.

- בחופי ים שמצויים בהם אזורים של סלע סחיף – תהליך הגידוד יוצר מפרצים, והאזורים שבהם הסלע עמיד נשארים במקומם והם בולטים לתוך הים בלשונות יבשה.

*233*

פעילויות לחזרה ולסיכום

*233*

1. השוו בין סוגי הגלים השונים: גלי תנודה, גלי הסעה, גלי גאות וגלי צונאמי. כיצד הם נוצרים? איזו השפעה יש לכל אחד מהגלים על החוף ועל צורתו?

2. התבוננו בכותר באנימציה "סחיפה על ידי זרם החוף".

העתיקו למחברתכם את האיור שלפניכם (בספר איור), ובהתאם למתואר באנימציה סמנו בו: את כיוון הגלים, את הדרך שבה יתקדם חלוק הים, ואת הכיוון הכללי של זרם החוף.

3. לפניכם איור של מצוק החוף באזור השרון בישראל (בספר איור). באזור הזה הוקם מעגן לסירות (שהוא מבנה הבולט לתוך הים).

א. מה יקרה לסחף המוסע על ידי זרם החוף בגלל הקמת המעגן באזור 1 באיור? שימו לב לכיוון הזרם החופי מול המצוק.

ב. מה יקרה באזור 2? התייחסו גם לסחף וגם למצוק.

4. לפניכם תמונות שצולמו בראש הנקרה – אתר בגליל העליון המערבי.

(בספר שתי תמונות)

א. תארו את התהליך המתרחש בראש הנקרה. היעזרו בתמונות. מה יקרה למצוק של ראש הנקרה עם השנים?

ב. מצאו בתמונה השמאלית משטחי גידוד. כיצד הם נוצרו?

5. ונציה היא עיר היושבת בתוך לגונה. מיקומה הייחודי של העיר מקנה לה יתרונות רבים, אך גם קשיים.

א. ציינו 3 יתרונות הנובעים ממיקומה של העיר.

ב. ציינו 3 קשיים או בעיות הנובעים ממיקומה של העיר.

6. לפניכם רשימה של כמה מהמושגים המופיעים בפרק זה: גידוד, גאות, לגונה, מפרץ, אטול, שפת ים. העתיקו למחברת את המושגים ורשמו ליד כל מושג את ההגדרה המתאימה מתוך ההגדרות הבאות:

א. עלייה מחזורית של פני הים בהשפעת כוח המשיכה של הירח.

ב. פעולת הגלים הגורמת להרס המצוק ולנסיגתו לאחור.

ג. אי געשי המוקף בשונית אלמוגים.

ד. רצועת חוף המשתרעת לאורך הים, סמוך לקו המים.

ה. קטע ים החודר ליבשה.

ו. מפרץ שפתחו נחסם על ידי שרטון חוף שהתארך.

*234*

פרק ו – הרוח מפסלת את פני השטח

*234*

הרוח היא גורם בעל עוצמה רבה, אבל השפעתה על עיצוב הנוף קטנה בהשוואה לכוחם של המים ושל הקרחונים. באזורים מדבריים השפעתה על עיצוב הנוף רבה. בפרק זה ניווכח כיצד הרוח גורמת לבליה, סוחפת ומסיעה חלקיקים קטנים של חומרי בליה למרחקים, ומשקיעה אותם. נכיר גם את צורות הנוף שהרוח מעצבת באמצעות תהליכים אלה.

הרוח מעצבת את הנוף

*234*

תהליכי בליה

הרוח מנתקת וסוחפת חלקיקים קטנים מסלע האב. כוח הסחיפה של הרוח תלוי בעוצמתה ובמהירותה: ככל שהרוח חזקה ומהירה יותר, כן הגרגירים שהיא סוחפת גדולים יותר. וכאשר הרוח נתקלת בדרכה במכשולים (כמו עצים ושיחים) – מהירותה קטנה, וכוח הסחיפה שלה יורד. בגלל סיבה זאת, כוח הסחיפה של הרוח חזק במיוחד באזורי המדבר, שהצמחייה המצויה בהם מועטה או שלא מצויים בהם צמחים כלל, ולכן אין מכשולים שיקטינו את מהירותה של הרוח.

הגרגירים המוסעים על ידי רוחות חזקות, גורמים לבליה: הם שורטים ושוחקים את הסלעים ואת שברי הסלעים שהם פוגעים בהם, ומנתקים מהם חלקיקים זעירים נוספים.

תהליכי הסעה

הגרגירים הגדולים ביותר שרוחות רגילות יכולות להסיע הם בגודל של גרגירי חול (שקוטרם עד 2 מ"מ). את גרגירי החול הגדולים הרוח מגלגלת על פני השטח, ואת גרגירי החול הקטנים יותר היא מקפיצה באוויר למרחק סנטימטרים בודדים. גרגירים קטנים מאוד, אלה שאנחנו מכנים בשם "אבק" יכולים לרחף באוויר זמן רב – שעות ואף ימים. הרוח יכולה להרים את חלקיקי האבק לגובה מטרים בודדים ועד אלפי מטרים, והחלקיקים יכולים לנוע למרחקים – מקילומטרים בודדים ועד מאות קילומטרים ממקום המוצא שלהם.

תהליכי השקעה

כשהרוח נחלשת ואין בכוחה להמשיך ולשאת את החומרים, הם מפסיקים לנוע ושוקעים. החומרים שוקעים על פי גודלם: הגרגירים הגדולים, אלה המתגלגלים או מוקפצים – שוקעים במקומות קרובים, ואילו האבק ממשיך לרחף באוויר, והוא מוסע ושוקע רק כאשר הרוח פוסקת כמעט לחלוטין ואין בכוחה לשאת אף את החומר הקל ביותר. האבק שוקע גם כאשר הוא מגיע לאזורים לחים. באזורים אלה הגשם ולחות האוויר מרטיבים את גרגירי האבק ומגדילים את משקלם, והם שוקעים מטה.

(בספר איור:)

דרכי ההסעה של חלקיקים קטנים על ידי הרוח

*235*

צורות הנוף שהרוח מעצבת

*235*

נוף של סחיפה – צריר ופסלי סלע

הרוחות מסירות את חומרי הבליה הקטנים והקלים ומסיעות אותם, והן משאירות מאחוריהן שברי סלעים וחצץ כבדים שהן אינן מסוגלות להסיע. שטח המכוסה בשברי סלעים כאלה, המכונה "צריר", אופייני לנופי המדבר.

במדבריות שמצויים בהם סלעים הניתנים לסחיפה בקלות (כמו אבן החול), אפשר לראות סלעים המעוצבים בצורה של עמודים, פטריות, קשתות ועוד צורות מיוחדות. הרוח לבדה אינה יכולה "לפסל" צורות אלה – היא משתתפת בעיצובן עם גורמים נוספים: תהליכים של בליה כימית ובליה ביולוגית יוצרים שקעים וחריצים בסלעי אבן החול, והרוח ממשיכה את פעולות העיצוב עד שמתקבלות צורות הנוף המיוחדות.

(בספר תמונה:)

צריר במישור פארן בנגב

נוף של השקעה – משטחי לס, בתרונות וחוליות (דיונות)

משטחי לס ובתרונות

גרגירים קטנים מאוד, ששמם הכולל הוא "אבק", נישאים ברוח והם שוקעים במשך אלפי שנים ועד עשרות אלפי שנים. הם יוצרים משקע צהבהב ועשיר בחרסיות בעל גרגירים עדינים, הנקרא "לס". הלס ממלא כל שקע בנוף, מכסה גבעות, ויוצר מישורים ורמות. מישורים ורמות כאלה מצויים, למשל: באזור לה פמפה שבאמריקה הדרומית, בשטחים נרחבים במרכז אירופה, בצפון סין, ואפילו בישראל, בעיקר בנגב הצפוני.

לצד הרוח המסיעה את גרגירי הלס, מרבית גרגירי הלס נסחפים לעמקים בעקבות אירועי גשם, ושם מצטברות שכבות הלס זו על גבי זו ועוביין עשוי להגיע למאות מטרים. כאשר מי הגשמים מרטיבים את החרסיות שבלס הן תופחות, סותמות את הנקבוביות שבשכבות הלס ומקשות על המים לחדור פנימה. לכן, זמן קצר לאחר הגשם מתפתח על גבי הלס נגר עילי. הנגר העילי סוחף את גרגירי הלס, שאינם מלוכדים, וחותר בקלות בשכבות הרכות של הלס. במקביל, חלק ממי הגשמים חודרים לקרקע הלס דרך סדקים הנוצרים על פני השטח כאשר הלס מתייבש. כך נוצרת מתחת לפני השטח, בעומק לא רב, זרימה של מים הסוחפים את גרגירי הלס ויוצרים מעין צינורות תת-קרקעיים. עם הזמן ה"צינורות" גדלים, וה"תקרה" שלהם עלולה להתמוטט וליצור מעין תעלות על פני השטח. תהליך זה, והסחיפה על ידי הנגר העילי, יוצרים יחד נוף של בתרונות – נוף ובו מערכת צפופה של ערוצים המבתרים (חותכים) את פני השטח.

(בספר תמונה:)

ה"פטרייה" בפארק תמנע אשר בדרום הנגב

(בספר תמונה:)

מגדלים ועמודים שעיצבה הרוח באבן החול בבריס קניון – פארק ביוטה, ארה"ב

(בספר תמונה:)

נוף בתרונות במרוקו

*236*

חוליות

כאשר הרוח נתקלת במחסום או במכשול כלשהו העומד בדרכה – צמחייה, סלעים גדולים או גדרות ומבנים שהאדם בונה – מהירותה יורדת, והיא משקיעה את החלקיקים שאין בכוחה לשאת עוד. החלקיקים השוקעים מצטברים לערימות ויוצרים את החוליות (דיונות). החוליות מצויות בדרך כלל במדבריות ולאורך חופי הים, במקומות שונים בעולם. באזורים אלה מתקיימים התנאים המאפשרים את היווצרות החוליות: כמויות גדולות של חול, ורוחות חזקות המסיעות את החול. החוליות עשויות להתקדם ולשנות את מקומן, ועל כן הן מכונות "חוליות נודדות".

באזור של חולות נודדים קשה לצמחייה לשרוד, שכן תזוזת החולות מאיימת לקבור תחתיה את הצמחים. על כן שורדים באזורים אלה רק צמחים מיוחדים, בעלי שורשים וגבעולים ארוכים, המאפשרים להם לצמוח מעל לפני החול. כאשר הצמחים הראשונים נקלטים בחולית הם מייצבים אותה – הם עוצרים את תנועתה ומאפשרים לצמחים אחרים ולבעלי חיים להתבסס במקום. כך מתפתחת בחולית סביבה מיוחדת של צמחים ובעלי חיים. כאשר החולית מתכסה בצמחייה היא הופכת לחולית יציבה, והנדידה נפסקת.

כיווני הרוח, והמכשולים העומדים בדרכה, יוצרים צורות שונות של חוליות. קיימות צורות שונות של חוליות: חולית סהרונית (הנקראת גם חולית קשת או ברחאן), שצורתה כחצי סהר (חצי ירח); חולית סייף, שהיא שורה של גבעות חול שיצרו חולית אחת ארוכה; חולית כוכב, שהיא חולית המטפסת על גבעה קיימת, ועוד.

(בספר איור:)

התקדמותה של חולית נודדת

כאשר רוח נושבת על החולית, היא מקפיצה ומגלגלת את גרגירי החול במדרון המתון, זה הפונה אל הרוח, ומעלה אותם לפסגה. משם הגרגירים גולשים אל המדרון התלול, זה המוסתר מן הרוח. כך הרוח מעבירה את גרגירי החול מצד אחד של החולית לצידה השני, והחולית מתקדמת

(בספר תמונה:)

חולית סהרונית בנמיביה, אפריקה. החולית הסהרונית היא חולית בעלת צורה של חצי סהר (חצי ירח), ומכאן שמה. חוליות בעלות צורה כזאת נוצרות במקומות שבהם הרוח השלטת מגיעה מכיוון אחד קבוע, והחול נערם בניצב לכיוון הרוח. לחולית הסהרונית יש מדרון מתון בצד שהרוח נושבת ממנו, ומדרון תלול בצד הנסתר מן הרוח. חלק מן הרוח עוקף את החולית משני הצדדים ומשקיע שם חול. כך מתארכים שולי החולית ונוצרות שתי ה"קרניים" המעוגלות של הסהרונית

*237*

עוד מבט: מתמודדים עם החולות

באזורים של חוליות נודדות מתקיים מאבק מתמיד בין הטבע לאדם – החולות הנודדים עלולים לקבור תחתיהם צמחים, שדות, כבישים ואף מבנים ביישובים. התקדמותן של החוליות יוצרת קשיים רבים באזורים מדבריים, וגם באזורים המצויים לאורך חופים. בצפון סין, לדוגמה, החוליות מתקדמות כ-20 מ' בשנה לעבר הכפרים הסמוכים לאזור המדבר. במקומות שבהם יש התקדמות כזאת של החולות הנודדים, התושבים משקיעים מאמצים רבים בניסיון לעצור את התקדמותם.

אחת הדרכים המקובלות היא לשפוך שמן על החולות. השמן מרטיב את החול, מגדיל את משקל הגרגירים ומונע מן הרוח את האפשרות להעיף את הגרגירים ממקומם. זוהי דרך פשוטה וזולה, יחסית, אבל מזיקה לסביבה, מאחר שהשמן חודר לקרקע ומזהם אותה ואת מי התהום. ויש עוד דרכים לעצירת החולות: נטיעת עצים העוצרים את מהירות הרוח ומחלישים בכך את יכולת ההסעה שלה, ושתילת צמחים אשר שורשיהם מייצבים את החול. ואולם לא בכל מקום אפשר לבצע פעולות כאלה, ולדוגמה: קטע מכביש החוצה את מדבר סהארה שבאפריקה, הנסלל בימים אלה, עובר באזור החוליות של מוריטניה. כדי שהחולות לא יקברו תחתיהם את הכביש, נשתלו תחילה בצידי הכביש עצים שנועדו לעצור את תנועת החולות. העצים לא עמדו בתנאי המדבר ומתו, ועל כן נמתחו לאחרונה לאורך הכביש יריעות ניילון ענקיות. אך גם פתרון זה מוגבל, שכן מחירן של היריעות גבוה והן זקוקות לתיקונים ולתחזוקה מתמדת. בניית גדרות שיעצרו את התקדמות החולות – גם היא שיטה נפוצה במדינות רבות, אך גם היא אינה נותנת את הפתרון הרצוי לכל המקרים.

כיום נערכים מחקרים רבים שמטרתם להבין את דרך ההתקדמות של גרגירי החול, כדי שיהיה אפשר לתכנן מחסומים יעילים. יש בעולם מקומות שבהם החוליות הנודדות אינן מכסות את היישובים בסביבתן אלא להפך – היישובים מתפשטים אל אזורי החוליות, והנוף המיוחד הזה הולך ונעלם. במקומות אלה נקבעו אזורי החוליות שנותרו ביישובים או בשוליהם כשטחים מוגנים – שמורות טבע ופארקים – במטרה לשמר את החוליות בצורתן הטבעית. דוגמה לכך היא פארק החולות ניצנים, המצוי מדרום לאשדוד.

(בספר תמונה:)

חולית באחד מחופי ניו-זילנד פולשת אל שטח חקלאי ומאיימת לקבור תחתיה את הגידולים החקלאיים

(בספר תמונה:)

צמחים בחולות ניצנים, מדרום לאשדוד, מתמודדים עם החול המאיים לקבור אותם תחתיו

מבזק סיכום

- השפעתה של הרוח בעיצוב נופים בולטת במיוחד באזורים מדבריים.

- הרוח מנתקת וסוחפת מסלע האב ומפני השטח חלקיקים קטנים, מסיעה אותם למקומות אחרים ושם משקיעה אותם.

- במדבריות שמצויים בהם סלעים הניתנים לסחיפה בקלות, כמו אבן החול, אפשר לראות סלעים המעוצבים בצורה של עמודים, פטריות, קשתות ועוד צורות מיוחדות. הרוח משתתפת בעיצובן של צורות נוף אלה עם גורמים נוספים.

- שקיעת החלקיקים הנישאים על ידי הרוח יוצרת שתי צורות נוף עיקריות: מישורי לס, וחוליות (דיונות).

*238*

פעילויות לחזרה ולסיכום

*238*

1. סכמו את התהליכים של עיצוב הנוף (בליה, סחיפה, הסעה והשקעה) על ידי הרוח. בהסבר השתמשו במילים האלה: רוח חזקה ומהירה, אבק, גלגול, גרגירי חול, רוח חלשה, ריחוף, אזורים לחים, שריטות, הקפצה.

2. באילו אזורי אקלים יש לרוח השפעה רבה על עיצוב הנוף? הסבירו מדוע.

3. ערכו ניסוי ובדקו כיצד הרוח מסיעה את גרגירי החול:

א. הכינו משטח עץ, ובנו בקצה האחד שלו ערימה מחול בעל גרגירים בגדלים שונים (כולל גרגירים קטנים של אבנים).

ב. בקצהו השני של המשטח הניחו תבנית ריקה של קוביות קרח.

ג. נשפו דרך צינורית או הפעילו מייבש שיער סמוך לערימת החול, וכך העיפו את גרגירי החול לעבר תבנית קוביות הקרח.

ד. בדקו באילו מהקוביות בתבנית יש כמות גדולה יותר של גרגירים דקים, ומה קרה לגרגירים הגסים.

ה. הסבירו מה גרם לגרגירים בעלי הגדלים השונים לשקוע במקומות שונים.

4. לפניכם תמונות של צורות נוף שהרוח מעצבת (בספר ארבע תמונות). ערכו רשימה של צורות הנוף השונות, ורשמו ליד כל אחת איזו צורת נוף היא – נוף של סחיפה או נוף של השקעה.

5. עיינו במפת הקרקעות של ישראל באטלס, וכתבו:

א. היכן מצויים שטחי חולות בארץ?

ב. מה מונע את התקדמות החולות בישראל לכיוון מזרח?

6. א. מהו נוף של משטחי לס?

ב. מה הן הסיבות להיווצרותו של נוף בתרונות?

7. היכנסו לכותר וצפו באנימציה "התקדמות חולית נודדת".

א. הסבירו את הקשר בין כיוון הרוח ובין כיוון ההתקדמות של החולית.

ב. כתבו מה יקרה אם תתכסה החולית בצמחים. בתשובתכם התייחסו למהירות הרוח ולתנועת החולית.

8. קראו בכותר על מרחבי הלס שבצפון סין ועל "ים החולות" של מדבר נמיב. שני אזורים אלה מייצגים שתי צורות נוף הנוצרות על ידי השקעה של הרוח: מישורי לס וחוליות נודדות. שני האזורים קשים למחיה, ועל כן הם אזורים דלילי אוכלוסייה.

סכמו מה הם קשיי החיים באזורים אלה, ומה אפשר לעשות בכל אחד מהם כדי לשפר את מצבם הכלכלי של התושבים.

*239*

פרק ז – יחסי גומלין אדם-נוף

*239*

בפרקים הקודמים הסברנו כיצד הנוף מתעצב וכיצד הוא משתנה עם הזמן. התמקדנו בכוחות הפנימיים ובכוחות החיצוניים היוצרים ומשנים את הנוף הנגלה לעינינו, אך חשוב לזכור כי בתוך המערכת הזאת פועל "שחקן" מרכזי נוסף – האדם.

מערכת קשרי הגומלין בין האדם לטבע היא מורכבת ועדינה. בעבר הייתה השפעתם של תנאי הטבע על האדם גדולה במיוחד, אך במאות השנים האחרונות, בעקבות הגידול העצום באוכלוסיית העולם וההתקדמות המדעית והטכנולוגית של האנושות – האדם משפיע יותר ויותר על המרחב הטבעי, וככל שגדלה השפעתו כן גוברים הנזקים שהוא מסב לסביבה הטבעית. ועם זאת, האדם אינו שולט באיתני הטבע – הוא אינו יכול למנוע רעידת אדמה, גלי צונאמי, התפרצות הר געש או שיטפון וסופת הוריקן.

בפרק זה נעסוק בשני סוגי אירועים המתרחשים בעולם – אסונות טבע ונזקים סביבתיים, ונעמוד על דרכי ההתמודדות של האדם עם אירועים אלה.

אסונות הטבע והתמודדות האדם

*239*

(בספר תמונה:)

הפיליפינים, 1991: כמויות גשם גדולות שהביאה סופת הטייפון פגשו באפר הגעשי הרב שנפלט מהר הגעש פינטובו, ויצרו זרימות בוץ שקברו תחתיהם כפרים שלמים

אסונות הטבע נגרמים בעיקר על ידי כוחות הטבע, הפנימיים והחיצוניים. אלה הם אסונות שלאדם אין השפעה על מהלכם ועל עוצמתם. הפגיעה והאובדן שבני האדם חווים בעקבות התרחשותו של אסון טבע הם גדולים, והם מעלים צורך דחוף בסיוע. נשאלת השאלה: כיצד אפשר להגיש סיוע למדינה שפקד אותה אסון טבע במהירות וביעילות? ומי צריך לעשות זאת?

אין כמעט מדינה בעולם שהיא חסינה בפני אסונות טבע. יש מדינות שבהן גדולה שכיחותן של רעידות האדמה וההתפרצויות הגעשיות, יש מדינות שבהן נפוצות גלישות הקרקע וסופות הטייפון, ומדינות אחרות סובלות משיטפונות עזים או מבצורות קשות. כך קרה, למשל, בפיליפינים בחודש יוני 1991: הר הגעש פינטובו התפרץ בעוצמה רבה, ובאותו הזמן ממש פגעה במדינה סופת טייפון קשה. השילוב בין השניים הגביר את עוצמת הנזקים והגדיל מאוד את מספר הנפגעים.

ואולם כאשר עוסקים בדרכי ההתמודדות ובכושר ההתמודדות של מדינות העולם עם אסונות הטבע, יש להבחין בין המדינות המפותחות לבין המדינות הפחות-מפותחות. המדינות המפותחות נערכות היטב להתמודדות עם אסונות טבע. המדינות האלה מתאפיינות ברמת חיים, ברמת השכלה וברמה טכנולוגית גבוהות, ואוכלוסייתן נהנית מתשתיות מתקדמות וממגוון רחב של שירותים שאיכותם טובה. ממשלותיהן של מדינות אלה משקיעות משאבים רבים בפעולות שונות: מתן התרעה

*240*

עוד לפני שמתרחש האסון; חיזוק מבנים ותשתיות במטרה להגביר את עמידותם בפני התרחשותו של אסון אפשרי; וארגון מערך החירום והעזרה לאוכלוסייה בעת אסון. פעולות כאלה כוללות, לדוגמה:

- מעקב אחר הרי געש פעילים, ואיסוף מידע על התפרצות קרבה ועל אזורי סיכון שיש לפנות מהם אוכלוסייה.

- מיפוי אזורים המועדים לשיטפונות ולגלישות בוץ, והכנת תכניות פינוי לאוכלוסייה.

- הקמת מערך התרעה מפני גלי צונאמי, ותכנית לפינוי החופים.

- הקמת מערך התרעה קצרת מועד מפני רעידות אדמה.

- קביעת תקנים לבניית מבנים שיעמדו בפני רעידות אדמה, ואכיפתם, וכן חיזוקם של מבנים ישנים ותשתיות כך שיעמדו ברעידות אדמה או באסונות אחרים.

- הכנת מבנים שיקלטו אוכלוסייה בשעת פינוי – בתי ספר, איצטדיונים.

- הכנת מאגרי חירום של מזון, תרופות, שמיכות וציוד נוסף.

- הפצת מידע והנחיות לאוכלוסייה כיצד לפעול בשעת חירום, וכן קיום שיעורים בנושא זה בבתי הספר.

- אימון שירותי הכבאות וההצלה, המשטרה והרפואה, להתמודדות עם אירוע רב-נפגעים.

- הכנת האמצעים הכספיים של המדינה למשבר כלכלי העלול להתרחש לאחר אסון מסוג זה: שמירת תקציבים להיערכות לשעת חירום, ביטוח מבנים ונכסים מפני רעידות אדמה ועוד.

מדינות שנקטו צעדים אלה ואחרים, הצליחו להפחית במידה ניכרת את מספר הנפגעים ואת גודל הנזק למבנים ולתשתיות. כך, למשל, ביפן, הסובלת מאלפי רעידות אדמה בשנה, נפגעו בעבר ערים גדולות עד כדי חורבן, אך כיום נבנים הבתים, גורדי השחקים והתשתיות במדינה זאת בשיטות מיוחדות, המקנות להם עמידות גם ברעידות אדמה חזקות במיוחד. רעידת האדמה שהתרחשה ביפן במארס 2011, שהייתה חזקה במיוחד (9.0 בסולם ריכטר), ורעידות אדמה רבות נוספות שהרעידו את יפן במשך כמה שבועות לאחר מכן, לא גרמו כמעט כלל לפגיעה במבנים ובתשתיות! (הנזקים הגדולים בנפש וברכוש, והפגיעה המסוכנת בכור הגרעיני באי הצפוני של יפן, לא נגרמו על ידי רעידת האדמה עצמה אלא על ידי גלי הצונאמי ששטפו את החוף בעקבותיה...)

דוגמה נוספת היא מערך ההתרעה מפני התפרצותו של הר הגעש סנט הלנס בארצות הברית: בזכות המעקב הצמוד של אנשי מקצוע (וולקנולוגים, סייסמולוגים, גאופיזיקאים) אחר המתרחש בהר זה, ובזכות עבודתם במיפוי אזורים המועדים לפגיעה בסביבת ההר – פונו במאי 1980 עשרות-אלפי תושבים שהתגוררו בסביבת ההר, וחייהם ניצלו.

המצב שונה במדינות הפחות-מפותחות – מדינות שרובן עניות ביותר, ולממשלותיהן אין המשאבים הנחוצים לביצוע פעולות מעין אלה. הבנייה במדינות אלה אינה מבטיחה עמידות של המבנים והתשתיות במקרה של אסון, ההיערכות לשעת חירום לוקה בחסר, ויכולת השיקום מוגבלת מאוד. כך, למשל, רעידת האדמה שהתרחשה בהאיטי בשנת 2010 (בעוצמה 7.0 בסולם ריכטר), השיטפונות שפגעו בפקיסטאן בשנה זאת, והצונאמי שהיכה באינדונזיה בסוף שנת 2004, הותירו אחריהם מאות אלפי הרוגים, מיליוני בני אדם ללא קורת גג, ותשתיות הרוסות לחלוטין.

(בספר תמונה:)

רעידות אדמה התרחשו מאז ומעולם. בימינו הדיווח עליהן מגיע לרחבי העולם כולו בתוך דקות. בעבר היה הדיווח על אסונות אלה מגיע לציבור מצומצם מאוד על ידי הציירים, ומאז התפתחות הצילום – על ידי הצלמים. בתמונה: ניקוי ההריסות בעיר קטניה בסיציליה, 1908

*241*

מערך הסיוע לאזורי אסון טבע

ברוב המקרים העולם כולו מתגייס לסייע למדינות שנפגעות מאסונות טבע, ותרומות מכל רחבי העולם זורמות אליהן. מערך הסיוע כולל גופים שונים, המתגייסים להושיט עזרה לאוכלוסיות באזורים מוכי-האסון – הממשלה ורשויות השלטון של המדינה שנפגעה, ארגונים מקומיים, מוסדות האו"ם, מדינות ברחבי העולם, ארגונים בין-לאומיים, וארגונים ציבוריים ופרטיים מרחבי העולם. כדי לייעל את הסיוע הוקמו מנגנונים לתיאום בין מוסדותיה של המדינה הנפגעת ומוסדות האו"ם.

מהלך הסיוע לאזורים מוכי-אסון נחלק ל-3 שלבים עיקריים: סיוע חירום ראשוני מציל חיים, פעולות סיוע לאחר האסון, ופעולות לשיקום ולסיוע ארוך-טווח.

סיוע החירום הראשוני מוגדר כסיוע מציל חיים. זוהי מערכת סיוע המורכבת מהכוחות של השלטון המקומי – צבא, משטרה, שירותי רפואה וכיבוי אש, ומכוחות הסיוע הבין-לאומיים, הפועלים בכפוף לשלטון המקומי ותחת אישורו. ארגון סיוע החירום של האו"ם מבצע הערכת מצב בהתאם לנתונים המתקבלים משטח האסון, ובתוך 24-12 שעות מתחילה העברת סיוע ראשוני לשטח. תוך כדי כך מתגייסים גם ארגוני הצלה ומדינות בעולם, וכל גוף מסייע בתחום התמחותו – במתן עזרה רפואית, בפינוי הריסות ובחיפוש אחר ניצולים, בהעברת ציוד (כמו מזון, ביגוד חם ומחסה זמני) ועוד. במקביל לסיוע הראשוני נעשית גם הערכה של הנזקים שנגרמו, של הצרכים הדחופים של האוכלוסייה שנפגעה, ושל הסיוע שיידרש לה בהמשך.

פעולות הסיוע לאחר האסון מיועדות להתארגנות האוכלוסייה לחזרה לשגרה, והן כוללות אספקת מזון, מים, כלים, מחסות זמניים, סיוע פסיכולוגי, מציאת תעסוקה וכדומה. כמו כן נעשות פעולות למניעת תופעות שליליות כמו אלימות ושכרות, האופייניות לאזורים מוכי-אסון. במשך הזמן הממשלה המקומית לוקחת אחריות על פעולות הסיוע והשיקום, ואז מתחילים בפעולות שיקום ראשוניות: בנייה של מחנות פליטים, איסוף יתומים מאזור האסון, פתיחת מרכזים לסיוע פסיכולוגי, ושיקום ראשוני של תשתיות המים, החשמל והדרכים באזור האסון.

פעולות השיקום והסיוע לטווח הארוך כוללות פעולות בנייה, שיקום ופיתוח: הכשרת דרכים למעבר, שיפוץ בתי מגורים, מבני ציבור ובתי חולים, וכן שיקום התשתיות הכלכליות – שדות חקלאיים, מפעלים וכדומה.

(בספר תמונה:)

נציגים של האו"ם, הממשל האמריקני, ארגון סיוע קנדי וארגון סיוע מקומי, דנים בצרכים הדחופים ביותר של התושבים באי סומטרה, אינדונזיה. אינדונזיה, תאילנד, סרי-לנקה ועוד מדינות השוכנות לחופי האוקיינוס ההודי, נפגעו קשות מגלי הצונאמי ששטפו את חופיהן בעקבות רעידת אדמה חזקה, בדצמבר 2004

(בספר תמונה:)

מסוק מצניח אספקה ראשונית לאזורים בדרום פקיסטאן שנפגעו בשיטפונות עזים שהתרחשו בהם בשנת 2010. הפגיעה באזורים אלה הייתה כה קשה עד כי לא היה אפשר להגיע אליהם בדרכים יבשתיות

*242*

קשיים בהגשת הסיוע

במערכי הסיוע של הגופים הבין-לאומיים השונים מתעוררים קשיים רבים, ובעיקר קשיים הקשורים: בעלויות הגבוהות של העברת הציוד והמזון למדינה הנפגעת; בפעילות באזורים מוכים שתשתיות רבות נפגעו בהם (דרכי תעבורה, תקשורת, מערכת מים וכדומה); בתיאום בין הגורמים הרבים העוסקים בסיוע, כך שהסיוע יהיה יעיל ויגיע לנפגעים רבים ככל האפשר, ועוד.

בדרך כלל המדינות הנפגעות מקבלות ברצון את הסיוע המוענק להן על ידי גורמי חוץ, אבל יש מדינות המסרבות לקבל סיוע, או שהן מקבלות אותו בחשדנות ומקיימות מעקב אחר צוותי ההצלה הזרים. דוגמה בולטת לכך היא מיינמאר (בורמה), שבה שולטת ה"חונטה" – קבוצה סגורה של אנשי צבא, שלא אפשרה לארגוני הסיוע להיכנס לשטחה ולהגיש סיוע לאוכלוסייה העצומה שנפגעה מסופת הטייפון נגריס בשנת 2008.

לעתים גורמי השלטון המקומיים מונעים סיוע מקבוצות שאינן מייצגות את השלטון (כמו קבוצות מורדים ואנשים פרטיים), או שאינם מסכימים להוריד את תעריפי המכס או המסים על משלוחי הסיוע המוכנסים למדינה. ולעתים הגורמים המסייעים אינם מבינים את הצרכים האמיתיים של האוכלוסייה ואת הרגישויות התרבותיות והדתיות שלה. במקרים כגון אלה התוצאה היא שהסיוע הופך לא יעיל, ולעתים אף אינו מגיע ליעדו.

ויש אף מחקרים שבהם מדינות אשר פוקד אותן אסון אינן זוכות לקבל את הסיוע שהן נזקקות לו. לדוגמה, לאחר השיטפונות העזים שפקדו את פקיסטאן בשנת 2010 – נשמעה ביקורת על איטיות התגובה של מדינות העולם, ועל התרומות המועטות שהגיעו למדינה זאת כדי לסייע לה להתמודד עם האסון.

(בספר תמונה:)

חיילים אפגאניים וחיילים אמריקניים מחלקים ציוד לנשים שנפגעו ברעידת אדמה באפגניסטאן במארס 2009. באזורים רבים בעולם יש להביא בחשבון את העובדה כי ציוד הביגוד, למשל, צריך להתאים לחוקי הדת, המסורת והמנהגים המקומיים. ביגוד שאינו מתאים יידחה על ידי התושבים, גם אם הם נזקקים לו מאוד

עוד מבט: ארגון הצלב האדום

ארגון הצלב האדום הוא ארגון בין-לאומי נייטואלי, שחברות בו מדינות רבות ומטרתו לסייע לכל אדם המצוי במצוקה. הוא פועל ברחבי העולם במצבים של מלחמה, סכסוך או אסונות טבע, ומגיש סיוע הומניטארי לנפגעים. הצלב האדום הבין-לאומי הוקם בשנת 1863, והוא פועל בלמעלה מ-80 מדינות ברחבי העולם, באמצעות כ-60 משלחות קבועות, ומעסיק כ-1,300 נציגים, כ-9,200 עובדים מקומיים וכ-800 עובדים נוספים, במשרדיו הראשיים בז'נבה שבשוויץ.

במסגרת הארגון הבין-לאומי פועלים ארגונים נוספים, הפועלים בדרך דומה למען אוכלוסייה מוגדרת. כאלה הם ארגון "מגן דוד אדום", הפועל בישראל, וארגון "הסהר האדום", הפועל במדינות המוסלמיות.

*243*

הנזקים הסביבתיים והתמודדות האדם

*243*

הנזקים הסביבתיים נגרמים על ידי השימוש והניצול הלא-מבוקרים שהאדם עושה בנופים הטבעיים ובמשאבי הטבע. פעילות כזאת, המשנה את פני הנוף וגורמת לבעיות קשות בסביבה, פוגעת גם באדם. כאן נשאלת השאלה: האם אפשר למנוע את התרחשותם של אירועים כאלה? ואם התרחשו – כיצד אפשר לצמצם את ממדי הפגיעה?

פעילות האדם כגורם המשנה את הנוף הטבעי

לפעילות האדם בטבע יש השלכות שונות על הסביבה: היא עלולה להרוס נופים טבעיים, לפגוע במערכות אקולוגיות, ולפגוע באיכות החיים ובמקורות הפרנסה של קבוצות אוכלוסייה שונות. הנה כמה דוגמאות:

- הקמת סכר במערכת נהר מביאה ברכה ותועלת מרובה, אך בניית הסכר משנה את המהלך הטבעי של הנהר ופוגעת במערכות האקולוגיות, בנופים הטבעיים, ובמקרים רבים גם בתושבים, הנאלצים לנטוש את יישוביהם. הסחף נעצר בסכר ואינו מגיע עוד לגדות הנהר ולדלתה שלו, ולכן שטחה של הדלתה קטן, ופוריותן של הקרקעות החקלאיות לאורך הנהר נפגעת.

- בירוא יערות עשוי לייצר עוד שטחים לעיבוד, לבנייה ולסלילה, אך הוא גורם לפגיעה במגוון מיני הצמחים ובעלי החיים המצויים ביער, לסחיפתן של הקרקעות, לפליטת פחמן דו-חמצני לאוויר (כתוצאה משריפת היער), ולהפחתת היכולת של היער לקלוט את הפחמן הדו-חמצני מן האוויר.

- בנייה של מבנים לאורך קו החוף – נמלים, מרינות ושוברי גלים, עוצרים ומעכבים את תנועת החול ואת הצטברותו באזורי החוף. בישראל, למשל, צמצום כמויות החול באזור החוף האיץ את תהליכי הגידוד ואת הרס המצוק במקומות רבים לאורך מישור החוף. זאת מאחר שרצועת החול הפכה צרה ביותר, ואין מה שיהווה חייץ ויגן על המצוק מפני גלי הים.

כיום מושקע מאמץ רב בפיתוח בר-קיימא – פיתוח העונה על צורכי האדם בהווה תוך מחשבה ותכנון לדורות הבאים, כך שגם הם יוכלו ליהנות ממשאבי כדור הארץ (אוויר נקי, מים צלולים, משאבי אנרגיה, חומרי גלם ועוד), וגם מצורות הנוף הטבעיות.

נבחן נזק סביבתי אחד המתרחש בהשפעת האדם – הידלדלות הקרקעות. הקרקע, כפי שלמדנו, היא תוצר של תהליך הבליה, והיא מצע חשוב לקיום החיים על פני כדור הארץ. נכיר את הפעולות הפוגעות בקרקע ומזהמות אותה, ונבחן דרכים לשימורה ולשיקומה.

(בספר תמונה:)

שטח של יער גשם טרופי בדרום מכסיקו, שנשרף באופן יזום כדי להפוך את השטח לשטח חקלאי

*244*

הידלדלות הקרקעות בהשפעת האדם

הקרקע היא משאב שחשיבותו לאדם רבה: רובו הגדול של המזון בעולם – מקורו בגידולים חקלאיים הזקוקים לקרקע לצמוח עליה, וללא הקרקע יסבול המין האנושי חרפת רעב.

הקרקע נוצרת בתהליכי הבליה של סלעי כדור הארץ (ראו עמ' 204-203), וכשהיא מסוגלת לקיים צמחייה אנחנו מכנים אותה "קרקע פורייה". מידת הפוריות של הקרקע תלויה בכמות החומר האורגאני המצוי בה, בכושר הניקוז שלה, בעומקה, בכמות שברי הסלע המצויים בה ועוד. יש קרקעות שהן פוריות יותר מהאחרות – אלה הן הקרקעות המועדפות לקיום חקלאות. כך, למשל, הקרקעות המצויות בעמקי הנהרות נחשבות לפוריות מאוד, ולעומתן הקרקע המדברית נחשבת לקרקע דלה.

אוכלוסיית כדור הארץ, המונה כיום כ-7 מיליארד בני אדם (נכון לשנת 2011), זקוקה לכל פיסה של קרקע כדי להפיק מזון לאוכלוסייה הממשיכה לגדול. אך למעשה, תהליכים כמו שימוש לא נכון בקרקע, ניצול-יתר שלה וכריתת היערות – הופכים קרקעות במקומות שונים בעולם לקרקעות שאי אפשר עוד להשתמש בהן לצרכים חקלאיים. מעריכים כי תהליכים הפוגעים בקרקע מתרחשים בלמעלה משליש מקרקעות העולם, ולכך יש השלכה ישירה על יכולתה של אוכלוסיית העולם לספק לעצמה את מזונותיה. הידלדלות הקרקע היא, אם כן, תופעה שבה איכותה של קרקע שהייתה פורייה יורדת, והקרקע אינה כשירה עוד לעיבוד חקלאי. כמה פעולות שביצע האדם בעשורים האחרונים הגבירו תהליך זה. נמנה פעולות אלה.

- עיבוד חקלאי: בעת הכשרתו של שטח לעיבוד חקלאי, מסירים ממנו את הצמחייה הטבעית. כך נפגעת הלכידות של הקרקע, והיא פגיעה יותר לסחיפה של המים והרוח. כלים כבדים כמו טרקטורים גורמים להידוק הקרקע, לפגיעה בה ולהגברת הסחף. בהיעדר כיסוי של צמחייה, טיפות הגשם פוגעות בקרקע בכוח רב יותר, הורסות את חלקה העליון, מהדקות את הקרקע ויוצרות על פניה קרום קשה. הנגר העילי המתפתח במצב זה הוא בעל עוצמה גדולה יותר, והקרקע, שכבר אינה אחוזה על ידי שורשי הצמחים, נסחפת בקלות רבה יותר. בסופו של דבר נותרות קרקעות מדולדלות, שאינן מאפשרות עוד תפוקה של יבולים נאותים, ולעתים הן ננטשות.

- רעיית-יתר: במצב של רעיית-יתר, עדרי הצאן והבקר עולים על אותו שטח קרקע פעם אחר פעם ומחסלים את הצומח בקצב מהיר, שאינו מאפשר את התחדשותו. היעדר צמחייה פוגע, כאמור, בפוריות הקרקע ובלכידות שלה. בעיית רעיית-היתר חמורה במיוחד באזורים המצויים בשולי המדבריות בעולם ובמדרונותיהם של הרים תלולים. בשני סוגי אזורים אלה, שהם למעלה ממחצית שטחי היבשה בעולם, אין אפשרות לגדל גידולים חקלאיים, ולכן משתמשים בהם כאזורי מרעה. רעיית-היתר היא גורם מרכזי בתהליך המדבור שאזורים אלה נתונים בו.

(בספר תמונה:)

קרקע שנסחפה בעקבות גשמים בשדה חקלאי. עם הקרקע נסחפו גם חומרי ההדברה והדשנים

*245*

- שימוש בחומרי הדברה ודישון: השימוש בחומרי הדברה במטרה לפגוע במזיקים לגידולים החקלאיים, והשימוש בחומרי דישון במטרה להשביח את הקרקע, מזרזים את הצמיחה ומעלים את איכותם ואת כמותם של הגידולים החקלאיים. אך עודפיהם של החומרים האלה מחלחלים אל תוך הקרקע יחד עם מי הגשמים ומי ההשקיה, פוגעים באיכותה ואף מחלחלים אל מי התהום ומזהמים אותם.

- השקיה והמלחת הקרקע: מי ההשקיה מכילים מלחים, ויחסית למי הגשמים הם מלוחים יותר. לפיכך השימוש במים להשקיית הגידולים החקלאיים יוצר בעיה קשה של המלחת הקרקע. פגיעתה של בעיה זאת בולטת במיוחד באזורים הצחיחים, שבהם לא יורדים גשמים בכמות שתספיק לשטיפת המלחים מהקרקע, ואלה ממשיכים להצטבר וליצור בקרקע מליחות. מליחות גבוהה, משמעה פגיעה בצמחים וצמצום כמות היבולים.

- פעילויות שאינן קשורות לעיבוד חקלאי: חומרים רעילים שונים, כגון דלק או מי ביוב, הדולפים ומגיעים אל הקרקע – מזהמים אותה ופוגעים בפוריות שלה. ולבסוף, בנייה של מבנים או של תשתיות על קרקע חקלאית מביאה לאובדנה הסופי של הקרקע.

ויש עוד שני גורמים המביאים להידלדלות הקרקעות – בירוא יערות ומדבור. נרחיב על כל אחד מהם.

בירוא יערות

בירוא הוא פעולה של כריתה או שריפה של עצי יער על ידי האדם. בירוא היערות הוא אחד הגורמים העיקריים לדלדול הקרקעות בעולם, וההיקף הגדול של פעילות זאת של האדם הפך אותה לבעיה סביבתית מרכזית בעולם. פעולת בירוא היערות התרחבה מאוד בעשרות השנים האחרונות. זאת מפני שגברה הדרישה בעולם לעץ, גם כחומר לבנייה וגם כחומר גלם בתעשיית הרהיטים והנייר. וסיבה אחרת היא שבמקומות שונים בעולם נוצר צורך בפינוי שטחי יער כדי ליצור שטח חדש לחקלאות או למרעה.

בעיית בירוא היערות נפוצה במקומות שבהם מצויים יערות רחבי ידיים, ובמיוחד באזורי יערות הגשם הטרופיים. היקף הכריתה והשריפה הגבוה ביותר הוא בג'ונגלים של אגן האמזונס. יער זה הוא יער הגשם הגדול בעולם, ורובו נמצא בשטחה של ברזיל. למעלה מ-600,000 קמ"ר משטח היער (פי 27 משטחה של מדינת ישראל) נגדעו או נשרפו ב-40 השנים האחרונות. בשנת 2005 לבדה אותרו כ-225,000 שריפות יער בברזיל.

בירוא היערות גורם לבעיות סביבתיות קשות: הסרת הצמחייה מאיצה תהליכי סחיפה וגלישה של הקרקע, ופוגעת בפוריות הקרקע ובמגוון הביולוגי. בירוא היערות גם מגביר את תוצא (אפקט) החממה, שכן שריפת העצים משחררת לאטמוספרה כמויות גדולות של פחמן דו-חמצני, שהוא אחד מגזי החממה העיקריים.

לצד הגברת המודעות והמאבקים הסביבתיים נגד המשך כריתת היערות בעולם, גופים רבים עוסקים בנטיעת עצים ובפיתוח פעולות ייעור נרחבות.

(בספר תמונה:)

בירוא יערות בבורנאו, מלזיה

*246*

תהליכי מדבור

תהליכי הרס הקרקעות, והירידה בפוריותן של הקרקעות, חמורים במיוחד באזורי המדבר וספר המדבר (שולי המדבר), שבהם מצויות מחצית מקרקעות העולם וכשליש מאוכלוסיית העולם. באזורים אלה שורר אקלים שחון למחצה, והם מתאפיינים במיעוט משקעים, ועל כן קשה ואף בלתי אפשרי לקיים בהם חקלאות. כשמצרפים את בעיית דלדול הקרקעות לאזור כזה, התוצאה קשה: צמצום בכמות היבולים ופגיעה ביכולתם של התושבים להתקיים, וכן התפשטות המדבר לכיוון השטחים המיושבים שבשוליו, בתהליך המכונה מדבור.

כיום סובלים מתהליכי המדבור תושבים באזורים שונים ברחבי העולם. במיוחד סובל אזור הסאהל – רצועה ארוכה לרוחבה של אפריקה, מדרום למדבר סהרה. דלדול הקרקעות באזור זה, בשילוב עם גידול האוכלוסייה ושינויי האקלים, הביא לידי כך שהמדבר בסאהל "כובש" עוד ועוד שטחים שבעבר היו שטחי חקלאות ירוקים ומיושבים.

מדינות רבות בעולם, ובהן ישראל, מנסות לגבש פתרונות לבעיית המדבור, לדוגמה: שתילת צמחים במטרה לבלום את נדידת החולות ולגרום לייצוב פני הקרקע, או ניצול נכון ומחושב של מקורות המים.

(בספר תמונה:)

מדבר סהרה – תצלום לוויין. אזור הסאהל שוכן בשולים הדרומיים של המדבר

(בספר שתי תמונות:)

א. 1963

ב. 2001

צמצום שטחו של אגם צ'אד במרכז אפריקה, הוא דוגמה לתרומת האדם לתהליך המדבור – בעשרות השנים האחרונות הצטמצם שטח האגם, שהיה אחד מאגמי המים המתוקים הגדולים באפריקה, מ-25,000 קמ"ר ל-1,350 קמ"ר! התייבשות האגם נגרמה בגלל שילוב בין כמה שנות בצורת רצופות ושאיבת יתר של מים מהאגם ומהנהרות המזינים אותו לצורכי שתייה והשקיה

המאבק בהידלדלות הקרקע

כדי לשמור על הקרקע ולמנוע את הידלדלותה, ננקטים ברחבי העולם אמצעים למניעת סחף הקרקע ולשמירה על פוריותה. מדענים וחקלאים מפתחים שיטות חקלאיות המתחשבות בסביבה כדי לקיים חקלאות בת-קיימא – חקלאות המנסה לענות על צורכי המזון הגוברים, תוך שמירה על משאבי קרקע ומים ושימוש בטכנולוגיות המצמצמות את הפגיעה בסביבה. נפרט מקצת מהשיטות האלה, שחלקן משתמשות בידע מסורתי בן אלפי שנים, וחלקן משתמשות בטכנולוגיה המדעית-חקלאית המפותחת של עשרות השנים האחרונות.

- גידול גידולים מקבילים: גידולם של כמה גידולים באותו השדה, זה לצד זה, מאפשר להותיר בשדה גידולים שטרם הבשילו. כך גם כאשר קוטפים את היבול של גידול אחר, שהבשיל, נשמר כיסוי מסוים של צמחייה בשדה.

*247*

- קיום מחזור זרעים: שיטת הגידול על פי מחזור הזרעים היא שיטה שלפיה מגדלים בכל עונה סוג אחר של גידולים. כל גידול זקוק לסוגים מסוימים של מינראלים, וגידול רציף, לאורך שנים, של גידול אחד, גרם לדילולם של מינראלים אלה. החלפת הגידולים בשדה מאפשרת לשמור על פוריות הקרקע על ידי ריענונם של סוגי המינראלים השונים.

- בניית מדרגות חקלאות (טרסות): בניית מדרגות חקלאות (טרסות) היא שיטה מסורתית שחקלאים באזורים ההרריים משתמשים בה. בניית מדרגות על צלע ההר יוצרת שטחים מישוריים קטנים, המוקפים גדר אבנים או ענפי עצים. הטרסות, הבנויות זו מעל זו, מצמצמות את עוצמתו של הנגר העילי ושל הסחף, המאפיינים את מדרונותיהם של ההרים.

- שימוש במיכון חקלאי חדיש: פיתוחן של מכונות חקלאיות חדשות, והשימוש בהן, מצמצמים את מידת הפגיעה בקרקע, לדוגמה: שימוש במחרשות מיוחדות שאינן יוצרות פלחים עמוקים בקרקע – מקטין את כמות הקרקע המפוררת, העלולה להיסחף בקלות.

- יישומן של גישות חדשות בהדברה ובדישון: גישות חדשות בהדברה ובדישון מאפשרות מעקב ושימוש בכמויות מינימאליות של חומרים אלה, לעתים גם באמצעות חקיקה. נוסף על כך חקלאים רבים מאמצים את השימוש בחומרים טבעיים (ולא בחומרים כימיים העלולים להזיק) לדישון השדות. אל אלה מצטרפים מחקר נרחב ופיתוחם של אמצעים בתחום ההדברה הביולוגית – טיפוח בעלי חיים הטורפים מזיקים (דוגמת התנשמת, הצדה כ-900 מכרסמים המזיקים לחקלאות בשנה).

- שימוש בשיטות השקיה מתקדמות: הדוגמה הטובה ביותר לשיטות ההשקיה המתקדמות הרווחות כיום הן הטפטפות. הטפטפות (שהן המצאה ישראלית!) מאפשרות אספקה מדויקת ומבוקרת של מים (וחומרי דישון) ישירות לשורשי הצמח. שיטות ההשקיה המתקדמות כוללות גם שימוש במחשבי השקיה השולטים אפילו בטמפרטורה ובלחות של סביבת הצמח. שיטות אלה מגדילות את כמות היבולים ואת איכותם, ומצמצמות הן את צריכת המים והן את הזיהום וההמלחה של הקרקע.

- קיום חקלאות אורגאנית: החקלאות האורגאנית היא גישה חקלאית המשלבת שיטות עיבוד מסורתיות עם טכנולוגיות המקפידות על שמירת הסביבה. גישה זאת שוללת לחלוטין שימוש בדשנים, בחומרי הדברה כימיים ובמזרזי גדילה מלאכותיים. החקלאים העובדים בגישה זאת מדשנים את הקרקע בחומרים טבעיים (כמו גזם-עלים או זבל אורגאני – זבל המיוצר על ידי בעלי החיים). על המזיקים מתגברים באמצעות הדברה ביולוגית, ועשבי הבר מושמדים באמצעות חריש.

מבזק סיכום

- אסונות הטבע נגרמים על ידי כוחות הטבע, והנזקים הסביבתיים נגרמים בידי האדם על ידי שימוש וניצול לא מבוקרים של נופים ושל משאבים טבעיים.

- ההתמודדות עם אסונות הטבע כוללת מערך התרעה, חיזוק תשתיות וארגון מערך חירום.

- למדינות המפותחות יש יכולת טובה יותר מזו שיש למדינות הפחות-מפותחות והעניות להתמודד עם האסונות ועם הנזקים הסביבתיים.

- קיים מערך סיוע בין-לאומי באזורי אסון – מערך הכולל סיוע חירום ראשוני וסיוע לטווח הארוך.

- פעילות האדם גורמת לשינויים בנוף ולפגיעה בסביבה.

- פוריותן של הקרקעות בעולם נפגעת עקב עיבוד חקלאי אינטנסיבי, רעיית-יתר, שימוש בחומרי הדברה ודישון, המלחת הקרקע, בירוא יערות ומדבור.

- בירוא היערות גורם לסחיפה של הקרקעות ולהפחתת הקליטה של הפחמן הדו-חמצני מהאטמוספרה.

- המדבור הוא תהליך של ירידה בפוריות הקרקע, והוא פוגע בעיקר באזורים המצויים בשולי המדבריות.

*248*

פעילויות לחזרה ולסיכום

*248*

1. הביאו שתי דוגמאות לאסון טבע שמקורו בתהליכים הפנימיים המתרחשים בכדור הארץ, ושתי דוגמאות לאסון טבע שמקורו בתהליכים חיצוניים.

2. א. האם המדינות המפותחות צריכות לסייע למדינות הפחות-מפותחות ולתמוך בהן? ואם כן – עד כמה? כתבו טיעון אחד בעד הסיוע וטיעון אחד השולל את מתן הסיוע. הביעו את דעתכם ונמקו אותה.

ב. הועלתה הצעה המחייבת את אזרחי ישראל לשלם מס בסכום נמוך, שישמש למימון סיוע ישראלי לנפגעים במדינות אחרות. האם לדעתכם יש הצדקה להטלת מס כזה על האזרח הישראלי? נמקו.

ג. אנשים נפגעים מאסונות טבע בכל מדינות העולם, ללא קשר לעמדתן הפוליטית או למצבן הכלכלי, ורבים נותרים לאחר אירועים אלה פצועים, חסרי בית ומיואשים. האם לדעתכם מדינת ישראל צריכה לסייע לתושביהן של מדינות שאין לה יחסים דיפלומטיים איתן, ואף לתושביהן של מדינות הנמצאות בעימות איתה? נמקו.

3. א. חפשו במקורות שונים מידע על הפגיעה הסביבתית בים המלח. הסבירו את הנזקים הבאים: התייבשות ים המלח, היווצרות הבולענים, הפגיעה בבתי המלון. ציינו את פעילות האדם הקשורה לכל אחד מהנזקים.

ב. הציגו 2 פתרונות אפשריים לבעיית ההתייבשות של ים המלח ולהיווצרות הבולענים, ו-2 פתרונות אפשריים לפגיעה בבתי המלון.

ג. חפשו במקורות שונים מידע לגבי תעלת הימים. סכמו את עיקרי התכנית, הציגו יתרון אחד וקושי אחד של התכנית. הביעו את דעתכם על התכנית והסבירו אותה.

4. א. מהי תופעת המדבור. מהי תרומתו של האדם להתגברות התופעה?

ב. תארו את הפעולות שאפשר לנקוט כדי להאט או לצמצם את ממדיה של תופעת המדבור.

5. מנו את הגורמים לירידה בפוריות הקרקע, והסבירו כיצד כל אחד מהם משפיע על הקרקע.

6. חקלאים טוענים כי חלק מהשיטות לשמירה על פוריות הקרקע מפחיתות את כמות היבול ודורשות כוח אדם רב. האם אתם מסכימים לטענה זאת? אם לא – נמקו מדוע; אם כן – שכנעו את החקלאים בחשיבות הנושא.

7. חפשו במקורות שונים מידע נוסף על אגם צ'אד. ערכו השוואה בין תהליכי המדבור שחלו באזור ימת אראל (ראו עמ' 262) לבין תהליכי המדבור שחלו באזור ימת צ'אד.

א. במה הגורמים הפוגעים בשני אגמים אלה דומים? ובמה הם שונים?

ב. ציינו אילו פעולות ננקטות להצלת האגמים, ומהי מידת ההצלחה של פעולות אלה.

8. הקרקע היא משאב מתחדש. ציינו נימוק אחד התומך בטענה זאת ונימוק אחד השולל אותה.

9. קראו בכותר את המאמר העוסק בסחף קרקעות, וענו על השאלות הבאות:

א. על פי משרד החקלאות, בעיית סחף הקרקעות היא "בעיה בסדר גודל לאומי". פרטו מדוע.

ב. "חקלאים רבים אינם מבינים את חומרת הבעיה. רק כשהם רואים את הסלעים מתחילים לבלוט החוצה, הם שמים לב שמשהו לא בסדר." מה צריך לעשות, לדעתכם, כדי להעלות את המודעות לבעיית סחף הקרקעות בקרב החקלאים?

ג. מה הם הצעדים שצריכים החקלאים לנקוט כדי להילחם בסחף הקרקעות?

*249*

יחידה 4 – משאבי הטבע של כדור הארץ

*249*

משאבי הטבע הם "מתנת" כדור הארץ לתושביו, והם מאפשרים להם להתקיים ואף לחיות ברווחה. במהלך הדורות למד האדם לנצל עוד ועוד את המשאבים המצויים על פני כדור הארץ, והיקף ניצולם הלך וגדל. בדורות האחרונים גילה האדם כי חלק מן המשאבים שהוא מנצל הולכים ומתכלים, וכי היקף ניצולם של האחרים יוצר זיהומים סביבתיים נרחבים. כיום בני האדם מחפשים דרכים לפיתוח בר-קיימא – דרכים להמשיך ולחיות ברווחה, וזאת בלי למנוע מהדורות הבאים לממש את זכותם ליהנות גם הם ממשאביו של כדור הארץ.

ביחידה זאת נסקור את המשאבים העיקריים שאנחנו, בני האדם, משתמשים בהם, נבדוק כיצד אנחנו מנצלים אותם לצרכינו, ונבחן את ההשלכות הנובעות מכך. נעמוד על ההבדלים בין משאבים מתכלים למשאבים מתחדשים, ונסקור את האופן שבו האדם "מטביע" את חותמו על כדור הארץ. לסיום נראה כיצד המשאבים והזיהומים שהאנושות מייצרת נחלקים בין תושבי כדור הארץ, וננסה לאתר את הדרכים לפעול למען חלוקה צודקת יותר.

(בספר תמונה:)

תלוליות הפרדה בין חלקות הקרקע ושיטות עיבוד מקיימות, מסייעות לשמור על משאבי הקרקע והמים בשדות חקלאיים אלה במדינת אייווה, ארה"ב

*250*

לפני שמתחילים...

דזרטק – מיזם בין-לאומי להפקת אנרגיה ממקורות מתחדשים

*250*

מספרם ההולך וגדל של תושבי כדור הארץ, והעלייה המתמדת ברמת החיים שלהם, מגבירה ללא שיעור גם את צריכת האנרגיה בעולם. יתרה מזאת: מקורות האנרגיה המצויים בשימוש – הדלק, הפחם והגז

- הולכים ומתכלים, והזיהום שנוצר על פני כדור הארץ בעקבות השימוש בהם פוגע בבריאות ותורם להתחממות הגלובאלית. אנרגיית השמש, לעומת זאת, מתחדשת כל העת ומספקת לנו מאורה ומחומה, ללא הגבלה וללא הפסקה. לפיכך מדינות רבות שואפות לנצל את אנרגיית השמש לצורך הפקת אנרגיה. פרוייקט "דזרטק" ("DESERTEC") הוא מיזם בקנה מידה בין-לאומי, המבקש להפיק אנרגיה ממשאבים מתחדשים, ולהעבירה אל מוקדי הצריכה העולמיים.

שמו של המיזם מעיד על ייעודו: בשם DESERTEC משולבות המילים Desert – מדבר, ו-Technology – טכנולוגיה. הפרוייקט מתבסס על העובדה שבאזורי המדבר דלילי-האוכלוסייה בעולם, אנרגיית השמש זמינה בעוצמה רבה במשך כל ימות השנה – כמות הקרינה המגיעה מהשמש למדבריות העולם במשך 6 שעות גדולה מכל כמות האנרגיה שהעולם צורך במהלך שנה שלמה. באזורים צפופי-האוכלוסייה בעולם, לעומת זאת, קיים צורך רב בחשמל. הרעיון הוא לייצר חשמל באמצעות אנרגיית השמש ברצועת המדבריות, ולהובילו באמצעות מערכת הובלה מסועפת למקומות המיושבים בצפיפות.

על פי חישוב שעשו יוזמי הפרוייקט, די בשטח של 3 אלפיות משטחי המדבריות בעולם כדי לספק את כל תצרוכת החשמל של תושבי העולם למשך שנה! ומאחר שמרבית תושבי העולם (למעלה מ-90 אחוזים) מתגוררים במרחק של עד 3,000 ק"מ ממדבר, ניתן, באמצעות טכנולוגיות הקיימות כבר כיום, לספק להם אנרגיה ירוקה ונקייה, שתיוצר באזורי המדבר.

דזרטק הוא ארגון ללא מטרות רווח, אשר הוקם בינואר 2009 על ידי כמה מדענים, שהצטרפו אליהם חברות אנרגיה סולארית מהמובילות בעולם. כיום שותפים לפיתוחו מומחים ממדינות שונות וממגוון תחומי דעת – מדענים ומומחים לאנרגיות מתחדשות, כלכלנים, יועצים משפטיים, אנשי איכות הסביבה, פוליטיקאים ועוד. ייתכן כי גם חברות ישראליות יקחו חלק בפרוייקט.

פרוייקט דזרטק משתלב במגמה העולמית להפחית את השימוש במקורות אנרגיה מתכלים ומזהמים, ולהרחיב את השימוש באנרגיה מתחדשת וירוקה – וזאת, בין השאר, כדי להקטין את ממדי ההתחממות הגלובאלית. בשלב הראשון עתיד הפרוייקט השאפתני לייצר חשמל בחוות סולאריות במדבריות צפון אפריקה והמזרח התיכון שטופי השמש, ומשם להובילו הן לאזורים המיושבים במדינות אלה והן אל מעבר לים התיכון – לאירופה. על פי התכנון, עד לשנת 2050 יספק הפרוייקט 15 אחוזים מכלל צריכת האנרגיה באירופה. העברת החשמל תתבצע באמצעות מערכת מסועפת של כבלים, חלקם כבלים תת-מימיים שיונחו על קרקעית הים התיכון (ראו מפה בעמוד הבא). אספקת החשמל באמצעות הפרוייקט הזה עתידה לשמש גם לצורך הקמת מתקני התפלת מים במזרח התיכון ובצפון אפריקה, שם המחסור במים מורגש כבר כיום.

(בספר מפה:)

אזורי המדבר המתאימים לייצור אנרגיה סולארית

*251*

לצד הפקת האנרגיה הסולארית והובלתה מאזורי המדבר, פרוייקט דזרטק כולל גם הפקת אנרגיה ממקורות מתתדשים אחרים, הזמינים באזורים שונים באירופה: לאורך חוף האוקיינוס האטלנטי ייעשה שימוש באנרגיית הרוח, לאורך הנהרות הגדולים ביבשת ייעשה שימוש בכוח המים, ובאזורים אחרים ייעשה שימוש בחומר צמחי.

לצד יתרונותיו הרבים של הפרוייקט, מלווים אותו גם חששות מתחומים שונים: מתקני הענק לייצור אנרגיה, כמו גם מערכת ההובלה שלה, עלולים להיות יעד לפיגועי טרור; הפרוייקט מייצר תלות בין מדינות אירופה למדינות צפון אפריקה, שהמשטר בהן אינו יציב במיוחד; הפרוייקט יצריך שיתוף פעולה בין מדינות עוינות, ועוד. האם יצליחו יוזמי הפרוייקט להתגבר על הקשיים העומדים לפניהם? האם תצליח האנושות להתאחד ולהוציא לפועל פרוייקט חובק עולם זה? ימים יגידו...

(בספר תמונה:)

הטכנולוגיה שהפרוייקט מבוסס עליה מכונה "טכנולוגיה תרמו-סולארית", והמתקנים (כמו זה שבתמונה) מכונים "מגדלי שמש": משטחי המראות (בתמונה מימין) משנים את זווית הנטייה שלהם במהלך היום בהתאם לשינוי במיקום השמש. המראות מחזירות את הקרינה לנקודה אחת – אל קולטן הממוקם בראש המגדל (משמאל). בקולטן יש מים המתחממים מקרינת השמש המרוכזת עד לטמפרטורה גבוהה, ויוצרים קיטור. הקיטור מפעיל טורבינה, וזו מייצרת חשמל

(בספר מפה:)

תפרוסת הפקת החשמל ממקורות מתחדשים בצפון אפריקה, במזרח התיכון ובאירופה – כפי שהיא מתוכננת במיזם דזרטק

פעילות

פרוייקט דזרטק מצוי בשלבי תכנון וטרם יצא לדרך.

א. הביעו דעתכם על חשיבות הפרוייקט ועל סיכויי ההצלחה שלו.

ב. מנו שני קשיים העלולים להפריע להצלחת הפרוייקט.

ג. חפשו מידע על אודות התקדמות הפרוייקט וכתבו על כך.

*252*

פרק א – המשאבים – מתנת הטבע

*252*

משאבי הטבע הם כל אותם חומרים המצויים בעמקי האדמה ועל פניה, באוויר ובמים, ומנוצלים על ידי האדם לצרכיו. כאלה הם, לדוגמה, הנפט, הפחם, הזהב, האבץ, העצים והדגים. מאז ומתמיד ניצל האדם משאבים אלה ואחרים, שכדור הארץ התברך בהם: הוא הוציא את לחמו מן האדמה; הוא השתמש במקורות המים שעמדו לרשותו לצורכי שתייה, רחצה, השקיה וכדומה; הוא בנה את ביתו מחומרים מקומיים; הוא חימם את מקום מושבו באמצעות שריפה של עצים; והוא יצר לעצמו כלים מחומרים שונים. אלא שבעבר מידת השימוש במשאבים הייתה מצומצמת ולא פגעה פגיעה של ממש במערכות הטבעיות של כדור הארץ, ואילו בתקופה המודרנית ניצולם גדל לאין-שיעור, במקומות מסויימים כמעט עד תום, ואף יצר מפגעים סביבתיים רבים. מה הם הגורמים העיקריים לגידול בהיקף ניצול המשאבים? ומהן ההשלכות של ניצול מוגבר זה? בכך נעסוק בפרק זה.

צריכה מוגברת של משאבים – גורמים והשלכות

*252*

הגורמים לגידול בצריכת המשאבים

- גידול האוכלוסייה – במשך אלפי שנים הייתה אוכלוסיית כדור הארץ קטנה, וקצב הגידול שלה היה איטי. צריכת המשאבים על ידי אוכלוסייה זאת הייתה, לפיכך, מוגבלת בהיקפה. ואולם לפני כ-200 שנה, בתקופה המכונה "המהפכה התעשייתית", חל מפנה: בעקבות התפתחויות שהתרחשו בתחומי המדע והטכנולוגיה, התברואה והרפואה, החלה אוכלוסיית כדור הארץ לגדול במהירות (ראו גרף). כיום אוכלוסיית העולם מונה 7 מיליארד תושבים (נכון לשנת 2011), ואלה צורכים את המשאבים המוגבלים של כדור הארץ, עד כי חלקם נמצאים בסכנת כיליון.

(בספר גרף:)

הגידול באוכלוסיית העולם במהלך ההיסטוריה

*253*

- העלייה ברמת החיים – ככל שרמת החיים גבוהה יותר, ותהליכי הפיתוח מהירים יותר, כן כמות משאבי הטבע שבני האדם צורכים גדולה יותר. בעבר, עיקר ניצולם של המשאבים נעשה לצורך הקיום הבסיסי, ולפיכך היקף ניצול המשאבים לכל תושב היה מצומצם. כיום, רבים מן המשאבים משמשים להעלאת רמת החיים, ולא לצרכים בסיסיים, ולפיכך היקף ניצול המשאבים לכל תושב גדול הרבה יותר. כך, למשל: ליותר אנשים יש מכוניות, ולכן גובר השימוש בדלק; מספר גדול יותר של ברזים ואסלות, מכונות כביסה ומדיחי כלים, מגביר את צריכת המים; ואינספור מכשירי החשמל הביתיים, וייצורם של מוצרי צריכה רבים במפעלים, מגבירים את צריכת הפחם והגז המשמשים לייצור חשמל.

- התקדמות המדע והתפתחות הטכנולוגיה – המדע והטכנולוגיה עשו קפיצת דרך מרחיקת לכת, שאחד התוצרים שלה הם הגברת יכולתו של האדם לנצל את משאבי הסביבה, לדוגמה: בעקבות התפתחות הדפוס החל ייצור המוני של ספרים ועיתונים, שהגדיל מאוד את צריכת הנייר, המיוצר מעץ, וכדי לספק את הצורך הזה החלה כריתה מוגברת של יערות. ועוד דוגמה: עבודת הכרייה במחצבות, אשר בעבר נעשתה בעבודה ידנית ובקצב איטי, מתבצעת כיום בעזרת דחפורי ענק, הכורים כמויות גדולות של חומר בתוך זמן קצר. לכן בימינו קצב ההידלדלות של המחצבים גדול הרבה יותר.

השלכות הגידול בצריכת המשאבים

הצריכה המוגברת של משאבי כדור הארץ יוצרת שתי בעיות עיקריות:

- קצב הניצול של חלק מן המשאבים מהיר מקצב ההתחדשות שלהם. עובדה זאת גורמת לכך שכמותם של רבים מן המשאבים מתמעטת, ויש משאבים שאף מצויים בסכנת כליה. כך, לדוגמה, תהליך היווצרותו של הנפט בעומק האדמה נמשך מיליוני שנים, ואילו כמויות הנפט הנשאבות לשימוש מדי יום הן עצומות. אם תימשך הצריכה המוגברת של הנפט, יספיקו עתודות הנפט בעולם לעוד 100-50 שנה בלבד.

- השימוש הגובר במשאבים יוצר זיהומים סביבתיים. הניצול המוגבר של משאבי הטבע גורם לפגיעה קשה בעולם החי והצומח של כדור הארץ (הביוספרה), באוויר העוטף את כדור הארץ (האטמוספרה), בגופי המים על פני כדור הארץ (ההידרוספרה) ובקרקע (הליתוספרה): מינים רבים של בעלי חיים וצמחים נכחדים, האוויר שאנו נושמים מזדהם, כדור הארץ מתחמם, מקורות המים נפגעים, והקרקעות מאבדות את פוריותן.

(בספר תמונה:)

בעבר נכרתו עצי היערות באמצעות גרזן, והובלת העצים נעשתה באמצעות בעלי חיים. כיום מסורים חשמליים, ומשאיות ענק הנוסעות בכבישים מהירים, מאפשרים לכרות ולהוביל ביום אחד כמויות אדירות של עצים. בימינו מבוראים מדי שנה יערות המשתרעים על פני כ-90,000 קמ"ר – שטח הגדול פי 4 משטחה של מדינת ישראל!

(בספר תמונה:)

העיט הפיליפיני הוא אחת מהציפורים הנדירות והגדולות ביותר בעולם. ציפור טרף זאת מצויה כיום בסכנת הכחדה עקב בירוא יערות הגשם בפיליפינים, שהם בית הגידול שלה

*254*

משאבי הטבע לסוגיהם

*254*

את משאבי הטבע אפשר למיין בדרכים שונות: לפי הרכבם, לפי השימוש הנעשה בהם, לפי אופן היווצרותם ועוד. נבחן תחילה את המיון של המשאבים על פי השימוש שהאדם עושה בהם. בדרך מיון זאת המשאבים נחלקים ל-3 קבוצות:

- משאבי קיום – לקבוצה זאת משתייכים המשאבים הנדרשים לצורך קיומו הבסיסי של האדם: האוויר, שבלעדיו אי אפשר להתקיים במשך למעלה מכמה דקות; המים, מצרך בסיסי הנחוץ לקיומם של כל היצורים החיים; הקרקע, המשמשת מקום לגידול המזון; והשמש, שאורה וחומה הם הבסיס לקיום החיים על פני כדור הארץ. לקבוצה זאת אפשר לצרף גם את הימים והאוקיינוסים, אשר הדגה המצויה בהם היא הבסיס לקיומן של תרבויות השוכנות לחופיהם. משאבים אלה הם משאבים מתחדשים, אך בימינו הפגיעה באיכותם רבה.

- משאבי אנרגיה – מקורות האנרגיה השונים, ובעיקר הנפט, הפחם, הגז, האנרגיה האטומית, השמש, הרוח, המים והביומסה, המניעים את התעשייה והייצור ואת תנועת האנשים והסחורות, ומאפשרים את העלייה המתמשכת ברמת החיים של אוכלוסיית העולם. משאבי האנרגיה העיקריים נחלקים למשאבים מתכלים ולמשאבים מתחדשים.

- מחצבים – חומרים טבעיים כגון הנחושת, הברזל, הזהב, היהלומים, האבץ ועוד, המצויים בקרום כדור הארץ והם משמשים כחומרי גלם לענפי התעשייה. אלה הם משאבים מתכלים.

עוד מיון חשוב של משאבי הטבע הוא המיון למשאבים מתכלים ומשאבים מתחדשים:

- משאבים מתכלים. אלה הם חומרים טבעיים כגון הנפט, הגז, הפחם, הנחושת והעופרת, שנוצרו בתהליך איטי מאוד, במהלך מיליוני שנים. ומאחר שכמותם של החומרים האלה על פני כדור הארץ מוגבלת, והשימוש הגובר בהם מהיר הרבה יותר מקצב התחדשותם – הם עתידים להתכלות. לחלק מן המשאבים המתכלים יש עתודות גדולות, יחסית, ולפיכך הם יוכלו להמשיך ולשמש את האנושות עוד זמן רב. ואולם יש משאבים שהעתודות שלהם מצומצמות, ואם יימשך קצב ניצולם הנוכחי הם עתידים להתכלות בתוך זמן קצר, יחסית.

- משאבים מתחדשים. אלה הם חומרים ומקורות אנרגיה שמקורם בתהליכים טבעיים מתמשכים, המתחדשים כל העת, לדוגמה: קרינת השמש, המים ותנועות המים (מפלי מים, גאות ושפל, גלי ים), תנועת הרוח, הצמחייה. משאבים אלה אינם מתמעטים ואינם מתכלים עקב השימוש בהם, ולפיכך אפשר לראות בהם משאבים אין-סופיים. גם הנזק שנגרם לסביבה על ידי השימוש במשאבים אלה הוא קטן בהשוואה לנזק שגורמים המשאבים המתכלים, אך פעילות האדם גורמת לכך שחלק מן המשאבים המתחדשים מזדהמים, ואיכותם נפגעת.

בהמשך היחידה נדון בהרחבה במשאבים השונים – בתנאי היווצרותם, בתפרוסתם, באופן הפקתם, בשימושים השונים הנעשים בהם, ובנזקים הסביבתיים הנגרמים עקב כך.

(בספר תמונה:)

אסדת קידוח נפט (משאב מתכלה) בים הצפוני

(בספר תמונה:)

סכר 3 הערוצים בסין, המייצר חשמל מכוח הנפילה של המים (משאב מתחדש)

*255*

מבזק סיכום

- בעבר היה היקף השימוש במשאבי כדור הארץ מצומצם, ואילו בתקופה המודרנית גבר מאוד היקף השימוש בהם.

- הגידול בהיקף השימוש במשאבי כדור הארץ בתקופה המודרנית נובע מ-3 גורמים מרכזיים: הגידול באוכלוסיית העולם, העלייה ברמת החיים, והתפתחות הטכנולוגיה והמדע.

- השימוש הנרחב במשאבי כדור הארץ גורם לכך שקצב הניצול של חלק מן המשאבים מהיר מקצב ההתחדשות שלהם.

- השימוש הגובר במשאבים יוצר זיהומים סביבתיים רבים.

- אפשר למיין את משאבי כדור הארץ בדרכים שונות. אחד המיונים השכיחים הוא למשאבים מתכלים ומשאבים מתחדשים.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*255*

1. מתי נרשמה צריכת משאבים גדולה יותר – בימינו או בעבר? הסבירו מדוע.

2. עיינו בגרף המתאר את הגידול באוכלוסיית העולם (עמ' 252). ציינו סיבה אחת או יותר לגידול המהיר באוכלוסייה בין השנים 2000-1800.

3. א. מהם הנזקים שנגרמו על ידי הניצול המוגבר של משאבי הטבע בתקופה המודרנית?

ב. מה ניתן לעשות, לדעתכם, כדי לצמצם את הנזקים?

4. א. ערכו רשימה של 10 משאבי טבע לפחות.

ב. מיינו את הרשימה על פי צורות המיון שנזכרו בפרק.

ג. העלו הצעה משלכם למיון המשאבים.

5. א. התחקו אחר תהליך הייצור של מוצר שנמצא ברשותכם, ורשמו אילו משאבים נדרשו כדי לייצר אותו.

ב. בדקו היכן יצרו את המוצר, ושערו אילו משאבים נדרשו כדי להובילו אליכם.

*256*

פרק ב – משאבי המים – מקור החיים על פני כדור הארץ

*256*

כל היצורים החיים – בני האדם, בעלי החיים והצמחים – זקוקים למים כדי לחיות. את האדם המים משמשים גם לצרכים רבים אחרים, ובעיקר ניקיון ותברואה, חקלאות, וייצור תעשייתי.

מאז ומתמיד ביקש האדם להימצא בקרבת מקורות מים, ובמהלך הדורות הוא למד להגדיל את מלאי המים העומד לרשותו: לאתר מים, לחפור בורות ובארות, לאגור מים בסכרים ובמאגרים ולהוביל אותם אל יישובי מגוריו. עם הגידול באוכלוסיית העולם, העלייה ברמת החיים ופיתוח טכנולוגיות לשאיבה ולהובלה, גברה צריכת המים בעולם. כך נוצר באזורים מסוימים מחסור הולך ומחמיר במים, וגוברת גם הפגיעה באיכותם. בפרק הזה נבחן נושאים אלה.

מקורות המים

*256*

בכל הנוגע למקורות המים – כדור הארץ הוא מערכת סגורה: אמנם במסגרת מחזור המים בטבע, המים שעל פני כדור הארץ נעים ממקום למקום וממצב צבירה אחד למצב צבירה אחר, ואולם כמות המים המצויה על פניו כיום היא אותה כמות שנמצאה עליו מראשיתו – לא נגרעו ממנו מים, ולא התווספו אליו מים חדשים.

כמות המים המצויה על פני כדור הארץ היא רבה: למעלה משני-שלישים משטחו מכוסה מים – כ-1,385 מיליון ק"מ מעוקבים של מים. אך על אף הכמות הגדולה, מרבית המים במאגרים הקיימים בעולם אינם זמינים לשימוש יום-יומי: למעלה מ-97 אחוזים מהם הם מים מלוחים המצויים באוקיינוסים, ורק כ-2.5 אחוזים מהם הם מים שפירים – מים שאיכותם טובה והם ראויים לשתייה ולכל שימוש אחר. (במים השפירים מומסת כמות מלחים קטנה, ולכן יש המכנים אותם "מים מתוקים.")

(בספר איור:)

התפלגות המים על פני כדור הארץ

(בספר תמונה:)

כדור הארץ כפי שצולם מן החלל על ידי צוות החללית אפולו 17. בולטים לעין הימים והאוקיינוסים הצובעים אותו בכחול, ומשום כך הוא כונה "כוכב הלכת הכחול"

*257*

אך אפילו המים השפירים – חלקם הגדול אינם זמינים לשימוש: כמויות גדולות במיוחד מצויות בקרחונים שבקטבים, והשאר באוויר ובמעמקי הקרקע. רק חלק קטן מאוד מכמות המים בעולם -

0.75 אחוז מהם – זמינים לאדם. מים אלה נחלקים לשני סוגים:

- מים עיליים: מים המצויים על פני היבשה או סמוך לפני הקרקע – בנהרות, באגמים ובמעיינות.

- מי תהום: מים הנאגרים מתחת לפני הקרקע. שכבת הסלע הנקבובית, המאפשרת למים לחלחל דרכה והנושאת אותם בתוכה, נקראת אקוויפר (ובעברית – אקווה). תחתיה נמצאת שכבת סלע אטימה, המונעת את המשך חלחול המים, והיא נקראת אקוויקלוד.

המחסור במים – סיבות והשלכות

*257*

כפי שראינו, אוכלוסיית העולם הולכת וגדלה. יתרה מזאת – על פי נתוני האו"ם, במהלך המאה ה-20 גדל הביקוש למים בקצב כפול בהשוואה לקצב גידול האוכלוסייה. כמות המים העומדת כיום לרשות האנושות יכולה לספק את כל צרכיה של אוכלוסיית העולם בימינו וגם בעשורים הקרובים. ואולם המציאות היא כי שישית מאוכלוסיית העולם, אשר רובה מתגוררת במדינות הפחות-מפותחות – מדינות שרמת הפיתוח שלהן נמוכה – סובלת ממחסור תמידי במים או מנגישות מוגבלת למים, או שהיא נאלצת להשתמש במים מזוהמים שאיכותם ירודה. כך, לדוגמה, תושבי רבת עמון בירדן מקבלים בקיץ אספקה של מים זורמים רק 48 שעות בשבוע, דבר הדורש מהם לאגור מים במכלים למשך השבוע. (מצוקת המים בירדן היא החמורה ביותר במזרח התיכון, וירדן היא אחת מ-10 המדינות העניות ביותר במים בעולם.) גם בחלק מהמדינות המפותחות מחמיר המחסור במים, בעיקר בגלל העלייה ברמת החיים.

נבחן את הגורמים למחסור במים זמינים, ולאחר מכן את הגורמים לירידה באיכותם.

(בספר מפה:)

שיעור הנגישות למים שפירים בעולם, 2004

*258*

הגורמים למחסור במים

הגורמים למחסור במים נחלקים לגורמים טבעיים, כלומר תנאי האקלים, ולגורמים שנוצרו בידי האדם. הגורמים האקלימיים משפיעים על כמות המים הזמינים באזור מסוים, ואילו הגורמים האנושיים משפיעים על צריכת המים ועל היכולת לנצל את המים הקיימים במקום בדרך הטובה ביותר. השילוב הייחודי בין הגורמים השונים בכל מקום ומקום קובע את כמות המים הזמינה לתושביו. נפרט כמה מן הגורמים למחסור במים.

פיזור לא אחיד של משקעים

כפי שלמדתם ביחידה השנייה, תפרוסת המשקעים בעולם אינה אחידה: יש אזורים שיורדים בהם גשמים מרובים, ולכן כמות המים השפירים המצויה בהם גבוהה, ובאזורים אחרים כמויות המשקעים נמוכות, ולפיכך גם כמות המים הזמינה בהם לשימוש היא נמוכה.

במקומות מסוימים התושבים נהנים ממים שלא ירדו כמשקעים במקום אלא זורמים אליהם באמצעות נהרות מאזורים רחוקים יותר. כך, לדוגמה, תושבי מצרים משתמשים במי הנילוס שמקורותיו מצויים בקרבת קו המשווה, במקום המרוחק מרחק מאות ק"מ ממדינה זאת, ותושבי ישראל נהנים ממים שחלקם ירדו כמשקעים בתחומן של סוריה ולבנון.

זאת ועוד, בגלל שינויי האקלים המתרחשים בימינו – אזורים רבים, שבעבר לא סבלו ממחסור במים, סובלים כיום מתקופות ארוכות של בצורת, הנמשכות לעתים לאורך שנים.

עלייה בצריכת המים

הגידול באוכלוסיית העולם בדורות האחרונים, והעלייה ברמת החיים, גורמים לצריכת מים הולכת וגוברת בעולם, ולהחמרת המחסור במים. ואולם, מאחר שגידול האוכלוסייה והעלייה ברמת החיים שונים מיבשת ליבשת וממדינה למדינה, גם הגידול בצריכת המים שונה ממדינה למדינה. בעיקר ניכר ההבדל בין המדינות המפותחות למדינות הפחות-מפותחות, ובעיקר המדינות התת-מפותחות: במדינות אלה, שרמת הפיתוח בהן היא הנמוכה ביותר, הצריכה לנפש נמוכה והיא עומדת על כ-50 ליטר ואף פחות לאדם בממוצע ליום (נכון לשנת 2010). זוהי צריכה המספקת את הצרכים הבסיסיים של האדם – שתייה, בישול, רחצה, כביסה, וניקיון. ואילו במדינות המפותחות, שרמת החיים בהן גבוהה פי כמה וכמה, צריכת המים לנפש גבוהה הרבה יותר, שכן תושביהן עושים שימוש במים לצרכים רבים, שחלקם נחשבים למותרות: באסלות, במדיחי הכלים, במכונות הכביסה, בשטחי הגינון, בבריכות השחייה וכדומה. בארה"ב, למשל, צריכת המים הממוצעת לאדם עומדת על כ-450 ליטרים ליום.

ואולם גם במדינות המפותחות וגם במדינות הפחות-מפותחות חלה עלייה בצריכת המים: בעוד שבמדינות המפותחות צריכת המים עולה בעיקר בגלל העלייה ברמת החיים, במדינות הפחות-מפותחות, ובעיקר במדינות התת-מפותחות, הצריכה עולה בעיקר בגלל הגידול העצום באוכלוסייה.

(בספר שתי תמונות:)

בתמונה למעלה: יער גשם טרופי בניו זילנד. באזורים מסוימים במדינה זאת יורדים עד 8,000 מ"מ גשם בשנה!

בתמונה למטה: מדבר סהרה. באזורים רבים בסהרה כמות המשקעים אינה עולה על 20 מ"מ בשנה, ויש שנים שבהן לא יורד גשם כלל

*259*

מחסור בטכנולוגיות לשאיבת מים ולהובלתם

כמות המים העומדת לרשות האדם תלויה גם באופן שבו הוא מצליח לנצל את המים המצויים בסביבתו. הפעולות המגדילות את כמות המים כוללות: קידוח בארות ושאיבה של מי תהום, בניית מערכות להובלת מים ממקום שבו קיים עודף למקום שבו קיים מחסור, איגום מים במאגרים ועוד. במדינות הפחות-מפותחות, ובעיקר במדינות התת-מפותחות, התקציבים דלים ואין מספיק ידע לניצול יעיל של המים. לפיכך במדינות אלה המערכות להובלת המים הן במקרים רבים מיושנות (הצנרת פגומה וישנה, והיא גורמת לאובדן של למעלה מ-50 אחוזים מכמות המים!). במקרים אחרים אין כלל מערכות להובלת מים, וזהו הגורם המרכזי למחסור במים במדינות אלה. המצב קשה במיוחד באזורים הכפריים, אך גם באזורים העירוניים רבים מן התושבים אינם מחוברים לרשת המים, ואיכות המים שהם משתמשים בהם ירודה. התושבים שאינם מחוברים לרשת המים נאלצים להקדיש שעות ארוכות ביום כדי להגיע למקור המים – באר, מעיין או נהר – לדלות אותם ולשאתם עד לבתיהם. במקרים רבים האחריות על הובלת המים מוטלת על הנשים והילדים.

(בספר תמונה:)

נשים מכבסות בתעלת מים המצויה סמוך לכביש, ליד ביתן – מומביי, הודו

(בספר תמונה:)

נשים וילדים בתור לשאיבת מים מן הבאר בכפר במוזמביק, אפריקה

שטחים בנויים המקשים על חלחול המים

השטחים הבנויים, שהאדם מוסיף ומרחיב אותם עוד ועוד, גורמים גם הם לצמצום המים הזמינים: בשטחים הפתוחים המשקעים מחלחלים ומגיעים אל מי התהום, ואפשר לשאוב אותם משם, ואילו השטחים הבנויים (שטחי המגורים, התעשייה, הכבישים ועוד) מונעים ממי הגשמים לחלחל אל מי התהום, ובמקרים רבים הם זורמים למערכות הביוב או כנגר עילי אל הים. בימינו השטחים הבנויים מתרחבים, ואילו השטחים הפתוחים מצטמצמים, וכך יורדת כמות המשקעים היכולים לחלחל אל מי התהום.

(בספר תמונה:)

מרכז העיר בריסבן, אוסטרליה – השטח הבנוי והכבישים אינם מאפשרים כמעט חלחול של מי גשמים אל מי התהום, ולעתים מערכת הביוב אינה מסוגלת לקלוט את המים והם נקווים במקומות הנמוכים (כפי שנראה בתמונה)

*260*

הפגיעה באיכות המים

עקב פעילות האדם, במקומות רבים בעולם המים מזדהמים – תכונותיהם משתנות והם הופכים מסוכנים לשימוש לבני האדם ולבעלי החיים. נמנה את הגורמים העיקריים הפוגעים באיכות המים.

שאיבת-יתר ממי התהום

כרבע עד שליש מאוכלוסיית העולם מקבלת את אספקת המים שלה ממי התהום, בעיקר באזורים מדבריים ומדבריים למחצה. כאשר השאיבה ממי התהום נעשית בקצב העולה על קצב המילוי החוזר על ידי מי הגשמים, נוצר מצב של שאיבת-יתר – מי התהום מידלדלים, והמפלס שלהם יורד. ואולם שאיבת-יתר גורמת לפגיעה גם באיכות המים, וזאת כאשר מי הבארות עוברים תהליך של המלחה. תהליך זה מתרחש בשני מקרים של שאיבת-יתר:

- כאשר מתחת לשכבת המים המתוקים מצויים מים מלוחים, שאיבת-היתר גורמת לעלייה של מפלס המים המלוחים המצויים בעומק הבארות.

- כאשר שאיבת-היתר מתבצעת באזורים הסמוכים לחופי ים, מי הים המלוחים חודרים לבארות. אזור המגע בין מי התהום השפירים ומי הים המלוחים מכונה "הפן הביני". כאשר נשאבים מים בבארות הסמוכות לחוף הים – המפלס של המים השפירים יורד, הלחץ של שכבת המים השפירים על שכבת המים המלוחים קטן, ומי הים חודרים לבארות וממליחים אותן.

(בספר איור:)

הפן הביני

שאיבת-יתר מהאגמים ממאגרי המים העיליים

שאיבת-יתר ממאגרי המים העיליים גורמת לירידה בכמות המים המצויים בהם, ולעלייה במליחותם. כן עולה ריכוז המזהמים המצויים במים, ומואצים תהליכים ביולוגיים כמו התרבות אצות. עקב כל אלה, איכות המים יורדת. כך, לדוגמה, שאיבת המים מהכינרת נעשית תוך הקפדה לא לרדת מתחת למפלס המכונה "הקו האדום התחתון", שכן כאשר מי הימה מצויים מתחת למפלס זה איכותם עלולה להיפגע.

חדירת חומרים מזהמים

חומרים מזהמים החודרים אל מי התהום ואל מאגרי המים העיליים פוגעים באיכותם ומונעים את השימוש בהם. לחומרים המזהמים יש כמה מקורות: שפכים ביתיים, (מי ביוב), הנוצרים בצריכת המים הביתית; שפכים תעשייתיים, הכוללים חומרי פסולת שונים שמקורם בתהליכי ייצור תעשייתיים; שפכים חקלאיים, פסולת שמקורה ברפתות ובלולים וכן בחומרי הדישון וההדברה בשטחי החקלאות; ומזהמים שונים אחרים, כגון דלקים שדלפו ממאגרי דלק, פסולת מוצקה באתרים לאיסוף פסולת, שטיפה של פיח המכסה בניינים וכבישים, נוזלים שונים הדולפים ממכלי אחסון ועוד.

(בספר תמונה:)

בהיעדר מערכת ביוב מסודרת, מי הביוב בפרברי העיר גוודלחרה במכסיקו מהווים מפגע תברואתי, והם מזהמים את מי התהום

(בספר תמונה:)

מפעלים הבנויים על גדות נהרות מזרימים אל הנהרות מים מזוהמים וגורמים לנזקים קשים. בתמונה: מפעלים שונים על גדת נהר הוונג-הה (יאנג-צה) בסין

*261*

ההתמודדות עם המחסור במים

*261*

צריכת המים עולה בכל העולם, ובה בעת מקורות מים רבים נפגעים מזיהום. כדי להגדיל את היצע המים השפירים העומד לשימוש האוכלוסייה, אפשר לנקוט אמצעים שונים: להפחית את הצריכה על ידי חיסכון במים; להגדיל את כמות המים הזמינה לשימוש, על ידי שימוש באמצעים ובטכנולוגיות שונות; ולבצע פעולות המונעות את זיהומם של מאגרי המים הקיימים.

(בספר תמונה:)

מומחים ישראלים מדריכים חקלאים בסנגל (אפריקה), כיצד לקיים חקלאות בדרכים חסכוניות בשימוש במים (למשל, השקיה באמצעות טפטפות). ההדרכה מתקיימת במסגרת פרוייקט של מש"ב – סוכנות הסיוע הלאומית של ישראל

הפחתת הצריכה על ידי חיסכון במים

החיסכון הוא האמצעי הזול ביותר להתמודדות עם המחסור במים. אפשר לעודד ולהשיג חיסכון בדרכים שונות: חקיקת חוקים ותקנות להגבלת השימוש במים; העלאת מחירי המים; עידוד השימוש באביזרים חוסכי מים; עריכת מסעות פרסום לעידוד החיסכון; פיתוח תכניות לימוד בנושא המים, הכוללות חינוך לחיסכון במים, ועוד.

חשיבות רבה נודעת לחיסכון במים בחקלאות, שכן מגזר זה צורך כ-70 אחוזים מתצרוכת המים השנתית העולמית. אמצעי החיסכון המשמשים בחקלאות כוללים למשל: שימוש בטפטפות (שהן המצאה ישראלית) ובמערכות השקיה ממוחשבות, העדפת גידולים הצורכים כמויות קטנות של מים, השקיה מבוקרת. ישראל היא אחת המדינות המובילות בעולם בפיתוח של אמצעים טכנולוגיים לחיסכון במים בחקלאות, והיא מסייעת בתחום זה לרבות ממדינות העולם.

הגדלת היצע המים על ידי שימוש באמצעים טכנולוגיים

תפיסת מי הגשמים והנהרות

באזורי אקלים רבים, תפרוסת המשקעים במהלך השנה אינה אחידה. באזורים כאלה, בניית מאגרי מים מאפשרת לתפוס את מי הגשמים ולאגום אותם בתקופות שבהן יש עודפי מים, ולשמור אותם לשימוש במשך השנה. חלק מהמאגרים האלה הם עיליים, ובחלקם מחדירים את עודפי המים אל מי התהום, ומשם שואבים אותם לפי הצורך.

אפשרות נוספת לאיגום מים היא על ידי בניית סכרים לאורך הנהרות: הסכר מאפשר לאגור את מי הנהר ולהזרימם באופן מבוקר ומווסת, וכך אפשר לנצלם ניצול אופטימאלי, בעיקר בנהרות שזרימתם משתנה מעונה לעונה ומשנה לשנה. זאת ועוד, במקומות רבים מנצלים את הפרשי הגובה הנוצרים בגלל הסכר לצורך הפקת חשמל – אנרגיה הידרואלקטרית. (ואולם יש לדעת כי לצד יתרונותיהם של הסכרים, בנייתם עוצרת את הסחף המצוי במים מלהגיע אל החלקות החקלאיות המושקות במי הנהר, וכך נמנע מהן דשן טבעי החיוני לפוריותן. חיסרון נוסף הכרוך בשיטת הסכרים הוא איבוד מים רב גם עקב התאדות.)

(בספר תמונה:)

צילום לוויין של האגם המלאכותי שנוצר בעקבות הקמתו של סכר אתאטורק על נהר פרת בטורקיה. זהו אחד מהסכרים הגדולים בעולם. מימיו משמשים להשקיה. מייצרים בו חשמל בעזרת כוחם של המים הנופלים. קשה להבחין בסכר מגובה כה רב, ואולם נסו לשער היכן הוא ממוקם ומה כיוון הזרימה של הנהר

*262*

עוד מבט: הטיית נהרות

כבר לפני שנים רבות החל האדם להטות את מסלול הזרימה של נחלים ונהרות לצרכיו. מפעל ההטיה הגדול ביותר המתבצע בשנים האחרונות הוא מפעל העברת המים מדרום סין, שהוא אזור גשום, לצפונה של המדינה, שהוא אזור יבש יותר. זהו פרוייקט הנדסי אדיר ממדים, שעלותו מוערכת בכ-60 מיליארד דולרים ובמסגרתו מוסטים מן התוואי שלהם עשרות נהרות, נוצרים אגמים מלאכותיים מאחורי סכרים, ונבנות תעלות המעבירות מים למרחק של מאות קילומטרים. מתנגדי הפרוייקט מציינים את העובדה שמאות אלפי אנשים ייאלצו להתפנות מהשטחים, אשר יוצפו ויהפכו לאגמים (בבניית "סכר שלושת הערוצים" על נהר הוונג-הה (יאנג צה) באמצע שנות ה-90, פונו מביתם קרוב ל-4 מיליון בני אדם!). כמו כן מציינים המתנגדים את הבעיות הסביבתיות הרבות שהפרוייקט עתיד ליצור, ואת השינוי הסביבתי החריף, שלא ניתן לחזות את מלוא תוצאותיו.

ברחבי העולם יש דוגמאות לבעיות סביותיות העלולות להיווצר בפרוייקטים מהסוג הזה. אחת הדוגמאות הבולטות לשינוי סביבתי קיצוני שנוצר עקב הטיית הנהרות ניתן למצוא בימת אראל שבמרכז אסיה. את הימה הזינו בעבר שני נהרות – אמו-דריה וסיר-דריה – אך לפני כמאה שנה הוחל בהטיית הנהרות לשטחים מדבריים, כדי להשקות שדות כותנה וגידולים נוספים. הטיית מימי הנהרות הביאה לכך שהימה, שהייתה הרביעית בגודלה בעולם, הלכה והתייבשה, וכיום גודלה עומד על עשירית מגודלה המקורי (ראו תצלומי לוויין). ייבוש הימה הביא לפגיעה קשה בנוף, במערכות החי והצומח ובאדם: ענף הדיג נפגע; תושבי האזור סובלים ממחסור במי שתייה; והשילוב של רוחות עזות וקרקע מלוחה ויבשה שנותרה אחרי ייבוש האגם גורם לסופות אבק מטרידות.

גם נהר הירדן נפגע עקב מעשיו של האדם. סכר דגניה, במוצא הירדן מהכינרת, מונע את כניסתם של מי הכינרת אל הנהר, וכך הוא מקטין את כמות המים הזורמת בנהר ופוגע קשות באיכותם. הטיית מי הירמוך, יובל של הירדן, על ידי סוריה וירדן, מונעת גם היא מכמויות מים נכבדות להגיע לנהר. כך הלך נהר הירדן והצטמק, וסביבתו הטבעית נפגעה קשות.

(בספר שתי תמונות:)

ימת אראל – תצלומי לוויין משנים שונות

א. שנת 1989

ב. שנת 2008

*263*

טיהור שפכים ושימוש בקולחים

כמויות גדולות של מים הולכות לאיבוד כשהן מוזרמות למערכת הביוב מהבתים, ממפעלי התעשייה ומהשטחים החקלאיים. ברוב המדינות המפותחות קיימות כיום מערכות לטיהור שפכים, המרחיקות מהמים את חומרי הפסולת והמזהמים, שלרוב הם רק חלק קטן מהשפכים. המים המטוהרים, הנקראים "קולחים", מוחזרים לשימוש ויכולים להתאים לשימושים שונים, על פי רמת הטיהור שהושגה. כך, לדוגמה, קולחים ברמת טיהור גבוהה יכולים לשמש להשקייתם של מרבית הגידולים החקלאיים. לבד מהגדלת היצע המים לשימושים השונים, הטיהור מונע את הזרמת מי הביוב לים, למי התהום, לנחלים ולנהרות, ובכך הוא מונע את זיהומם.

טיפול נאות בשפכים מתבצע במדינות המפותחות, לדוגמה: בישראל, הנחשבת למדינה מתקדמת בתחום הטיפול בשפכים, מטוהרים מרבית מי השפכים (כ-90 אחוזים מהם), וחלק גדול (כ-70 אחוזים) מהמים המשמשים לחקלאות הם מים מושבים – מים שעברו תהליך טיהור והושבו (הוחזרו) לשימוש. במדינות הפחות-מפותחות ובמדינות התת-מפותחות, הטיפול בשפכים הוא מועט או אינו קיים כלל. במקרים רבים במדינות אלה אין כלל מערכות ביוב מסודרות האוספות את השפכים, והמים המזוהמים זורמים על פני השטח אל הנהרות ומחלחלים למי התהום.

(בספר תמונה:)

מתקן לטיהור שפכים בהונג קונג

התפלת מים

כפי שראינו בתחילת הפרק, מרבית המים בעולם הם מים מלוחים המצויים בימים ובאוקיינוסים. מים אלה טובים לשימוש לאחר שהם עוברים תהליך הנקרא "התפלה" – תהליך שבו מצמצמים את ריכוז המלחים במים באמצעות שיטות שונות (שבהן מפרידים את המים מן המלחים).

המחסור במים במדינות המזרח התיכון, ובמיוחד במדינות השוכנות לחופי המפרץ הפרסי, הוביל לבנייה של מתקני התפלה רבים באזור. ואמנם, בשנת 2007, כ-75 אחוזים ממתקני ההתפלה בעולם פעלו במדינות המזרח התיכון. גם בישראל פועלים כיום כמה מתקני התפלה. הגדולים שבהם נמצאים באילת, באשקלון, בפלמחים ובחדרה, ובעתיד מתכננים להקים מתקנים נוספים.

ואולם למרות שכמות המים בימים ובאוקיינוסים עצומה, לתהליך ההתפלה של מימיהם יש חסרונות: מחיר ההקמה וההפעלה של מתקני ההתפלה גבוה; לתהליך ההתפלה נדרשת אנרגיה רבה, שמקורה בעיקר בדלקים מזהמים כמו נפט ופחם; יש קושי לסלק את הפסולת הנותרת לאחר ההתפלה; יש להוסיף למים המותפלים מינראלים, ובכך יש השקעה נוספת; ולמתקני ההתפלה נדרשים שטחים גדולים על חוף הים או בקרבתו, והם מונעים את ניצולם של שטחים אלה לשימושים אחרים.

(בספר תמונה:)

מתקן התפלה באיחוד האמירויות במפרץ הפרסי

*264*

מניעת זיהום מקורות המים

מאחר שמקורות מים רבים מזדהמים והם מאבדים בשל כך את ערכם, חשוב מאוד לנקוט פעולות לצמצום הזיהום הקיים ולמניעת זיהום בעתיד. כיצד?

ראשית, אפשר לנקות ולשקם מקורות מים שהזדהמו. במקומות שונים בעולם, מי נהרות שסבלו במשך שנים רבות מהזרמת שפכים – עוברים תהליכי ניקוי יסודיים, שבמהלכם מסלקים מהם את חומרי הפסולת הרעילים שהצטברו בהם, ומשקמים את המערכות האקולוגיות שנפגעו עקב הזיהום.

לצד פעולות השיקום, נדרשות פעולות שימנעו את המשך הזיהום. אלה כוללות פעולות חינוך והסברה, וכן חקיקה של תקנות וחוקים המטילים קנסות כבדים על המזהמים, ואכיפה מסודרת שלהם.

(בספר תמונה:)

לנהר הריין הוזרמו במשך שנים ארוכות חומרים כימיים רעילים מן התעשיות הרבות שהתמקמו לאורכו, עד שכונה "תעלת הביוב של אירופה". במסגרת פרוייקט ענק טוהרו מימי הנהר, וחומרי הפסולת הרעילים סולקו מהם

הגדלת ההיצע ומניעת זיהום המים במדינות המפותחות ובמדינות הפחות-מפותחות

מאחר שהפעולות להגדלת מלאי המים ולצמצום זיהומם כרוכות במידה רבה בידע מקצועי, בשימוש בטכנולוגיה מתקדמת ובהוצאות כספיות גדולות, גם בתחומים אלה קיימים הבדלים בין המדינות המפותחות לבין המדינות הפחות-מפותחות. במדינות המפותחות קיימת כיום מודעות רבה לאיכות הסביבה, עומדות לרשותן טכנולוגיות מתקדמות, ויש באפשרותן להקצות לנושאים אלה את התקציבים הנדרשים. לפיכך תושביהן של המדינות המפותחות אינם סובלים ממחסור במים, מקורות המים שהזדהמו בעבר עוברים תהליכי שיקום, ותקנות מחמירות מונעות זיהום עתידי. המצב שונה מאוד במדינות הפחות-מפותחות, ובעיקר במדינות התת-מפותחות. המודעות של תושביהן של מדינות אלה לנושאי איכות הסביבה פחותה, ויכולתה של המדינה להזרים משאבים לביצוע פעולות ניקוי ושיקום של מקורות המים – מוגבלת. לפיכך תושבים רבים במדינות אלה סובלים ממחסור במים, ואחרים נדרשים לבלות שעות ארוכות בהשגתם ובהובלתם. המחסור במים, והאיכות הגרועה של המים, הם בין הגורמים לכך שרבים מן התושבים במדינות הפחות-מפותחות סובלים ממחלות קשות, ולכך שתוחלת החיים בהם נמוכה. המחסור במים במדינות אלה פוגע גם בחקלאות – הוא גורם לירידה ביבולים, ועקב כך גם לרעב.

ארגונים בין-לאומיים נרתמים כיום לסייע למדינות הפחות-מפותחות לנצל טוב יותר את משאבי המים העומדים לרשותם, ולצורך זה הם מבצעים פרוייקטים שונים, רבים מהם בשיתוף התושבים המקומיים. לדוגמה: חפירת בארות, בניית משאבות, פריסת מערכות השקיה, התקנת מערכות ביוב מסודרות, בניית מאגרי מים. לשינויים אלה יש השלכות על תחומי חיים רבים. לדוגמה: בריאותם של התושבים משתפרת, ותוחלת החיים עולה; התושבים, ובעיקר הנשים והילדים, יכולים כיום להתפנות ללימודים ולעבודה; והתוצרת החקלאית גדלה.

(בספר תמונה:)

משאבת מים שנבנתה במלאווי על ידי ארגון בין-לאומי, המקים משאבות מים ומבני שירותים בכפרים רבים באפריקה. הארגון משתמש בפתרון טכנולוגי פשוט, זול וזמין – קידוח למי התהום ושימוש במשאבה ידנית שאינה זקוקה לחשמל. עד היום העניק הארגון אספקת מים סדירה ללמעלה ממיליון מתושבי זימבבווה ומלאווי, ובכך שינה את גורלם

*265*

עוד מבט: מקורות מים משותפים

במקומות רבים בעולם יש מקור מים אחד והוא משותף לאזורים נרחבים ואף למדינות אחדות, לדוגמה: אגן הניקוז של הנילוס נמצא בשטחן של 11 מדינות, וישראל חולקת את נהר הירדן ואת מקורותיו עם ירדן ולבנון. חלוקה של מקור מים בין מדינות יכול להיות גורם מאחד, המעודד שיתוף פעולה בין מדינות, והוא יכול להיות גורם מפריד המלבה סכסוכים ואף מלחמות – בעיקר כאשר קיים מחסור במים. עיקר הבעיות נובע ממצבים שבהם חלק ממקורות המים של מדינה אחת מתחדשים על ידי מים המגיעים אליה ממדינה שכנה – אם בזרימה עילית דרך נהרות, ואם בזרימה תת קרקעית של מי תהום. כאשר המדינה שממנה מגיעים המים מגבירה את ניצול מי הנהר או מי התהום שבשטחה, או מזהמת אותם, נפגעים מקורות המים במדינה שהמים זורמים אליה. הנילוס, למשל, עובר במצרים, סודאן ואתיופיה, והוא מקור למאבק מים בין אתיופיה (התורמת 85 אחוזים ממי הנילוס אך צורכת וק אחוז אחד ממימיו) ומצרים (שאינה תורמת לו מים, אך צורכת 85 אחוזים ממימיו).

בשנת 1966 גובשה אמנה בין-לאומית הכוללת חוקים לשימוש במים משותפים – "אמנת הלסינקי". אמנה זאת קובעת, אמנם, כי המדינות החולקות ביניהן אגן ניקוז של נהר צריכות להימנע משימוש במים באופן שיזיק למדינות אחרות, ולתאם ביניהן בנייה של מפעלי מים, ואולם תקנות אלה לא תמיד מיושמות. כך, לדוגמה, נהר הגנגס (גנגה) זורם מהרי ההימלאיה שבצפון הודו אל בנגלדש השכנה. הודו בנתה על הנהר סכר, וניצלה ניצול מוגבר את מימיו, ובעקבות זאת סבלו אזורים חקלאיים בבנגלדש ממחסור במים. נושא ניצול מי הנהר גרם לסכסוך בין שתי המדינות במשך שנים רבות. בשנת 1996 נחתם ביניהן הסכם המעגן את זכויותיה של בנגלדש למים. אך על אף ההסכם, הודו מתכננת להטות את מי הנהר לצורך השקיה בדרומה של המדינה, והנושא נמצא בדיונים במוסדות בין-לאומיים.

רבים מסכסוכי המים הקיימים בעולם מתנהלים בין מדינות במזרח התיכון, בין השאר בשל העובדה שבאזור זה מתגוררים 5 אחוזים מתושבי העולם, אך מצויים בו רק אחוז אחד מכלל המים בעולם. וכך, מתוך 10 המדינות שהוגדרו על ידי הממשל האמריקני כבעלות הסיכויים הגבוהים ביותר לפריצת מלחמה בשל סוגיית מים – למעלה ממחצית נמצאות במזרח התיכון.

סכסוכי המים המרכזיים במזרח התיכון

מקור המים המשותף, המדינות

נילוס, מצרים, סודאן, אתיופיה

פרת, טורקיה, סוריה, עיראק

עסי, סוריה, טורקיה

ירדן, לבנון, ישראל, ירדן

ירמוך, סוריה, ירדן, ישראל

אקוויפר ההר, הרשות הפלסטינית, ישראל

*266*

הים כמשאב

*266*

לצד היותו מקור למים מתוקים, באמצעות תהליך ההתפלה, הים משמש כמשאב חשוב בזכות עצמו: חופי הים היו מאז ומתמיד אזור מועדף להתיישבות האדם, ולפיכך אלה הם האזורים הצפופים בעולם; הים משמש כנתיב תחבורה חשוב, בעיקר להובלת סחורות ומטענים; והדגה שבים מהווה מקור מזון חשוב לאוכלוסיית העולם, בעיקר בתרבויות השוכנות לחופיו. זאת ועוד, בשנים האחרונות הולך ומתפתח ענף החקלאות הימית, המנצל את אזורי הים לגידול מבוקר של דגים, אצות ובעלי חיים ימיים אחרים; וחופי הים משמשים כאתרי בילוי ונופש למיליונים ברחבי העולם.

ואולם פעילותו הנרחבת של האדם בים ולאורך חופיו מזהמת את מימיו. מקורות הזיהום העיקריים כוללים: שמנים ודלקים שמקורם בדליפות ממכליות ומקידוחים; פסולת מוצקה המושלכת מהחופים ומכלי השיט; שפכים, ביתיים ותעשייתיים, המוזרמים אליו ישירות או באמצעות נחלים מזוהמים. גם החקלאות הימית תורמת את חלקה לזיהום המים.

פגיעה נוספת מתרחשת כתוצאה מדיג-יתר: במשך מאות שנים היה היקף הדיג בעולם מצומצם, יחסית, ואפשר לדגה להתחדש. ואולם בעקבות גידול האוכלוסייה עלה הביקוש לדגים ולמאכלי ים. כך גדל מאוד היקף הדיג בעולם, ובאזורים רבים כמות הדגה בים פוחתת, וזנים מסוימים של בעלי חיים ימיים מצויים בסכנת הכחדה.

המודעות של האדם לנזקים שהוא גורם, ושאיפתו לשמר את משאבי הים, מחייבים אותו לצמצם את היקפי הזיהום ולהשתמש במשאבים בתבונה: להשתמש בטכנולוגיות מתקדמות לניקוי זיהומים בעקבות תאונות, לתקן תקנות מחמירות לקידוח ולהובלת נפט, להימנע מהזרמת שפכים לים, ולקבוע מכסות דיג כך שהיקף הדיג לא יעבור על יכולת ההתחדשות של הדגה. ומאחר שהימים והאוקיינוסים בעולם נחלקים בין מדינות, והזיהומים עצמם אינם יודעים גבולות, יש חשיבות רבה לשיתוף פעולה בין-לאומי גם בתחום זה.

(בספר תמונה:)

ציפור מכוסה בנפט בעקבות טביעתה של מכלית נפט בים השחור

(בספר תמונה:)

רוחות וזרמי ים סוחפים אל האי הוואי כמויות עצומות של פסולת מן הים. שקיות ניילון וחלקי פסולת אחרים גורמים למותם של בעלי חיים ימיים רבים באזור זה

*267*

מבזק סיכום

- הגורמים העיקריים לגידול בצריכת המים בעולם הם גידול האוכלוסייה והעלייה ברמת החיים.

- חלוקת המים בעולם אינה אחידה, והיא אינה תואמת את תפרוסת האוכלוסייה.

- מרבית התושבים הסובלים ממחסור במים ומהיעדר נגישות למים נקיים מתגוררים במדינות הפחות-מפותחות של העולם.

- הגורמים למחסור במים הם שילוב בין גורמים פיזיים-אקלימיים לבין גורמים הקשורים לפעילות האדם או להיעדר פעילות של האדם: פיזור לא אחיד של משקעים, עלייה בצריכת המים, והיעדר טכנולוגיות לשאיבת מים ולהובלתם.

- הפגיעה באיכות המים נגרמת עקב שאיבת-יתר ממי התהום וממאגרי המים העיליים, וחדירת חומרים מזהמים למקורות המים.

- מקורות הזיהום העיקריים של המים הם: שפכים ביתיים, שפכים תעשייתיים, ושפכים חקלאיים.

- ההתמודדות עם בעיית המחסור במים כוללת: הפחתה בצריכה על ידי חיסכון במים; הגדלת היצע המים על ידי שימוש בטכנולוגיות מתקדמות (טיהור שפכים ושימוש בקולחים, התפלה, ותפיסת מי גשמים); ומניעת זיהום מקורות המים.

- בנושא המחסור במים – קיימים הבדלים בולטים בין המדינות המפותחות למדינות הפחות-מפותחות.

- הים וחופיו מהווים משאב חשוב, אך גם הוא נפגע – בעיקר מניצול יתר של דגה ומזיהומים שונים.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*267*

1. (בספר איור:)

התפלגות המים בעולם

התרשים שלפניכם מתאר את התפלגות המים בעולם בקנה מידה מוקטן. רשמו במחברת את הכותרת המתאימה לכל אחד מחלקי האיור: מים זמינים לשימוש, מים שפירים, כלל המים בעולם.

2. במהלך המאה ה-20 גדלה אוכלוסיית העולם פי 3, ואילו צריכת המים גדלה פי 6. כיצד אפשר להסביר זאת?

3. בכדור הארץ יש יותר שטחי מים משטחי יבשה. הביאו

2 הסברים לשאלה מדוע למרות עובדה זאת יש בעולם אנשים שאין להם מספיק מי שתייה.

4. א. כתבו פסקה שבה יופיעו המושגים הבאים: מי תהום, אקוויפר (אקווה), אקוויקלוד.

ב. תארו כמה דרכים לזיהום מי התהום.

5. באיור שלפניכם מתוארת חווה, בעמק שבו נבנה לאחרונה סכר. לבניית הסכר עשויות להיות השפעות חיוביות והשפעות שליליות על החקלאות בעמק.

א. תארו השפעה חיובית אחת של הסכר על החקלאות.

ב. תארו השפעה שלילית אחת של הסכר על החקלאות.

6. א. תארו 2 פעולות לחיסכון במים, המתוארות בפרק.

ב. העלו הצעות משלכם לפעולות שניתן לנקוט בהן כדי לחסוך במים.

7. מהם היתרונות ומהן המגבלות בשימוש בקולחים?

*268*

8. עיינו במפה שבעמ' 257:

א. באיזו יבשת אחוז התושבים בעלי הנגישות למים שפירים היא הנמוכה בעולם?

ב. כתבו 3 גורמים שיכולים להסביר זאת.

ג. השלשולים הם הגורם השני בגודלו לתמותה של ילדים במדינות הפחות-מפותחות. הסבירו את הקשר בין גורם תמותה זה לבין הנגישות למים נקיים.

9. סכמו בטבלה את ההבדלים בין המדינות המפותחות ובין המדינות הפחות-מפותחות בנושא המים:

- רמת החיים של התושבים (גבוה – נמוך)

צריכת המים לנפש (גבוהה – נמוכה)

- המחסור במים (גבוהה – נמוכה)

- תמותה עקב מחלות שמקורן במים מזוהמים (כן – לא)

- שימוש באמצעים טכנולוגיים מפותחים להגדלת היצע המים (נרחב – מצומצם)

- ביצוע פעולות לשיקום מקורות מים מזוהמים (נרחב – מצומצם)

10. מדינה הסובלת ממחסור במים יכולה לייבא מים ממדינות עשירות במים, או לבנות לחופיה מתקני התפלה.

א. הציגו יתרון וקושי בכל אחת מהדרכים.

ב. מהו, לדעתכם, הפתרון העדיף? הסבירו.

11. כותר קראו את הכתבה "האו"ם: הפלסטיק מאיים על הימים והאוקיינוסים".

א. על פי הכתבה, סכמו: באיזה אופן הפלסטיק מאיים על הימים והאוקיינוסים? ומהן הפעולות הננקטות לצמצום הנזק?

ב. הציעו הצעות משלכם להתמודדות עם הבעיה, והעלו את הקשיים העלולים לעלות בעת יישומן.

*269*

פרק ג – משאבי אנרגיה, מתכלים ומתחדשים

*269*

מאז ומעולם משתמש האדם במקורות האנרגיה השונים למילוי צרכיו. כבר בראשית ימי ההיסטוריה של האנושות גילו בני האדם את האש והחלו להשתמש בעצים שהובערו לצורכי חימום ובישול; הם למדו להסתייע בכוחם של בעלי החיים לנשיאת משאות ולדיש החיטה והאורז; והם המציאו מכשירים לניצול כוחם של הרוח הנושבת והמים הזורמים לטחינת החיטה ולייצור קמח. מאז עולה השימוש במקורות האנרגיה בהתמדה, במקביל להתפתחות הטכנולוגיה בעולם.

במהלך רוב תקופות ההיסטוריה הייתה העלייה בצריכת האנרגיה הדרגתית, אבל מאז שהחל האדם לנצל את הפחם, הנפט והגז בהיקף הולך וגדל, ובעיקר מאז החלה המהפכה התעשייתית (באמצע המאה ה-18), עלה שיעור צריכת האנרגיה בעולם עלייה דרמאטית. עלייה זאת נמשכת גם כיום, והביקוש לאנרגיה בעולם גדל בקצב מהיר ביותר.

כפי שכבר ראינו (ראו עמ' 254) – משאבי האנרגיה הנמצאים בשימוש האדם נחלקים לשני סוגים: משאבים מתכלים ומשאבים מתחדשים. אילו משאבים נכללים בכל אחד מהם?

משאבי האנרגיה המתכלים הם הדלקים המאובנים (דלקים פוסיליים), ובהם הנפט, הגז הטבעי, הפחם ופצלי השמן, אשר משריפתם מופקות כמויות אנרגיה גדולות. קצב ההיווצרות של המשאבים האלה הוא ממושך מאוד – מיליוני שנים. מלבד הדלקים הפוסיליים נכללים בין משאבי האנרגיה המתכלים החומרים הרדיואקטיביים (האורניום, למשל), המשמשים להפקת אנרגיה גרעינית. משאבים אלה להפקת אנרגיה מצויים בכדור הארץ בכמות מוגבלת, וככל שצריכתם גוברת כן כמותם מתמעטת.

ניצולם של הדלקים הפוסיליים גורם נזקים לסביבה, שכן שריפתם גורמת לזיהום אוויר ולעלייה בכמות הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה, ובעקבותיה להתחממות הגלובאלית.

משאבי האנרגיה המתחדשים הם מקורות אנרגיה המבוססים על תהליכים טבעיים מתמשכים המתחדשים כל העת, בקצב שאינו עולה על קצב השימוש בהם. בין אלה נכללים: האנרגיה שמקורה בקרינת השמש – אנרגיה סולארית; האנרגיה שמקורה בתנועת הרוח; האנרגיה שמקורה בתנועות המים – אנרגיה הידרואלקטרית; האנרגיה שמקורה בצומח ובחי – הביומסה; והאנרגיה שמקורה במאגר החום הפנימי של כדור הארץ – אנרגיה גאותרמית.

מאחר שאלה הם מקורות אנרגיה מתחדשים – הם אינם מתמעטים בעקבות השימוש בהם, והנזק שנגרם לסביבה עקב השימוש בהם קטן בהשוואה לנזק שגורם השימוש במשאבי האנרגיה המתכלים.

(בספר גרף:)

העלייה וההתפלגות בשימוש באנרגיה בעולם בין 1973 ל-2008 (לפי אזורים בעולם)

*270*

השימוש הגובר באנרגיה בעבר וכיום, אשר הכול מבינים כי ימשיך ויגבר גם בעתיד, מעלה 3 בעיות קשות המצויות על סדר היום בכל רחבי העולם: העתודות של משאבי האנרגיה המתכלים, הולכות וקטנות; ממדיו של זיהום האוויר הנגרם כתוצאה משריפת דלקים, גוברים; שיעורי הפליטה של גזי החממה המצטברים באטמוספרה גדלים, וממדיה של ההתחממות הגלובאלית עלולים לגבור.

אחד האתגרים הגדולים העומדים כיום לפני האנושות הוא: צמצום השימוש במקורות האנרגיה המתכלים, ובעיקר הנפט, הפחם והגז, ופיתוח טכנולוגיות שיאפשרו להגביר את השימוש במקורות האנרגיה המתחדשים, ובעיקר השמש והרוח.

משאבי האנרגיה המתכלים

*270*

הנפט

הנפט הוא נוזל דליק שמוצריו השונים משמשים כדלק בתחבורה, בתעשייה ובייצור חשמל בתחנות כוח, וכן כחומרי גלם בתעשייה הפטרוכימית ובייצור מוצרי פלסטיק.

עד אמצע המאה העשרים סופקו עיקר צורכי הדלק והאנרגיה של האדם בעולם באמצעות הפחם, אך כיום – 34 אחוזים מתצרוכת האנרגיה העולמית מסופקים באמצעות הנפט. מדי יום אוכלוסיית העולם צורכת 85 מיליון חביות נפט גולמי (וכל חבית מכילה 159 ליטרים). ומאחר שתהליך היווצרותו של הנפט במעמקי האדמה נמשך מיליוני שנים – אם תימשך צריכתו בקצב כזה, יספיקו עתודות הנפט הקיימות כיום בעולם לעוד 100-50 שנה בלבד.

כיצד נוצר הנפט?

מקורו של הנפט הוא בחומר אורגאני המורכב משרידים של יצורים וצמחים ימיים ממינים שונים. השרידים האלה הצטברו על קרקעית האוקיינוס במשך זמן רב ללא נוכחות חמצן, ועל כן לא עברו תהליכי חמצון הגורמים לפירוק החומר. שכבות שהצטברו מעל לחומר האורגאני הפעילו עליו לחץ הולך וגובר, ואז הפך החומר האורגאני לנוזל – לנפט. בתהליך דומה, אך בטמפרטורה גבוהה יותר, נוצר גם הגז, שהוא קל יותר מהנפט ולכן הוא מצטבר מעליו.

כיצד נוצרת מלכודת נפט? וכיצד מאתרים את מקומה?

הנפט הנוזלי או הגז מצטברים בחללים שבסלע, הנקרא "סלע המקור". בהיותם נוזל או גז הם נעים ממקום היווצרותם המקורי עד שהם נתקלים בשכבות סלע אטומות ולא חדירות, הנקראות "סלע הכיסוי", ושם הם נעצרים, בשכבה הנקראת "סלע המאגר". שינויים המתרחשים במבנה השכבות, עקב תהליכי קימוט או שבירה, גורמים למצב שבו הנפט או הגז מצטברים במאגר המכונה "מלכודת נפט". אחת המלכודות הנפוצות היא מלכודת קמר (ראו איור).

(בספר איור:)

מלכודת נפט לדוגמה – מלכודת קמר

הנפט וכן הגז והמים מצטברים באזורי קימוט, בראש כיפת השכבות, בחללים של סלע המאגר, מתחת לשכבה בלתי חדירה של סלע הכיסוי

(בספר איור:)

תהליך היווצרות הנפט

1. בעלי החיים מתים, ושרידיהם שוקעים ומצטברים על קרקעית האוקיינוס

2. מעל לשרידי בעלי החיים שוקעות שכבות בוץ. הלחץ של שכבות הבוץ הופך את שכבת החומר האורגאני שתחתיו, העשיר בשרידי בעלי החיים, לחומר צמיגי בגוון כהה. שכבות נוספות ממשיכות להצטבר וללחוץ, ומתרחשת הפרדה בין גז, נפט גולמי ומים

3. החומרים עולים בשכבה הנקבובית והחדירה שמעליהם, עד שהם מגיעים לסלע אטום, ונעצרים שם. שכבת הסלע האטום נקראת "סלע כיסוי". הנפט נלכד במלכודת נפט ונותר בתוך שכבה של סלע נקבובי או סדוק, הנקראת "סלע מאגר"

*271*

זיקוק והפקת מוצרי נפט

איתורה של מלכודת נפט מחייב עריכה של סקרים גאולוגיים, המתמקדים בגילוי המבנה התת-קרקעי של השכבות. גם כשמתקבלות תוצאות המצביעות על סיכוי להימצאות מלכודת נפט, רק קידוח יאפשר לקבוע אם יש בה נפט להפקה.

הנפט הגולמי הנשאב מן האדמה הוא סמיך, צבעו חום כהה או ירוק כהה, והוא בעל ריח אופייני. בגלל צבעו הכהה, משאב זה מכונה "הזהב השחור". לאחר שאיבתו הנפט הגולמי מועבר לבתי הזיקוק, שכן יש לו שימוש רק לאחר זיקוקו והפרדתו למרכיביו השונים. תהליך הזיקוק מבוסס על העובדה שכל אחד ממרכיביו של הנפט הגולמי מתאדה בטמפרטורה אחרת (ראו איור).

לחומרים המזוקקים מן הנפט הגולמי יש ערך כלכלי רב. החומרים העיקריים הם הבנזין, הקרוסין, הסולר, המזוט וגז הבישול, והם משמשים כדלק למכוניות ולמטוסים, להפקת חשמל, לתאורה, לחימום ולבישול ועוד. חומרים רבים משמשים כחומרי גלם בתעשייה הפטרוכימית: לייצור מוצרי פלסטיק, אספלט (חומר לציפוי כבישים), חומרי דבק וצבע ועוד.

(בספר תמונה:)

בתי הזיקוק במפרץ חיפה, אשר שימשו בעבר כיצרני מוצרי הנפט הגדולים בישראל

(בספר איור:)

תהליך זיקוק הנפט

בתהליך הזיקוק הראשוני מחממים את הנפט הגולמי במגדל גבוה הנקרא "מגדל הזיקוק". הנפט מוזרם לתנור מיוחד, שם הוא מתחמם ורוב החומרים המרכיבים אותו מתאדים והופכים לגזים. הגזים השונים נעים במעלה מגדל הזיקוק והם מתקררים ומתעבים – הופכים לנוזל. כל חומר מתעבה בהתאם לנקודת הרתיחה שלו בחלק אחר של המגדל. מכל חלק כזה יוצא צינור נפרד, המזרים את החומר שנוצר בו בצנרת נפרדת אל מכל איסוף או להובלתו להמשך הייצור

הפקת נפט וצריכת נפט בעולם

הריכוז הגדול ביותר של מאגרי נפט בעולם מצוי במזרח התיכון ובאזור המפרץ הפרסי – אזור שבו התקיימו התנאים המתאימים להיווצרות הנפט: שטח נרחב מהאזור היה מכוסה במי ים ("אוקיינוס תטיס") במשך מיליוני שנים; במהלך תקופת זמן ארוכה נסוג הים ונוצרו שכבות עבות של אבן חול, שהנפט נאגר בהן; באזור נוצרו מבנים גאולוגיים, כגון מבני קמר, ובהם נוצרו מלכודות הנפט. האזור שבו שוכנות ישראל, ירדן ולבנון, היה כנראה גבוה מסביבתו כאשר הושקעו השכבות המכילות נפט, ולכן הסיכוי למצוא נפט בשטחן של מדינות אלה הוא נמוך.

ריכוזים גדולים של מאגרי נפט מצויים גם בברית המועצות לשעבר, באמריקה הצפונית ובאמריקה הדרומית, וכן בים הצפוני. המדינות בעלות עתודות הנפט הגדולות בעולם הן ערב הסעודית, קנדה ואיראן.

בראש המדינות הצורכות נפט עומדת ארה"ב, הצורכת כרבע מצריכת הנפט העולמית. מדינות אחרות הצורכות כמויות גדולות של נפט הן סין, הודו, יפן, גרמניה ורוסיה. רוסיה היא המדינה היחידה בקבוצה זאת המספקת בעצמה את מלוא תצרוכת הנפט שלה, ועוד נותר לה נפט לייצוא.

*272*

(בספר גרף:)

התפלגות הפקת הנפט בעולם, 2009 (לפי אזורים)

(בספר גרף:)

התפלגות ייצור מוצרי הנפט בעולם, 2009 (לפי אזורים)

(בספר גרף:)

השינויים במחירי הנפט, 1931-2006 (לפי מחיר לחבית נפט, בדולרים)

(בספר מפה:)

עתודות הנפט בעולם

כאשר בוחנים את הנתונים (ראו גרפים) אפשר לראות כי רוב המדינות המפיקות נפט גולמי משתייכות לקבוצת מדינות הפחות-מפותחות בעולם, ואילו המדינות המייצרות מוצרי נפט משתייכות ברובן למדינות המפותחות.

ארגון אופ"ק (OPEC – Organization of the Petroleum Exporting Countries) מאגד את המדינות בעלות עתודות הנפט הגדולות, והן היצואניות העיקריות של נפט בעולם. חברות בו מדינות ערב – אלג'יריה, איראן, עיראק, כווית, לוב, קטאר, ערב הסעודית ואיחוד האמירויות הערביות, וכן ניגריה, אנגולה, ונסואלה ואקוודור. מטרת הארגון היא ליצור שיתוף פעולה בין המדינות המייצאות נפט, וזאת כדי לשלוט בקצב הפקתו של הנפט ובמחיריו, וכן לשלוט על מכירת הזיכיונות העתידיים לחיפוש נפט.

הימצאות הנפט בתחומיהן של המדינות החברות באופ"ק, המחזיקות בכ-75 אחוזים מעתודות הנפט של העולם, נותנת בידי מדינות אלה כוח רב. וכך, כל שינוי במאזן הכוחות בעולם, התפתחות של עימות צבאי או אף מלחמה, הופכים את הנפט לגורם רב-השפעה בתהליכים כלכליים ופוליטיים ברחבי העולם. אירועים כמו מלחמת יום כיפור בישראל (1973), עליית חומייני באיראן (1979), מלחמת המפרץ הראשונה (1991), ומשברים כלכליים כלל-עולמיים שהתרחשו מאז תחילת המאה ה-21 – גרמו לשותפות באופ"ק להאט את קצב האספקה של חביות הנפט, ובכך הן גרמו לעליית מחיר הנפט. אין פלא, אם כן, שמחירה של חבית נפט עומד במרכז העניין של תושבי העולם כולו...

אך לא רק מדינות העולם מעורבות בשיקולים הקשורים לתחום הנפט. כיום קיימים תאגידים רב-לאומיים, הנשלטים על ידי בעלי הון או על ידי בעלי מניות מכל העולם. תאגידים אלה מגדילים את שליטתם בשוק הנפט, הן בתחום חיפושי הנפט והן בתחום ייצור מוצרי הנפט. שליטה זאת מקנה להם כוח כלכלי ופוליטי עצום, שיש בו סכנה.

בתגובה לתהליכים המתרחשים בשוק הנפט, צרכניות האנרגיה המובילות בעולם – ארה"ב, מדינות מערב אירופה ויפן – פועלות להרחבת האפשרויות המצויות בידיהן ולהסרת התלות במפיקות הנפט הגדולות: הן מאתרות שדות נפט נוספים באזורים נידחים, בעיקר בים הצפוני; הן מפתחות טכנולוגיות חדשות לקידוחים עמוקים ביבשה ובקרקעית האוקיינוסים; והן מפעילות סנקציות ולחצים כלכליים על מדינות אופ"ק והתאגידים.

שוק הנפט ימשיך להיות בראש מהדורות החדשות, והוא ישמש מדד לשינויים כלכליים, חברתיים, פוליטיים ואף טכנולוגיים, גם בעוד שנים רבות.

*273*

הנפט והסביבה

השימוש הנרחב בנפט גורם לזיהום סביבתי רב, בכמה תחומים:

- שריפת הנפט מגבירה את כמותו של גז החממה פחמן דו-חמצני באטמוספרה (ראו עמ' 133).

- תקלות במכליות נפט ובקידוחי נפט גורמות לפגיעה אקולוגית נרחבת בים וביבשה (ראו עמ' 266).

- תהליכי הזיקוק של הנפט וייצור מוצרי הנפט מלווים בכמויות גדולות של פסולת מוצקה.

- הובלת הנפט בצינורות ביבשה, ואכסונו בחוות נפט, עלולים להביא לדליפות נפט ולנזקים לקרקע ולמי התהום.

למרות שברור לכול כי קיים צורך חיוני להפחית את השימוש בנפט – אין הדבר קל לביצוע, שכן הפחתה כזאת מחייבת ירידה ברמת החיים וצמצום הפעילות הכלכלית ברחבי העולם כולו. ועם זאת נעשים ניסיונות שונים לצמצם את ממדי הפגיעה בסביבה, לדוגמה: יצרניות הנפט מפתחות טכנולוגיות לצמצום ממדי הזיהום במתקני הזיקוק (למשל, הגבהת הארובות והוספת מסננים המונעים פליטת גזי חממה), וחוקרים מחפשים דרכים להרחיק את הפחמן הדו-חמצני (למשל, הטמנתו במעמקי האדמה או במימי האוקיינוסים). אך כל האפשרויות המוצעות אינן מספקות והן אינן פותרות את הבעיות, והדרך לצמצם את הנזקים של השימוש בנפט עדיין ארוכה.

(בספר תמונה:)

באפריל 2010 התרחש באסדת הקידוח של חברת בריטיש פטרוליום שבמפרץ מכסיקו פיצוץ שגרם לדליפה מבאר הנפט שנקדחה בקרקעית הים. הנפט הגיע אל החופים, גרם נזק רב למערכות אקולוגיות ופגע אנושות בענף הדיג ובענף התיירות בכמה מדינות בדרום-מערב ארה"ב. באירוע אסון זה דלפו למעלה ממיליארד ליטרים של נפט גולמי. בתמונה: צילום לוויין של מפרץ מכסיקו: הנפט (הנראה בתמונה כרצועות בגוון כסוף-אפור) דולף מהקידוח (המסומן בנקודה אדומה)

הגז הטבעי

הגז הטבעי הוא גז דליק המצוי במעמקי האדמה. הוא חסר צבע וחסר ריח. (כדי לזהות דליפות, מוסיפים לו חומר המקנה לו ריח עז.) השימוש בגז הטבעי רב ומגוון: הוא משמש בעיקר כמקור לאנרגיה חלופית לנפט ולפחם בייצור חשמל בתחנות הכוח; לצרכים ביתיים – לבישול ולחימום; כדלק בתהליכים תעשייתיים; ולאחרונה גם כדלק להנעת כלי תחבורה.

כפי שכבר ציינו – הגז הטבעי נוצר בתהליך הדומה לתהליך ההיווצרות של הנפט, אלא שהיווצרותו מתרחשת בטמפרטורה גבוהה (ראו עמ' 270). לפיכך, פעמים רבות נמצא גז טבעי מעל לנפט הגולמי, אך יש שדות שבהם הגז מרוכז ללא נפט גולמי. הגז הטבעי מכיל בעיקר מתאן (שהוא תרכובת אורגאנית חסרת צבע וריח), וגם פחמימנים אחרים, שאותם מוציאים מהגז לפני העברתו לצרכנים, והוא מצוי, בדומה לנפט, במלכודות בתת-הקרקע.

הפקת הגז וצריכת הגז בעולם

כדי להפיק גז טבעי יש לקדוח ולשאוב אותו מהמלכודת שהוא נאגר בה, ואחר כך להובילו ליעדיו. ההובלה נעשית לרוב בצינורות. לעתים מעבים את הגז – על ידי דחיסה הופכים אותו לנוזל, וכנוזל מובילים אותו בצינורות או במכליות. הובלת הגז הטבעי במצב נוזלי נוחה ויעילה יותר מהובלתו כגז, אך היא מחייבת קירור.

*274*

ברוסיה, בארה"ב, בקנדה, באיראן ובנורווגיה מצויות כמויות גז עצומות, והן מפיקות הגז הטבעי הגדולות בעולם (נכון לשנת 2009). יבואניות הגז הגדולות הן יפן, ארה"ב, גרמניה ואיטליה.

שלא כמו הנפט, שמחירו זהה בכל העולם – רוב הגז הטבעי (70 אחוזים ממנו) נמכר באמצעות חוזים ארוכי טווח, לפי מחיר שנקבע בין ספקיות הגז לבין צרכניו. בתחילת שנת 2009 חתמו 15 יצואניות גז טבעי בעולם, ובראשן רוסיה ואיראן, על הקמת ארגון משותף הממוקם בדוחה, עיר הבירה של קטאר. מדינות המערב התנגדו להקמת הארגון משום שחששו שגוף כזה, בדומה לארגון אופ"ק, ישלוט במחירי הגז ברחבי העולם, ויגרום לטלטלות כמו אלה המתרחשות בגלל מחירי הנפט.

הגז הטבעי והסביבה

בעת שריפתו, הגז הטבעי פולט כמות פחמן דו-חמצני קטנה מזו שמייצרים הדלקים המאובנים האחרים. גם כמות המזהמים (גופרית ותחמוצות חנקן, למשל), הנפלטת בתהליך שריפתו של הגז הטבעי, היא נמוכה. ואף על פי כן, יש לדעת כי גם בעת שריפת הגז נפלטת לאוויר כמות מסוימת של פחמן דו-חמצני, ובמהלך הקידוח, ותוך כדי הובלת הגז וגם במהלך השימוש בו, נפלטת לאטמוספרה כמות מסוימת של מתאן – גז חממה מסוכן ועמיד.

הגז הטבעי משמש חלופה לבנזין או לדיזל בהתנעת מכוניות, והשימוש בו כדלק למכוניות נפוץ בארגנטינה, בברזיל, בהודו, בפקיסטאן, באיטליה, באיראן, באוסטרליה ובארה"ב.

גז טבעי בחופי ישראל

בעבר נערכו מחקרים רבים לגילוי נפט וגז טבעי בישראל, אך זאת כמעט ללא תוצאות. התמונה החלה להשתנות בשנת 1999, כאשר התגלה, לראשונה בישראל, מאגר גז טבעי בעל ערך, מול חופי אשקלון. מרגע הגילוי ועד להפקת הגז חלפו 5 שנים, וב-2004 החל הגז לזרום מהקידוח לשימושה של חברת החשמל בישראל. בתחילת 2009 התגלה מאגר נוסף מול חופי חיפה, מאגר "תמר", ובו מצויה כמות עצומה של גז. סמוך למאגר זה התגלה מאגר נוסף, קטן יותר – מאגר "דלית". שנה לאחר מכן, ב-2010, התגלה מאגר "לווייתן", גם הוא לא הרחק ממאגר "תמר", וגם בו מצויות כמויות גדולות של גז טבעי. החיפושים בקרקעית הים התיכון נמשכים, וקיים סיכוי סביר שיתגלו מאגרים נוספים.

כמויות הגז שכבר התגלו בישראל יכולות לספק את צורכי האנרגיה של המדינה ל-25 שנים לפחות. כמדינה התלויה באספקה של משאבי אנרגיה מבחוץ, לגילויים אלה יש חשיבות רבה ביותר.

ההשקעה בחיפושי נפט וגז היא יקרה מאוד, ולמשקיעים אין שום ערובה כי מאמציהם ישאו פרי. חיפושים רבים נגמרים במפח נפש ולפיכך החברות שהשקיעו בחיפושים ומצאו גז מצפות לרווחים גדולים מאוד. מנגד נשמעת הטענה כי אוצרות הטבע שייכים למדינה, וכי נתח גדול של הרווחים צריך להישאר בידי המדינה לרווחת אזרחיה, ולכן יש לחייב את חברות ההפקה להעביר למדינה תמלוגים גבוהים. במאי 2011, לאחר מאבק ציבורי נרחב, התקבלה בכנסת חקיקה ולפיה התמלוגים שישלמו חברות הגז למדינה יהיו גבוהים כמעט כפליים מהתמלוגים שהיו קבועים בחוקים הקודמים (שנקבעו בשנת 1952).

(בספר גרף:)

התפלגות הפקת הגז בעולם, 2009 (לפי אזורים)

*275*

פחם האבן

פחם האבן הוא חומר מוצק שצבעו שחור או חום, המורכב ברובו (כ-90 אחוזים ממנו) מהיסוד פחמן. איכותו של הפחם נקבעת על פי אחוז הפחמן המצוי בו: ככל שאחוז הפחמן גבוה יותר, כן כמות האנרגיה שאפשר להפיק משריפתו גבוהה יותר. משתמשים בפחם בעיקר לצורך הפקת חשמל, באמצעות טורבינה המונעת בעזרת החום שמפיקים ממנו בעת שריפתו. כן משמש הפחם כחומר גלם להפקת פלדה (כתוספת לברזל).

רוב הפחם נוצר לפני כ-350-300 מיליוני שנים, תקופה שבה שטחים נרחבים של כדור הארץ היו מכוסים בביצות עשירות בצומח. כיצד הוא נוצר? העצים והצמחים שהיו בביצות שקעו והצטברו בקרקעיתן – מקום שבו המגע עם האוויר מועט ביותר, ולכן כמות החמצן הזמין מועטה והחומרים האורגאניים אינם מתפרקים. בשלב הראשון של היווצרות הפחם נוצר הכבול – חומר צמחי המכיל כמות גדולה של פחמן, אך הוא עדיין איננו פחם. עם השנים נקברות שכבות הכבול מתחת לעוד ועוד שכבות המפעילות עליהן לחץ, ובהיעדר חמצן הן מתקשות והופכות לפחם חום, ואחר כך לפחם שחור. בישראל, לדוגמה, בעמק החולה השוכן בצפונה של המדינה – אזור שהיה מכוסה בביצות והן יובשו – מצויות שכבות של כבול. איכות הפחם עולה ככל שתהליך הדחיסה שלו ממושך יותר, וככל שכמות הנוזלים שאיבד גדולה יותר.

את הפחם כורים במכרות פתוחים, על ידי הרחקת הסלעים והאדמה שמעל למרבץ הפחם, או במכרות תת-קרקעיים, שבהם כורים את הפחם במעבה האדמה ומעלים אותו אל פני השטח. בעבר נעשתה רוב הכרייה במכרות פתוחים, ועם התפתחות הטכנולוגיה החלו לבצע את הכרייה במכרות תת- קרקעיים. במשך שנים רבות בוצעה עבודת הכרייה התת-קרקעית בתנאים קשים ומסוכנים. אירעו מקרים רבים של קריסת קירותיהם של המכרות, שנתמכו במוטות עץ וברזל, והם קברו תחתיהם את העובדים בתוך המכרה. העבודה מתחת לקרקע, ואפר הפחם באוויר, גם גרמו למחלות דרכי הנשימה אצל כורים רבים.

למרות הסכנה לחיי הכורים, גם כיום נכרה רוב הפחם בעולם בכרייה תת-קרקעית, אבל בימינו הכורים זוכים לתנאי בטיחות טובים יותר. כמו כן הכרייה מתבצעת באמצעות מכונות משוכללות, ולכן נחוץ מספר קטן בהרבה של כורים לביצוע העבודה. ואף על פי כן, עדיין מתרחשים אסונות במכרות פחם ברחבי העולם, בעיקר עקב התמוטטותם של קירות המכרה.

(בספר גרף:)

התפלגות הפקת הפחם בעולם, 2009 (לפי אזורים)

(בספר תמונה:)

מכרה פחם במדינת יוטה, ארה"ב – כריית הפחם מתבצעת מתחת לפני הקרקע, והפחם מובל אל פני השטח לעיבוד

*276*

הפחם נפוץ בעולם באזורים רבים ובכמות רבה. כיום מבחינים באזור המשופע בכמויות עצומות של פחם – אזור "רצועת הפחם", המשתרע מבריטניה דרך בלגיה, גרמניה, פולין, אוקראינה, סיביר ועד סין. מומחים מעריכים כי עתודות הפחם על פני כדור הארץ יספיקו לעוד 400 שנה לפחות. משום כך, בניגוד לנפט ולגז, מחירי הפחם יציבים, ולא נוסדו גופים בין-לאומיים המסוגלים לשלוט במחירו ובדרכי אספקתו.

בגלל העתודות הגדולות של הפחם, ובגלל המחיר הנמוך והיציב של מחצב זה, גבר השימוש בו ברחבי העולם בעשרות השנים האחרונות. בישראל הוקמה תחנת הכוח הראשונה המופעלת בפחם בחדרה, תחנת הכוח "אורות רבין". על הקמתה הוחלט אחרי משבר האנרגיה העולמי, בשנות ה-70 של המאה העשרים – בעקבות עליית מחירי הנפט, ובגלל העובדה שמרבית מקורות הנפט נמצאים במדינות עוינות. את כל כמות הפחם הדרושה לה, ישראל מייבאת ממדינות אחרות.

(בספר תמונה:)

(בספר תמונה של גשר)

מכרה פחם פתוח במונגוליה הפנימית, סין

הפחם והסביבה

בהשוואה בין מקורות האנרגיה השונים – בתהליך שריפת הפחם נפלטת הכמות הגדולה ביותר של פחמן דו-חמצני לאטמוספרה, והוא נחשב לסוג הדלק המזהם ביותר. לפיכך, על אף מחירו הנמוך של הפחם והעתודות הגדולות שלו, קיימת כיום מגמה כלל-עולמית לצמצם את השימוש בו ולעבור לשימוש באנרגיות חלופיות. אבל צמצום השימוש בפחם מחייב צמצום בצריכת חשמל, שכן הפחם משמש מקור אנרגיה מרכזי בתחנות הכוח, או תשלום גבוה יותר עבור החשמל המיוצר ממקורות חלופיים.

זאת ועוד: הכרייה במכרות הפתוחים היא, אמנם, זולה ויעילה מהכרייה התת-קרקעית, והיא אף בטיחותית יותר ממנה, אך היא פוגעת בצמחייה ובבעלי החיים המצויים בסביבת המכרה, והורסת מערכות אקולוגיות על פני שטחים נרחבים. זאת גם בגלל עבודת הכרייה עצמה, וגם בגלל הפיצוצים הנערכים כדי לחשוף את השכבות המתאימות לכרייה.

*277*

פצלי שמן (סלעים ביטומניים)

פצלי השמן הם סלעי משקע העשירים בחומר אורגאני המורכב מפחמימנים – תרכובות הבנויות מאטומים של פחמן ומימן. החומר האורגאני נקרא ביטומן, ולכן סלעים אלה מכונים גם "סלעים ביטומניים".

תהליך היווצרותם של פצלי השמן דומה בתחילתו לתהליך היווצרותו של הנפט. אלא שבפצלי השמן החומר האורגאני שבסלע – שמקורו בשרידים של יצורים וצמחים ימיים ממינים שונים, שהצטברו על קרקעית האוקיינוס – לא עובר את תהליך הדחיסה שהופך אותו לנוזלי, אלא נותר בתוך סלע המקור.

מפצלי השמן אפשר להפיק אנרגיה על ידי שריפה ישירה שלהם, או על ידי הפרדת החומר האורגאני מהם והפיכתו לדלק נוזלי – בתהליכים כימיים או על ידי חימום.

בהשוואה לנפט, לגז ולפחם, פצלי השמן נחשבים למקור אנרגיה פחות טוב. זאת בגלל העלויות הגבוהות של הכרייה ושל הפקת האנרגיה, בגלל מיעוט הטכנולוגיות המתאימות לניצול החומר האורגאני המצוי בסלעים, ובגלל ההשפעה של כרייתו ושל ניצולו על איכות הסביבה.

פיתוחים טכנולוגיים חדשים עשויים להגדיל את הכדאיות של המרת פצלי השמן לדלק, והעלייה המתמשכת במחירי הנפט הופכת את ההשקעה בפצלי השמן לרווחית. כדאי לדעת כי בעולם קיימים מאגרים רבים של פצלי שמן, שמרביתם טרם נוצלו. בישראל מפיקים פצלי שמן בנגב, מזרחית לדימונה, החל מראשית שנות ה-90. בישראל קיימים עוד מרבצים של פצלי שמן, ובעת כתיבת הספר נידונה האפשרות להפיק פצלי שמן באזור שפלת יהודה. אפשרות זאת מעוררת ויכוח קשה בין הצדדים הקשורים לעניין – אנשי אנרגיה וכלכלה, מול תושבי האזור ואנשי הגופים הירוקים.

(בספר תמונה:)

סלע המכיל פצלי שמן. הצבע הכהה יותר (בסלע שמימין), מעיד על תכולת פצלי שמן גבוהה יותר

אנרגיה גרעינית

כ-9 אחוזים מכלל האנרגיה המופקת כיום בעולם היא האנרגיה הגרעינית – האנרגיה הטמונה בגרעין האטום. גרעין האטום מורכב מפרוטונים ומנייטרונים, הקשורים זה לזה על ידי כוח שעוצמתו רבה. כאשר הם מופרדים זה מזה, משתחררת אנרגיה עצומה. את תהליך הביקוע של האטום מבצעים בכור גרעיני, המופעל באמצעות מוטות של אורניום או פלוטוניום – משאבים נדירים שכמותם הולכת ומצטמצמת, אם כי בקצב איטי מאוד. האנרגיה המופקת בתהליך ביקוע הגרעין מייצרת כמויות עצומות של חום. אנרגיית החום מוזרמת לדודי מים, המים מגיעים לטמפרטורות גבוהות, וכשהם רותחים נוצר קיטור אשר מפעיל טורבינות להפקת חשמל או מניע מנועים גדולים.

השימוש העיקרי באנרגיה הגרעינית הוא להפקת חשמל, וכחמישית מכלל החשמל בעולם מופק בתהליך ביקוע גרעיני. הפקת החשמל בדרך זאת מתבצעת בלמעלה מ-400 כורים גרעיניים, הנמצאים בכ-30 מדינות, רובן במדינות המפותחות.

*278*

האנרגיה הגרעינית והסביבה

עלותו של ייצור החשמל בתחנות הכוח הגרעיניות נמוכה מעלות ייצורו מפחם, והיא נחשבת לשיטה הזולה ביותר והנקייה ביותר לייצור חשמל. חסרונותיה של שיטה זאת קשורים לעוצמת האנרגיה המופקת ולשימוש בחומרים ובתהליכים מסוכנים:

- במקרה של תקלה בכור גרעיני, תאונה, התקפה מכוונת של מדינת אויב או פעולת טרור, צפויה סכנה לעובדים ופגיעה קשה באזור נרחב סביב הכור.

- הפסולת הגרעינית היא רעילה, מסוכנת ועמידה, וכדי למנוע זיהום, וגם כדי למנוע שימוש בה לצורך ייצור נשק מסוכן, יש לאחסן אותה באופן שימנע כל סכנה לדליפה. בכל שנה מיוצרים בעולם עשרות-אלפי טונות של פסולת גרעינית רדיואקטיבית, וכדי להיפטר ממנה חוצבים מנהרות אחסון מאובטחות בעומקם של הרים מבודדים. חלק ניכר של הפסולת הרדיואקטיבית מועבר לאחסון תמורת תשלום במדינות הפחות-מפותחות, וחלק קטן מאוד מועבר לקרקעית האוקיינוסים ואף לחלל.

בגלל הסיכונים הרבים הכרוכים בהפקת האנרגיה הגרעינית, בעולם המערבי כמעט שלא מוקמות תחנות כוח גרעיניות חדשות. הצונאמי שהציף את חופי יפן בעקבות רעידת האדמה הקשה שהתרחשה בה במארס 2011, גרם לפגיעה קשה ומסוכנת בכור הגרעיני שנמצא לא הרחק ממקום הרעידה. בגלל אסון קשה זה, והלחץ שמפעילות התנועות והמפלגות הירוקות, מיהרו כמה מדינות (למשל, גרמניה) להתחייב ולסגור את הכורים הגרעיניים שלהן בתוך פרק זמן קצוב. לעומת זאת במדינות כמו קוריאה הדרומית, סין, רומניה ורוסיה – כדי להתמודד עם צריכת החשמל הגוברת, נבנות תחנות כוח גרעיניות רבות. כורים אלה נבנים לפי תקנים מחמירים, המאפשרים דרגת בטיחות גבוהה.

*278*

משאבי האנרגיה המתחדשים

*278*

בסעיף הקודם דנו במשאבים המתכלים, ובעיקר הנפט, הגז והפחם, אשר השימוש הגובר בהם גורם לשתי בעיות מרכזיות בעולם: הם גורמים לזיהום האטמוספרה, והם מתכלים ויוכלו לשרת את אוכלוסיית כדור הארץ רק בעוד כמה עשרות שנים. על כן בשנים האחרונות מושקע מאמץ גדול בפיתוחם של משאבי האנרגיה המתחדשים – סוגים שונים של אנרגיה שמקורה בתהליכי טבע מתמשכים, אשר אינם מתכלים בעקבות השימוש בהם, ופגיעתם בסביבה קטנה. נדון בכמה ממשאבי האנרגיה המתחדשים.

אנרגיית השמש – אנרגיה סולארית

אנרגיית השמש (ובלעז: "אנרגיה סולארית"), היא אנרגיה שמקורה בקרינה ישירה המגיעה מן השמש אל כדור הארץ. קרינת השמש הפוגעת בחומרים שעל פני כדור הארץ, עוברת 3 סוגי תהליכים (וראו גם עמ' 74):

- בליעת קרינה – הקרינה נבלעת בחומר, והיא מעלה את הטמפרטורה שלו. בדרך כלל חומרים כהים בולעים כמות גדולה יותר של קרינה.

- החזרת קרינה – הקרינה הפוגעת מוחזרת חזרה, לדוגמה: משטח מתכתי מבריק מחזיר את מרבית הקרינה הפוגעת בו.

- העברת קרינה – כאשר הקרינה נתקלת בחומר שקוף היא עוברת דרכו, ויוצאת. בתוך החומר השקוף הקרינה נעה במהירות נמוכה ממהירותה באוויר, וחלים שינויים בכיוון הקרינה.

*279*

כדי לנצל את האנרגיה הטמונה בקרינת השמש לצורך ייצור חשמל, אפשר להשתמש הן בתהליך הבליעה והן בתהליך ההחזרה.

היכולת לנצל אנרגייה זאת תלויה בכמה גורמים:

א. המיקום על פני כדור הארץ – כפי שלמדנו ביחידה הראשונה של הספר (ראו עמ' 37) – המיקום, קו הרוחב הגאוגרפי, מכתיב את זווית הפגיעה של קרינת השמש: ככל שהמקום קרוב יותר לקו המשווה, כן זווית הפגיעה של הקרינה קרובה יותר לזנית (זווית פגיעה ישרה), וכמות הקרינה ליחידת שטח היא גדולה יותר. לפיכך, בקרבת קו המשווה כמות הקרינה שאפשר לנצל על כל יחידת שטח היא גדולה, וככל שמתרחקים מקו המשווה לכיוון הקטבים כן כמות הקרינה שאפשר לנצל קטנה.

ב. כמות האבק באטמוספרה – ככל שכמות האבק בסביבה קטנה יותר כן קטנה כמות האבק על הקולטים (המתקנים קולטי השמש), וגדלה האפשרות לנצל את הקרינה.

ג. מספר שעות האור ביממה, ומצב העננות – ככל שמספר שעות האור רב יותר וכיסוי העננים קטן יותר, כן גדלה כמות הקרינה שאפשר לנצל.

כדי לנצל את קרינת השמש לייצור אנרגיה, משתמשים כיום בשתי טכנולוגיות בעיקר:

- טכנולוגיה פוטו-וולטאית – טכנולוגיה המנצלת את תהליך הבליעה של קרינת השמש ומתבצעת באמצעות לוחות סולאריים – משטחים שעליהם בנויים במרוכז תאי שמש והם מוצבים במקומות חשופים כשהם נוטים לכיוון השמש. תאי השמש בנויים מחומרים מוליכי חשמל, ההופכים את אנרגיית השמש ישירות לאנרגיית חשמל.

- טכנולוגיה תרמו-סולארית – טכנולוגיה המנצלת את תהליך ההחזרה של קרינת השמש לאטמוספרה. טכנולוגיה זאת מתבצעת על ידי משטחי מראות, המחזירים את קרינת השמש בצורה מרוכזת לנקודה אחת, המוצבת בראש מגדל. הקרינה המרוכזת הופכת לאנרגיה של חום ויוצרת טמפרטורה גבוהה, המתורגמת לייצור חשמל באמצעות טורבינה.

(בספר תמונה:)

בישראל השימוש בקולטי השמש נפוץ כבר שנים רבות, ו-95 אחוזים מבתי האב בישראל משתמשים באמצעי זה לחימום מים. על פי החוק – כל בית חדש שנבנה חייב להיות מצויד בקולטי שמש. חשוב לשים לב כי הניצול הישיר של קרינת השמש לחימום חוסך, אמנם, אנרגיה רבה, אך אין בו ייצור חשמל

(בספר תמונה:)

מטה גוגל בקליפורניה, ארה"ב – גגות המבנים מכוסים בלוחות סולאריים, המפיקים את האנרגיה הדרושה לבנייני החברה

*280*

אנרגיית השמש בישראל

במשך שנים רבות היו כמה חברות ישראליות מהמובילות בעולם בפיתוח טכנולוגיות לניצול אנרגיית השמש. ואולם, מרבית המתקנים הסולאריים המייצרים חשמל, שפותחו על ידי חברות ישראליות, לא הוקמו בישראל שטופת השמש אלא במקומות אחרים ברחבי העולם.

בשנים האחרונות חל שינוי בהשקעות הקשורות לניצול אנרגיית השמש בישראל. כיום משקיעים הן בהקמת מתקנים קטנים, המותקנים על גגות רחבי ידיים ומייצרים חשמל שזורם לרשת החשמל הארצית, והן בהקמת חוות שמש (חוות סולאריות) על שטחים גדולים, בעיקר בדרום הארץ, שם הקרינה חזקה יותר והשטחים פנויים.

אנרגיית השמש והסביבה

לשימוש באנרגיית השמש יש יתרונות סביבתיים רבים, אך לאחרונה עולה התנגדות להקמת המתקנים הסולאריים, בשל המחיר הסביבתי שהם גובים.

המתנגדים מציינים את העובדה שכדי לייצר ולהוביל את הציוד המשמש למתקנים הסולאריים נצרכת אנרגיה רבה, והם מתריעים מפני פגעי הפסולת (הכרוכים בסילוק ציוד שהתבלה והחלפתו בחדש), ומפני הצורך בשטחים נרחבים להפקת אנרגיה בכמויות גדולות. לטענתם, שטחים אלה יתפסו את מקומם של שטחים פתוחים וקרקע חקלאית, ויפגעו בערכי הנוף.

(בספר תמונה:)

תחנת הכוח הסולארית בקיבוץ סמר בנגב, ישראל – משטחי המראות הקולטים את קרינת השמש מחזירים אותה אל המגדל הצהוב, ומשם אל הטורבינה

אנרגיית הרוח

השימוש באנרגיית הרוח היה קיים כבר בתקופות קדומות של ההיסטוריה לצרכים שונים – לטחינת גרגירי החיטה לקמח, לשאיבת מים ולניסור עצים. הדרך להפיק אנרגיה מן הרוח היא על ידי המרת התנועה של הרוח לאנרגיית חשמל. הרוחות שאפשר לנצלן כמקור לאנרגיה הן רוחות המנשבות בגובה נמוך מ-100 מ' מעל לפני הקרקע. כדי לנצל רוחות כאלה מקימים מתקנים מיוחדים – טורבינות רוח – באזורים חשופים ונרחבים, שבהם נושבות רוחות חזקות בתדירות גבוהה. גובהן של טורבינות הרוח כמה עשרות מ' מעל לפני הקרקע, ובראשן בנויים להבים. הרוח מניעה את הלהבים שמסתובבים בקצב התלוי בעוצמת הרוח, והם בנויים כך שהם מתמקמים תמיד בניצב לכיוון הרוח. תנועת הלהבים מניעה גנרטור (מנוע), המייצר חשמל.

כאחוז אחד מכלל צריכת החשמל העולמית יוצר בשנת 2007 באמצעות אנרגיית הרוח – בעיקר בארה"ב, במדינות אירופה השוכנות לחוף האוקיינוס האטלנטי (דוגמת פורטוגל), ובסין. צופים כי העלות הנמוכה של ייצור אנרגיה מרוח תביא לעליית היקף ייצור האנרגיה ממקור מתחדש זה, וכן לשיפור החומרים לייצור הלהבים, לפיתוח להבים המשנים את צורתם בהתאם לתנאי הרוח, ולבניית חוות רוח על גבי רפסודות ענקיות בים. בישראל פועלות חוות של טורבינות רוח ברמת הגולן ובגלבוע. בשנים הקרובות יוקמו בארץ חוות רוח נוספות, במקומות שבהם עוצמת הרוח וכיוונה מתאימים.

אמנם הפקת האנרגיה מהרוח אינה גורמת לזיהום כלשהו, אבל גם לייצורה של אנרגיה זאת יש השפעה על הסביבה, שכן חוות הרוח תופסות את מקומם של שטחים פתוחים רחבי ידיים.

(בספר תמונה:)

חוות רוח ברמת הגולן, ישראל

*281*

אנרגיית המים – אנרגיה הידרואלקטרית

אנרגיית המים (ובלעז: אנרגיה הידרואלקטרית) היא אנרגיית חשמל המופקת מתנועת מים הנופלים ממקום גבוה למקום נמוך יותר. כבר בעת העתיקה השתמשו בני האדם במי הנהרות כמקור ליצירת אנרגיה, למשל כדי להניע את הגלגל אשר שימש לסיבוב אבני הריחיים הטוחנות את הקמח. בימינו מייצרים אנרגיה הידרואלקטרית על ידי בניית סכר העוצר את זרימת הנהר ויוצר מאגר מים. ממקום המאגר המים נעים מטה באופן מבוקר, ובתנועתם הם מפעילים טורבינות לייצור חשמל.

ייצור החשמל בכוח המים נפוץ במדינות הרריות וגשומות, שזורמים בהן נהרות עשירים במים, לדוגמה: סכר איטייפו על נהר פרנה באמריקה הדרומית (בגבול ברזיל-פרגוואי). סכרים רבים אחרים מוקמים במדינות שאינן גשומות, אך עובר בהן נהר גדול שמקורותיו באזורים גשומים, לדוגמה: סכר אסואן במצרים נבנה על נהר הנילוס והוא מנצל הפרש גבהים של 130 מ' לייצור חשמל, אך מקורותיו באזורים ההרריים של אתיופיה. יש מדינות שחלק גדול מהאנרגיה שלהן – מקורו הידרואלקטרי. במיוחד בולטת בכך נורווגיה, ש-99 אחוזים מכמות האנרגיה המיוצרת בה מופקת בשיטה זאת (על אף שהיא מפיקת הנפט ויצואנית הנפט הגדולה באירופה). גם בסין – שיעור גבוה יחסית מהחשמל מיוצר על ידי כוח הידרואלקטרי.

בישראל הוקם בתחילת שנות ה-40 של המאה העשרים מפעל הידרואלקטרי בנהריים שבעמק הירדן. מקים המפעל היה פנחס רוטנברג. בשנים שלאחר הקמתה הפיקה תחנת הכוח שבנהריים חשמל בכוחם של מימי הירדן בכמות שהספיקה לכל אזור הצפון, עד לעיר חיפה ועד לעיר אירביד וסביבתה בצפון ירדן. במהלך מלחמת העצמאות נכבשה תחנת הכוח בידי חיילים עיראקים, ונהרסה.

האנרגיה ההידרואלקטרית והסביבה

הפקת החשמל באמצעות אנרגיה הידרואלקטרית אינה גורמת, אמנם, לזיהום האוויר או לפליטת גזי חממה, אך הקמת הסכרים גובה מחיר אנושי ואקולוגי:

- סכירת הנהר גורמת להצפה של שטח גדול מאחורי הסכר, גם באזורים מיושבים, ולא אחת בניית הסכרים מחייבת פינוי התושבים מבתיהם. לעתים מדובר בפינוים של מיליוני תושבים!

- סכירת המים משנה את משטר הזרימה בנהר, ומונעת אספקה של מים וסחף במורדו. ומאחר שהסחף נושא עמו גם חומרים העשירים בחומר אורגאני, ובכך משפר את איכותם של הגידולים בשטחים החקלאיים הסמוכים לנהר – עצירתו מחייבת את החקלאים במורד הנהר להגביר את השימוש בדשנים כימיים, ואלה עלולים לזהם את מי התהום.

(בספר גרף:)

העלייה בייצור אנרגיה הידרואלקטרית בעולם בין 1973 ל-2008 (לפי אזורים)

(בספר תמונה:)

תחנת הכוח בנהריים בצילום משנת 1933, כשנה לאחר שהחלה לפעול

*282*

- איגום המים לצורך השימוש בהם במפעלים ההידרואלקטריים מחייב שימוש בשטחים פתוחים רחבי-ממדים, וגורם להרס של מערכות אקולוגיות נרחבות, הן באזור האיגום והן במורד הנהר.

- כמות גדולה מן המים הנאגמים במאגר, מתאדה. כך הולכות לאיבוד כמויות מים גדולות שחשיבותן רבה, בעיקר באזורים הצחיחים ובאזורים הצחיחים-למחצה.

- כאשר סכירת המים מתבצעת במעלה הנהר, היא עוצרת חלק מזרימת המים אל המדינות הנמצאות במורד הנהר ועלולה לעורר מתחים וסכסוכים בין המדינות.

- הפקתה של אנרגיה הידרואלקטרית מתבצעת בדרך כלל באזורים מרוחקים ממרכזי אוכלוסייה, והובלתה אל הצרכנים היא יקרה מאוד.

- במקרה של רעידת אדמה, תקלה או חבלה מכוונת, העלולה לגרום לקריסת הסכר ובעקבותיו להצפה של שטחים עצומים – הסכרים עלולים להוות איום.

למעלה ממחצית הנהרות הגדולים בעולם סכורים כדי שיהיה אפשר לייצר מהם חשמל ולאגם את מימיהם לצורכי השקיה. הקשיים הנובעים מהקמת הסכרים הביאו להקמת ועדה מטעם הבנק העולמי, וזו בחנה את יעילותם של סכרים אלה בייצור חשמל, באספקת מי השקיה ובמניעת שיטפונות. מסקנות הוועדה היו כי יש לבדוק היטב את היתרונות ואת החסרונות של בניית סכר חדש, ובמקרה של סיכון גבוה מדי, לנסות ולמצוא חלופה.

(בספר שתי תמונות:)

סכר שלושת הערוצים בסין ממוקם באזור שבו מצטרפים שני נהרות גדולים אל נהר היאנג-צה (צ'יאנג-ג'יאנג). ההצפה של האגם מאחורי הסכר (על פני כמיליון קמ"ר!) חייבה את פינוים של מיליוני בני אדם, תושבי העיירות והכפרים בסביבה. בניית הסכר גם גרמה להיעלמותו של אחד האזורים היפים בסין, העשיר באתרים ארכאולוגיים ייחודיים ובמגוון עצום של בעלי חיים וצמחים, אל מתחת למים. בתמונות: צילומי לוויין של האזור – לפני בניית הסכר, ולאחר הקמתו

אנרגיה גאותרמית

מקורה של האנרגיה הגאותרמית הוא בחום הפנימי של כדור הארץ. היא מגיעה מחלקיו הפנימיים של כדור הארץ אל פני כדור הארץ – בהתפרצויות של הרי געש, של גייזרים ושל מעיינות מים חמים.

אנרגיה גאותרמית אפשר לנצל כאשר תא מגמתי נמצא קרוב לפני השטח, ומי התהום שנאגרו סמוך אליו קולטים את החום הנפלט ממנו ומתחממים. הקיטור הנוצר מהתחממות המים מפעיל טורבינות לייצור חשמל.

המגבלה הגדולה של מקור אנרגיה נקי זה היא העובדה שאפשר לייצרה רק באזורים מעטים בעולם – האזורים שבהם קיימת אנרגיה גאותרמית זמינה. אחת המדינות הבולטות בשימוש באנרגיה זאת היא איסלנד (שכמחצית מצורכי האנרגיה שלה מסופקים ממקורות גאותרמיים), וכן ארה"ב, טורקיה וניו-זילנד.

(בספר תמונה:)

תחנת כוח המפיקה חשמל מאנרגיה גאותרמית באיסלנד

*283*

ביו-אנרגיה

המושג ביו-אנרגיה מצביע על שימוש באנרגיה שמקורה בביומסה – חומר אורגאני, כלומר, חומר מהחי ומהצומח. 15 אחוזים מצריכת האנרגיה בעולם מופקים בדרך זאת. עיקר השימוש בה נעשה בדרך של ניצול ישיר של בעירת חומר צמחי (בעיקר עץ), וזאת בייחוד במדינות הפחות-מפותחות ובמדינות התת-מפותחות. חלק קטן של השימוש באנרגיה זאת מתבצע בהפיכת החומר האורגאני למקור אנרגיה. ניצול הביומסה לייצור אנרגיה אפשרי בכמה דרכים:

- על ידי שימוש בסוגי דלק שונים, שאותם ניתן להפיק ממספר רב של צמחי מאכל: סויה, קנולה, קוקוס, תירס, בוטנים, קנה סוכר ועוד. עלות ההפקה של ליטר דלק באמצעי זה נמוכה מעלות ההפקה של דלק מנפט, אך הוא אינו דליק כמו הדלק המופק מהנפט. הבעיה העיקרית בשימוש בצמחי המאכל להפקת דלק היא בכך שגידולים אלה אינם זמינים להפקת מזון, ובכך הם עלולים להקטין את כמויות המזון הזמינות לאוכלוסייה, וזאת בעיקר במדינות הפחות-מפותחות.

- על ידי שימוש בדלק המופק מאצות. באצות טמון פוטנציאל גדול להפקת מזון ולהפקת דלק: החלבון שבאצות יכול לשמש לייצור מזון לבני האדם ולבעלי החיים, והפחמימות והשומן שבאצות – לייצור דלק. האצות גדלות מהר, ולצורך גידולן נחוצים רק מים, אור השמש ופחמן דו-חמצני. המים הנדרשים לגידולן יכולים להיות מי ים או מים מאיכות ירודה, והן צורכות כמות גדולה של פחמן דו- חמצני מן האטמוספרה. כיום נערכים בנושא האצות מחקרים וניסויים רבים, ויש חוקרים הטוענים כי בעתיד הלא רחוק ישמשו האצות מקור מרכזי לאנרגיה.

- על ידי ניצול תהליך הריקבון של חומרים אורגאניים להפקת גז, למשל במטמנות של פסולת. גז המתאן המתנדף במטמנות הוא דלק ששריפתו משמשת לחימום מים לקיטור המסובב טורבינה לייצור חשמל. במזבלת חירייה בגוש דן מפיקים מהפסולת את גז המתאן, ומובילים אותו בצינורות לשימוש במפעל הקרוב.

- על ידי שריפה ישירה של חומר צמחי, כתחליף לשריפת הדלקים המאובנים. במקומות שונים בעולם וגם בישראל – בשנים האחרונות החלו להפיק אנרגיה מאצות מיובשות, מגזם יבש (למשל, גזם של תמרים או של קני סוכר, שהם למעשה פסולת חקלאית), וכן מעצים שונים, שמגדלים אותם למטרה זאת. ברבות מתחנות הכוח בעולם הפועלות באמצעות פחם, שורפים חומר צמחי המחליף חלק מן הפחם. החיסרון של שיטה זאת נעוץ בפליטה של פחמן דו-חמצני לאוויר בעת השריפה, אם כי השפעת הפליטה של גז זה לאטמוספרה פוחתת מפני שבעת גידולו הצמח משתמש בו בתהליך הפוטוסינתזה.

(בספר תמונה:)

שדה של צמחי במבוק בבריטניה, ששריפתם משמשת לייצור אנרגיה

*284*

משאבי אנרגיה – תחזית לעתיד

*284*

מאז אמצע המאה ה-19 ועד ימינו, ראשית המאה ה-21, גדל מאוד השימוש באנרגיה והוא הפך לצורך הכרחי במרבית הפעילויות של המין האנושי. הגידול באוכלוסיית העולם, הגידול בפעילות הכלכלית והחברתית, השימוש הגובר באמצעי התחבורה, בייצור החשמל ועוד – כולם צורכים אנרגיה המיוצרת בעיקרה ממקורות האנרגיה המתכלים: הנפט, הגז, הפחם. כיום כבר אין ספק כי יש לפעול להכנסת שינויים ממשיים במערכות הפקת האנרגיה בעולם, להפחית את ממדי הפגיעה הסביבתית וזיהום האוויר שהן מייצרות, ולצמצם את השינויים שהן יוצרות באקלים הגלובאלי. אך המעבר למקורות אנרגיה אחרים, ידידותיים יותר, ולהפחתה בשימוש באנרגיה בכלל, כרוך בקשיים רבים הן בחברת השפע של המדינות המפותחות והן בתנופת הפיתוח של המדינות הפחות-מפותחות:

א. עלויות הפיתוח של טכנולוגיות ותשתיות חדשניות, הפולטות כמות נמוכה של פחמן דו-חמצני וגזי חממה אחרים, הן גבוהות. נדרשת השקעה גדולה גם בהכנסת הטכנולוגיות החדשות לשימוש, ובשילובן בכל תחומי החיים: בתעשייה, במערכת התחבורה, בבנייה, בניהול משק המים, בתכנון העירוני, בחיי היום-יום ועוד. ממשלות, ארגונים, חברות רב-לאומיות, מפעלים וחברות כלכליות אינם יכולים, או אינם מעוניינים, לממן עלויות אלה.

ב. חלק מהמדינות הפחות-מפותחות נמצאות בעיצומם של תהליכי פיתוח מואצים, והן מעוניינות להשלים במהירות את הפערים ברמת החיים של תושביהן. כדי להשלים את הפערים, מדינות אלה צורכות כמויות גדולות של אנרגיה מתכלה. ההשקעה במעבר לשימוש באנרגיות מתחדשות נתפס בעיני ממשלותיהן כעיכוב בתהליך פיתוחן, ולכן הן אינן ממהרות לעבור לשימוש באנרגיות אלה.

ג. השימוש בטכנולוגיות החדשות ובמקורות האנרגיה המתחדשים עלול לגרום לתוצאות שליליות ולנזקים סביבתיים, למשל: הקטנת השטחים המשמשים לצרכים חשובים אחרים כמו חקלאות, שטחים פתוחים, שמורות טבע וכדומה; פגיעה במערכות האקולוגיות על פני שטחים נרחבים; פגיעה בחלק ממקורות המזון, אלה המופנים לייצור אנרגיה; ייצור פסולת רבה של חלקי מתקנים היוצאים משימוש, ועוד.

כפי שציינו בסקירת נושא ההתחממות הגלובאלית (ראו יחידה 2, פרק ו), התחזיות ביחס לשימוש במקורות האנרגיה משתנות בהתאם למידת השינויים שיובילו הממשלות ומקבלי ההחלטות בעולם, ובהתאם להתפתחותן של הטכנולוגיות הקשורות לאנרגיה המתחדשת. בשתי הדיאגרמות שלפניכם תוכלו לבחון שתי תחזיות לשנת 2030, שכל אחת מהן מתייחסת לניהול שונה של משאבי האנרגיה בעולם.

(בספר גרף:)

התפלגות דרישות האנרגיה בשנת 2030 – 2 תחזיות לעתיד (לפי סוגי המקורות)

1. תחזית המתבססת על שינוי במשק האנרגיה בעולם – שימוש מוגבר באנרגיות מתחדשות והורדת הצריכה

2. תחזית המתבססת על המשך ההתנהלות של משק האנרגיה בעולם כפי שהיא כיום

*285*

מבזק סיכום

- משאבי האנרגיה המתכלים הם הדלקים המאובנים (דלקים פוסיליים), ובהם הנפט, הגז הטבעי, פחם האבן ופצלי השמן. בקבוצת משאבים זאת נכללת גם האנרגיה הגרעינית. קצב ההיווצרות של המשאבים המתכלים הוא ממושך מאוד – מיליונים רבים של שנים.

- משאבי האנרגיה המתחדשים הם מקורות אנרגיה המבוססים על תהליכים המתחדשים כל העת, בקצב שעולה על קצב השימוש בהם. בהם: קרינת השמש (אנרגיה סולארית), אנרגיית הרוח, אנרגיית המים (אנרגיה הידרואלקטרית), אנרגיה שמקורה במאגר החום הפנימי של כדור הארץ (אנרגיה גאותרמית), ואנרגיה המופקת ממקור ביולוגי (ביו-אנרגיה).

- הדלקים המאובנים גורמים לפגיעה סביבתית קשה, בעיקר בגלל פליטת גזי חממה.

- השימוש באנרגיה מתחדשת גורם לפגיעה מועטה יחסית בסביבה, אף כי הפקת האנרגיה ממקורות אלה היא יקרה.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*285*

1. מה הן הסיבות העיקריות לעלייה בצריכת האנרגיה בעולם?

2. היעזרו בדיאגרמות שבעמ' 269:

א. באילו אזורים בעולם חלה עלייה ניכרת בצריכת האנרגיה בין 1973 ל-2008?

ב. שערו ממה נובעת העלייה בצריכת האנרגיה באזורים אלה.

3. תארו את התנאים ההכרחיים להיווצרות הנפט וללכידתו במלכודת.

4. שערו מהי הסיבה המרכזית לצריכת הנפט הגבוהה ב-4 המדינות יבואניות הנפט הגדולות בעולם.

5. א. הסבירו את ההבדלים בין תפרוסת המדינות המייצרות והמייצאות נפט, לבין תפרוסת המדינות המייבאות נפט.

ב. מה הן ההשלכות הנובעות מהבדלים אלה?

6. עיינו בגרף השינויים במחירי הנפט (עמ' 272). בדקו במקורות שונים ומצאו אילו 3 אירועים בין-לאומיים התרחשו בעת ובעונה אחת עם עליית מחירי הנפט.

7. פרטו שני נימוקים בעד הרחבת השימוש בגז הטבעי להפקת אנרגיה בתחנות כוח בישראל.

8. כותר בישראל התקיים דיון סוער בנוגע להיקף התמלוגים שהמדינה זכאית לקבל תמורת הפקת הגז מהמאגרים שנמצאו בים התיכון.

א. כתבו טענה אחת של אלה הטוענים כי יש להגדיל את התמלוגים למדינה, וטענה אחת של אלה הטוענים כי יש להשאיר תמלוגים גבוהים בידי החברות.

ב. הביעו את דעתכם.

היעזרו במידע המופיע במקורות מידע שונים. תוכלו להיעזר גם בקישורים המופיעים בגרסת הספר בכותר.

*286*

9. כותר בישראל מתקיים זה שנים אחדות ויכוח בנוגע להקמת תחנת כוח נוספת שתופעל באמצעות פחם בשילוב עם גז, בעיר אשקלון. קראו את המאמר הסוקר את העמדות של משרד התשתיות וחברת החשמל, מול העמדות של המשרד להגנת הסביבה והארגונים הירוקים. כתבו בקיצור 2 נימוקים, החשובים ביותר בעיניכם, של כל צד בסוגיה זאת. ציינו איזה מן הנימוקים נראה לכם החשוב ביותר – הנימוק שעל פיו תתמכו בצד זה או אחר.

10. כותר בחבל עדולם, באזור שפלת יהודה, מצוי מאגר גדול של פצלי שמן בעומק הקרקע, ויזמים מבקשים להפיק ממנו אנרגיה. התושבים, אנשי מושבים וקיבוצים, וכן גופים ירוקים, מתנגדים לכך בטענה כי הפגיעה הסביבתית תהיה גדולה ביותר.

א. חפשו מקורות מידע על חבל עדולם ועל היתרונות הסביבתיים שלו. קראו את העמדה של משרד התשתיות ואת עמדת הירוקים (המופיעה באתר האינטרנט של "אדם טבע ודין").

ב. ציינו שני נימוקים של כל צד בסוגיה זאת.

ג. האם הייתם תומכים בפרוייקט זה? הסבירו את עמדתכם.

11. הציגו 2 יתרונות ו-2 קשיים הכרוכים בהפקת אנרגיה באמצעות השמש בישראל.

12. מצאו בפרק ובמקורות נוספים 5 סכרים גדולים.

א. מצאו באטלס וכתבו באיזו מדינה נמצא כל סכר, ועל איזה נהר הוא הוקם. אם אפשר, הוסיפו תמונה.

ב. מצאו נתונים ותארו בקצרה את האפשרויות ההידרואלקטריות שהסכר נותן, ואת מגבלותיו.

ג. דרגו את הסכרים מהגדול ביותר ועד לקטן ביותר.

13. הדרכים השונות להפחתת השימוש באנרגיה מתכלה ומזהמת נתקלות בקשיים:

א. בחברת השפע של המדינות המפותחות. הסבירו מדוע.

ב. בתנופת הפיתוח של המדינות הפחות-מפותחות. הסבירו מדוע.

14. עיינו בדיאגראמות שבעמ' 284, ופרטו את ההבדלים העיקריים בין שתי התחזיות של צריכת האנרגיה בשנת 2030.

15. מנו את הקשיים שהמדינות הפחות-מפותחות נתקלות בהם בשילוב טכנולוגיות לניצול אנרגיה מתחדשת.

*287*

פרק ד – המחצבים

*287*

המחצבים הם חומרים טבעיים (נחושת, ברזל, חרסית, גבס ואחרים), המצויים במקומות שונים בקרקע או בים בריכוז מוגבר, ואשר יש להם ערך כלכלי, שכן האדם מנצל אותם לצרכיו. רוב המחצבים משמשים כחומרי גלם בתעשייה. כך, למשל, הברזל משמש לבניית חלקי מכונות, הזהב משמש לייצור תכשיטים, והחרסית – לייצור מוצרי קרמיקה. כמו מקורות האנרגיה המאובנים (נפט, גז ופחם), גם המחצבים הם משאבי טבע מתכלים.

הפקת המחצבים נעשית על ידי כרייה או חציבה. המחצבים מצויים בסלעים בתרכובות שונות, ולכן בדרך כלל אי אפשר להשתמש בהם בצורתם הטבעית אלא יש לבצע תהליכים שונים, שיהפכו אותם לחומרי גלם. המחצבים המצויים בסלע בריכוז גבוה, ואשר אפשר לנצלם ניצול כלכלי, נקראים "בצר". בשם "עפרה" מכנים סלע או מחצב שאפשר להפיק ממנו מתכת.

כבר בשחר ההיסטוריה השתמשו בני האדם במחצבים לצרכים שונים. בתחילה השתמשו בעיקר בסוגי האבן השונים, כדוגמת אבני הצור, וייצרו מהם כלי עבודה. בתקופות מאוחרות יותר התפתח השימוש בחרסיות השונות לייצור כלי קרמיקה, וכשגילו בני האדם את יתרונותיהם של הברזל והנחושת, הם החלו להפיק ולעבד מתכות אלה ולייצר מהם כלים רבים ומגוונים, כדוגמת כלי עבודה וכלי נשק.

בימינו, עם הגידול באוכלוסיית העולם, התפתחות הטכנולוגיה והעלייה ברמת החיים, גובר השימוש במחצבים כחומרי גלם למוצרים רבים, ותוך כדי כך מתפתחות ומשתכללות יכולות האיתור, הכרייה וההפקה שלהם. קיומם או היעדרם של מחצבים יכול להשפיע על עושרן ועל מעמדן של מדינות בעולם מבחינות רבות. (עוד על ניצול המחצבים במדינות שונות – ראו פרק ה.)

המחצבים הם משאבים שכמותם מוגבלת והם עלולים להתכלות, ומאחר שתהליכי ההפקה שלהם, הובלתם ועיבודם, גורמים לפגיעה בסביבה ומגבירים את כמותם של גזי החממה באטמוספרה, יש להשתמש בהם באופן מושכל.

מידת הכדאיות הכלכלית של כריית המחצבים תלויה רבות בתהליכים כלכליים המתרחשים בעולם, והיא משתנה מעת לעת, לדוגמה: לעתים הביקוש למתכת מסוימת גובר בגלל שימושים חדשים שנמצאו לה בעקבות התפתחות טכנולוגית, ואז מחירה בשוק עולה; במקרה כזה משתלם לכרות את המתכת גם אם היא נמצאת בעומק רב או בריכוז נמוך. ועוד דוגמה: תנופת פיתוח של אזורים מסוימים בעולם מגבירה את הביקוש למחצבים שונים, כמו ברזל לבנייה. קיימים גם מצבים הפוכים: משבר כלכלי, עולמי או אזורי, עשוי לגרום לירידת מחירים ולאיבוד הרווחיות של מחצבים שונים.

נהוג למיין את המחצבים לשני סוגים: מחצבים המשמשים כחומרי גלם להפקת מתכות, ומחצבים המשמשים כחומרי גלם לדשנים, לתעשייה הכימית ולבנייה. נבחן שני סוגי מחצבים אלה.

(בספר תמונה:)

עפרת נחושת בסלע מאזור מכרות הנחושת של תמנע בנגב

(בספר תמונה:)

תצלום מראשית המאה העשרים – מחפשי זהב בקוראה מסננים את המים כדי למצוא בהם גרגירי זהב שנסחפו בזרם

*288*

חומרי גלם להפקת מתכות

*288*

בימינו בני האדם צורכים מיליוני טונות של מתכות שונות ומייצרים מהם מוצרים רבים, בסדרי גודל שונים – מכלי עבודה ורכיבים למכשירי אלקטרוניקה מגוונים ועד מכוניות, מטוסים ואף בתים. המתכות המוכרות לנו מחיי היום-יום הן הברזל, האלומיניום, הנחושת, הזהב והכסף, אך מספרן של המתכות הנמצאות בשימוש גדול הרבה יותר, לדוגמה: הפלטינה והטיטניום, המשמשות במגוון עצום של מוצרים – החל בציפוי חלליות ועד קוצבי לב; הטונגסטן – מתכת המשמשת בנורות להט, ועוד.

ההיווצרות והתפרוסת של עפרות המתכת

המרבצים המכילים עפרות מתכת נוצרים בתהליכים גאולוגיים מורכבים. מרבצים גדולים של זהב, ניקל, נחושת (וגם של יהלומים, שאינם שייכים לקבוצת המתכות), מצויים בשטחי יבשה עתיקים מאוד מבחינה גאולוגית, בני מאות-מיליוני שנים, באפריקה, באמריקה הדרומית, בקנדה, באוסטרליה ובסיביר.

אזורים אחרים העשירים בעפרות מתכת הם אזורים שהתרחשה בהם בעבר הגאולוגי תנועה של התנגשות בין לוחות טקטוניים ותנועה של פתיחה בין הלוחות (ראו עמ' 156-152). גם כיום מתרחשים תהליכים כאלה באזורים שונים בעולם, אך תהליך היווצרות המתכות הוא ממושך ומורכב ביותר.

מרבצי מתכות יכולים להצטבר גם במקומות מרוחקים ממקום היווצרותם – על ידי תהליכים של בליה, של הסעה ושל השקעה, לדוגמה: סלעים המכילים עפרות מתכת מתבלים, נשטפים ונסחפים על ידי מים. המינראלים העשירים במתכות עמידים לתהליכי הבליה והם שוקעים ומצטברים בסוף התהליך בעמקי הנהרות.

תהליכי ההיווצרות של עפרות המתכת שהזכרנו, ותהליכים מורכבים אחרים, גורמים לריכוז גבוה של עפרות מתכת במקומות מסוימים על פני כדור הארץ. משום כך תפרוסת המחצבים במקומות שונים ברחבי העולם אינה אחידה.

(בספר מפה:)

תפרוסת המחצבים העיקריים בעולם, 2009

*289*

מחחצבים מתכתיים – איתור, כרייה, הפקה

עפרות המתכת הן סלעים עשירים במינראל מתכתי מסוים, המופיע בסלעים עם מינראלים נוספים. כדי להגיע למצב שבו המתכת יכולה לשמש כחומר גלם למוצר כלשהו, יש לבצע תהליך ממושך: תחילה יש לאתר מקום שיש בו ריכוז גבוה של עפרת מתכת, לאחר מכן יש לכרות את העפרה, ולבסוף יש להפיק מן הסלעים האלה את המינראל המתכתי המבוקש בצורה המתאימה לשימושו. נרחיב על כל אחד מהתהליכים האלה.

איתור

תהליך האיתור מתחיל בסקר הבודק נתונים גאולוגיים שונים (סוגי הסלעים, הרכבם, המבנים הגאולוגיים וכדומה). סקר זה מתבצע על שטח גדול מאוד, בן מאות ואף אלפי קמ"ר, ואם קיים סיכוי שיימצאו במקום שכבות סלע עשירות בעפרות מתכת, מצמצמים את שטח הבדיקה. בשלב הסופי ממקדים את החיפוש בשטחים של כמה קמ"ר ושם קודחים לעומק, מוציאים מן הסלעים דגימות, ואלה נבדקות בצורה מפורטת.

כאשר בעקבות הסקרים מוצאים סלעים עשירים בעפרות מתכת, עוברים לשלב בדיקת הכדאיות הכלכלית של כריית הסלעים האלה. השיקולים בבדיקה כזאת כוללים נתונים על כמות העפרות ועל ריכוזן בתוך הסלע, על עלויות הכרייה וההובלה ועל מחיר המתכת בשווקים בעולם.

כרייה

מכיוון שבני האדם כורים מחצבים זה אלפי שנים – במקומות שבהם הייתה הכרייה אינטנסיבית לאורך הדורות, הם מתדלדלים בכמותם. העלייה בביקוש למחצבים מלווה בשכלול הטכנולוגיות המשמשות לאיתורם ולכרייתם. בעיקר השתכללו הטכנולוגיות המאפשרות לכרות את המתכות בשכבות סלע עמוקות או באתרים שהגישה אליהם קשה.

נהוגות שתי שיטות כרייה:

- כרייה פתוחה – המחצב נכרה במכרה פתוח, שבו שכבות הסלע המכילות אותו מצויות על פני השטח או שהן קרובות לפני השטח. באמצעות פיצוצים המבוצעים בסלעים ושימוש בציוד מכני כבד, מסירים את הקרקע ואת שכבות הסלע העליונות, שאינן מכילות את העפרה, ולאחר מכן מתחילים בכרייה.

- כרייה תת-קרקעית – כורים את עפרת המתכת במכרה תת-קרקעי, שבו שכבות הסלע המכילות אותה מצויות בעומק הקרקע. בשיטה זאת חופרים פירים אנכיים או מנהרות ומגיעים באמצעותם לשכבות הסלע המכילות את עפרת המתכת, ואז מתחילים לכרות את הסלעים המכילים אותו. גם בשיטה זאת משתמשים בפיצוצים לריסוק הסלעים, אך פיצוצים אלה נעשים תוך בקרה מתמדת, כדי לא לגרום נזק למנהרות במעמקי המכרה.

(בספר תמונה:)

מכרה אורניום פתוח בצפון-מזרח סיביר, רוסיה

*290*

הפקה

לאחר הכרייה מובילים את שברי הסלע המכילים עפרות מתכת אל מקום ההפקה. בתהליך ההפקה מפרידים בשיטות שונות את המינראל המכיל מתכת מן מינראלים אחרים המצויים בסלע. שיטה אחת להפקת מתכות מתבצעת באמצעות מגנט המפריד את מינראלי המתכת מן המינראלים אחרים. אבל במרבית המקרים משתמשים בשיטות אחרות, שבראשיתן גורסים וטוחנים את הסלעים, עד שמתקבלים גרגירים קטנים בגודל אחיד. ההפרדה בין הגרגירים המכילים את המינראלים הרצויים לבין הגרגירים המכילים את המינראלים הלא רצויים יכולה להיעשות בשתי שיטות. בשיטה אחת מוסיפים מים לתערובת הסלעים הטחונים, וכך הגרגירים המורכבים ממינראלים מתכתיים, שהם כבדים, שוקעים מהר יותר ומצטברים בקרקעית מכל השיקוע. בשיטה אחרת מוסיפים לתערובת של הסלעים הטחונים חומרים כימיים מיוחדים, המתרכבים עם גרגירי המינראל המתכתי. את התרכיזים של המינראל המתכתי אוספים ומעבירים לשלב ההפקה הסופי.

מאפייני המתכות העיקריות בעולם

המתכת, תכונות, שימושים עיקריים, מקומות כרייה והפקה, מקומות צריכה, עתודות

זהב, מתכת אצילה, נדירה, עמידה, רכה ונוחה לעיבוד, מוליכה חשמל, בעלת ברק מיוחד, ייצור תכשיטים וחפצים טקסיים; ייצור רכיבים בתחום המחשבים והתקשורת; ציפוי שיניים; הכנת מטבעות וגביעים; אמצעי לצבירת הון, דרום אפריקה, מרכז אפריקה, ארה"ב, רוסיה, אוסטרליה, בעיקר במדינות המפותחות שבאמריקה ובאירופה, למעלה משליש מעתודות הזהב בעולם מצויות בדרום אפריקה.

ברזל ופלדה, הברזל – מוליך חום; נוח לעיבוד כשהוא מחומם; קשיח מאוד במצב מוצק; יוצר חלודה ומתפורר, ולכן יש להגן על מוצרי הברזל באמצעות צביעה או ציפוי. הפלדה – ברזל עם כמות קטנה של פחמן ומתכות נוספות. קשיח יותר מברזל, הברזל – חיזוק יסודות של מבנים; ייצור חלקי מכונות וכלי רכב; ייצור חלקים של מחוללי חשמל בתחנות כוח; ייצור כלי נשק, כלי עבודה ועוד. הפלדה – הקמת שלדי בניינים, גשרים ומסילות רכבת; ייצור גופי ספינות; ייצור ברגים ומסמרים, ועוד, רוסיה ומדינות בריה"מ לשעבר, ברזיל, סין, אוסטרליה, הודו, ארה"ב, קנדה, סין, רוסיה, יפן, ארה"ב, קוריאה הדרומית, גרמויה, ברזיל, הודו, היסוד המתכתי השני בתפוצתו בקרום כדור הארץ. עתודות עפרת הברזל בעולם הן גדולות מאוד.

אלומיניום, משקל סגולי נמוך; מוליך חשמל, חום ומגנטיות; רך ונוח לעיבוד; עמיד בהרס כימי (קורוזיה) כגון חלודה, בניית מכוניות, מטוסים, כלי שיט או טילים; חומר גלם להכנת כלי מטבח, פחיות שתייה ועוד, סין, רוסיה, קנדה, ארה"ב, אוסטרליה, סין, הודו, ארה"ב, גרמניה, קוריאה הדרומית, היסוד המתכתי הנפוץ ביותר בקרום כדור הארץ.

נחושת, מוליכות חשמל ומוליכות חום גבוהות; גמישות ורכות, המקלות על עיבודה, ייצור חוטי חשמל, כבלי חשמל וצינורות מים, מרכיב בחומרי צביעה, בדשנים, בקוטלי מזיקים ועוד, צ'ילה, פרו, ארה"ב, סין, אינדונזיה, רוסיה, ארה"ב, סין, יפן, רוסיה, גרמניה, בטכנולוגיות הנוכחיות ובמחירים הנוכחיים מעריכים כי עתודות הנחושת יספיקו ל-70-60 שנה.

*291*

עוד מבט: מכרות הנחושת בתמנע

(בספר תמונה:)

שרידי המקדש לאלה חתחור, האלה הפרעונית המגנה על המכרות

בבקעת תמנע, בחלקו הדרומי של הנגב, החלו לאסוף תרכיזי נחושת מעל לפני האדמה ובחפירות רדודות כבר לפני 7,000 שנה, ובמשך 2,000 שנה לאחר מכן. בעידן העתיק עיקר הכרייה התרחש בימי הפרעונים (בין השנים 1550 ל-1070 לפסה"נ). כבר אז נחפרו פירים עמוקים ומנהרות אופקיות לכריית העפרות, והנחושת הופקה בתנורי התכה.

בשנת 1959 החלה מדינת ישראל להפיק בתמנע נחושת בכמות מסחרית. בשנת 1976 נסגר מפעל הכרייה בגלל ירידה חדה במחירי הנחושת בעולם, ובראשית שנות האלפיים הוא הוחזר לפעולה עקב עליית מחירי הנחושת בעולם.

חומרי גלם לדשנים, לתעשיה הכימית ולבנייה

*291*

מרבצים של מחצבים שונים משמשים כחומרי גלם להפקת מוצרים שונים בתעשייה הכימית, בבנייה, בחקלאות ועוד. תהליך ההיווצרות של כל חומר גלם כזה שונה, ורובם שכיחים ונכרים במחצבות, בכרייה פתוחה. נמנה כמה מהם.

מלחים

המלחים הם קבוצה של חומרים כימיים שהנפוץ והמוכר שבהם הוא מלח הבישול, אך מצויים מלחים אחרים מלבדו: מלחי אשלגן, מלחי מגנזיום ומלחי ברום. מלחי האשלגן משמשים בעיקר לדישון גידולים חקלאיים; מלחי הברום משמשים בעיקר ברפואה, בייצור מעכבי בעירה, בצילום וכחומרי הדברה; ומלחי המגנזיום משמשים בעיקר כחומר חסין-אש ולייצור מיני מלט מיוחדים. לקבוצה זאת משתייך גם הגבס, המשמש בבנייה וברפואה. המרבצים של מלחים אלה נוצרים על ידי שקיעתם של המלחים בקרקעית של ים או של אגם עקב התאדות מימיהם. בישראל כריית המלחים השונים נעשית בבריכות האידוי בדרום ים המלח.

(בספר תמונה:)

כריית מלח באתיופיה, באזור משולש אפאר. הכורים מגיעים בשיירת גמלים ארוכה, ובטמפרטורות המגיעות ל-50 מעלות צלזיוס הם כורים את שכבות המלח באמצעות מקלות, מעמיסים אותם על הגמלים וחוזרים מהלך 250 ק"מ אל העיר הקרובה

*292*

פוספטים

הפוספטים הם מינראלים המכילים זרחן, והם משמשים כחומר דישון חשוב לחקלאות. בישראל ובמרוקו מצויים מרבצי פוספטים גדולים, מהגדולים ביותר בעולם. בישראל כריית הפוספט נעשית במכרות פתוחים בנגב – באזור אורון, בנחל צין ובמישור רותם.

מרבית מרבצי הפוספטים המצויים בישראל נוצרו באזורים של ימים רדודים שחיה בהם אוכלוסייה עצומה של דגים, בעלי חיים ימיים שונים ואצות. לאחר מותם שקעו יצורים אלה על קרקעית הים, החומר האורגאני שגופם היה מורכב ממנו התפרק, ובין יתר החומרים שקעו אל הקרקעית גם מינראלים המכילים זרחן שמקורו בגופם של בעלי החיים. בסלעים שבהם נמצאים הפוספטים אפשר למצוא שרידים של עצמות דגים ושיני כרישים.

חרסיות

החרסיות הן קבוצה של סלעים רכים המורכבים ממינראלי חרסית שונים, שהתכונה המשותפת לכולם היא הפלאסטיות, הגמישות, המאפיינת אותם כשהם באים במגע עם מים, וההתקשות שלהם כאשר מייבשים אותם בתהליך של שריפה. בזכות התכונות האלה משתמשים בחרסיות למיניהן בתעשיית הקרמיקה, כמרכיב חשוב במלט, בייצור כלים חסיני אש ועוד. החרסיות מצויות באזורים רבים ברחבי העולם, וזהו סלע המשקע הנפוץ ביותר על פני כדור הארץ.

(בספר תמונה:)

מכרה פוספטים פתוח בנחל צין בנגב, ישראל

חול

בעת חימומו החול, המורכב מהמינראל קווארץ, הופך לזכוכית, וזהו השימוש העיקרי בו. שימוש חשוב נוסף בחול הוא כמרכיב במלט לבנייה. החול נפוץ ברחבי העולם באזורים שבהם הוא נותר אחרי בליה של סלעי גרניט או של סלעי אבן חול קדומות.

אבני בנייה

המסלע הקיים באזור מסוים משמש בדרך כלל חומר בנייה באותו אזור. עם זאת, יש כמה אבני בנייה שמקובל לייבא מאזורים מרוחקים, בעיקר שיש (סלע התמרה) וגרניט (סלע יסוד). מקורן של אבני הבנייה מגוון: סלעי משקע מסוגים שונים, בעיקר אבני גיר ודולומיט; סלעי יסוד, בעיקר גרניט ובזלת; סלעים מותמרים ועוד.

(בספר תמונה:)

חצי האי פיליון ביוון בנוי מסלעים מותמרים וכל הבנייה בו – בתים, גגות, חצרות וגדרות – עשויה מאבנים הנחצבות באזור

*293*

מחצבים וסביבה

*293*

המחצבים כמשאב מתכלה

כאמור, המחצבים הם משאב מתכלה, כמותם בכדור הארץ מוגבלת, וצריכתם מצמצמת את הכמות הנשארת בטבע לצריכה בעתיד. מאז המהפכה התעשייתית, ובייחוד מאז המחצית השנייה של המאה העשרים, גברה מאוד צריכת המחצבים.

השאלה מתי ייגמרו עתודות המחצבים היא שאלה חשובה, לנו ולבני הדורות הבאים. התשובה לשאלה זאת שונה ממחצב למחצב, והיא מבוססת על אומדנים של הכמויות הזמינות של המחצבים השונים ועל קצב צריכתם. הנה כמה דוגמאות: לפי האומדנים, עתודות העופרת והכספית ייגמרו כבר במאה ה-21, ואילו הברזל יספיק לתקופה ארוכה, העולה על 100 שנים. לגבי הנחושת, לעומת זאת, בתחילת שנות ה-70 חזו האומדנים שהעתודות הידועות ייגמרו בתוך 35 שנה, ואילו כיום, לאחר שנתגלו מכרות חדשים, מעריכים שהנחושת תספיק לעוד 65 שנה. יש לזכור כי האומדנים אינם מביאים בחשבון נתונים שונים, כגון: גילוים של מאגרים חדשים; שימוש בטכנולוגיות חדשות לאיתור ולכרייה – טכנולוגיות שיביאו לשימוש יעיל וחסכוני יותר במאגרי המשאבים; פיתוח והפעלה של מדיניות למחזור חומרים; שינויים בהרגלי הצריכה ועוד.

כאמור, המחצבים השונים מרכיבים מוצרים רבים כמו מכוניות, מטוסים, כלי שיט, ומוצרים רבים שאנשים רוכשים ומשתמשים בהם יום-יום, דוגמת מכשירים סלולאריים, מחשבים, תכשיטים, פחיות שתייה, מלח לבישול ומוצרי קוסמטיקה. קיימות דרכים שונות להתמודד עם בעיית ההתכלות של המחצבים:

- שימוש במכונות משוכללות שינצלו, בתהליך הייצור של המוצרים השונים, את חומרי הגלם בצורה יעילה וללא בזבוז.

- ייצור מוצרים שאורך חייהם ממושך יותר, כך שלא יהיה צורך ברכישת מוצר חדש אחרי זמן שימוש קצר.

- הימנעות מצריכה של מוצרים שאינם נחוצים.

- הימנעות מקניית מוצר חדש כל עוד המוצר הישן תקין.

- מחזור, כלומר, שימוש חוזר בחומרים המרכיבים מוצרים שהפכו לפסולת. חשוב לציין כי פתרון הבעיה באמצעות מחזור הוא מוגבל, מפני שלא את כל המוצרים אפשר למחזר, ומאחר שבכל פעם שממחזרים חומר מסוים – איכותו יורדת בהשוואה לחומר שהופק לראשונה מהמחצב עצמו.

עוד מבט: מחזור וגניבת מתכות

בדרך כלל מחזור המתכות הוא רעיון מועיל וחיובי. מחירי המתכות עולים, בעיקר במדינות הנמצאות בשיא תנופת הפיתוח – סין, הודו, ברזיל וקוריאה הדרומית – והכדאיות של מחזור המתכות עולה אף היא. אבל עם השנים הפך מחזור המתכות לבעיה ואף למטרד, כאשר מוצרים רבים העשויים ממתכת נגנבו ונמכרו למחזור. כך נגנבו, למשל, צינורות נחושת, חלקי מסילות ברזל, פסלים יקרי ערך ואף אנדרטות בעלות ערך היסטורי רב. הבעיה החריפה במיוחד בשנת 2008, כאשר סין התכוננה למשחקים האולימפיים ונזקקה לכמויות עצומות של מתכות וחומרי בנייה. גם בישראל דווח על גניבת תמרורים, גדרות, אנדרטות וכדומה, לשם מכירת הברזל לשימוש חוזר.

*294*

כרייה וחציבת מחצבים – השפעה סביבתית

לכרייה ולחציבה של המחצבים בטכנולוגיות המודרניות יש השפעה רבה על הסביבה. במהלך הכרייה של רוב המחצבים המשמשים לצורכי תעשייה נוצרות כמויות גדולות מאוד של פסולת מכרות, שכן בדרך כלל רק אחוז נמוך של המחצב מכיל את המינראל או החומר שבו מעוניינים, ושאר חלקי הסלע הם פסולת. לפיכך נערמות בקרבת המכרות ערמות ענקיות של סלעים מרוסקים. חלקי סלע אלה נסחפים עם מי הגשמים והרוחות וגורמים לזיהום הקרקעות ומקווי המים שבקרבת המכרות.

פעילותם של המכרות והמחצבות גורמת גם לזיהום אוויר חמור – למשל, האבק הנוצר בפעולות הכרייה והחציבה. עובדי המכרות והתושבים המתגוררים בקרבתם נחשפים לפסולת ולמזהמים אלה, הפוגעים בבריאותם. במכרות התת-קרקעיים קיימת סכנת התמוטטות, ובשל הצטברותם של גזים נפיצים בתוך המכרות האלה קיימת גם סכנת פיצוץ, המסכנת את חייהם של הכורים.

בעיה אחרת היא שהמכרות, והמתקנים הנלווים אליהם, תופסים שטחים נרחבים, ושטחים אלה סובלים מפגיעה חמורה בסביבה הטבעית. באתרי כרייה רבים המערכות האקולוגיות או החקלאיות, שהיו במקום לפני שהחלה הכרייה, נהרסות לחלוטין. בשטחים שבהם הייתה כרייה או חציבה – אפשרויות השימוש בקרקע לצרכים אחרים, לאחר שהמכרה או המחצבה נסגרים, הן מוגבלות ביותר. ועוד דבר: זיהום הקרקע והמים בקרבת המכרות, פוגע ביכולתם של תושבי הסביבה לעסוק בחקלאות. עם זאת יש לדעת כי סך כל הקרקעות המושפעות מפעולות הכרייה מצומצם מאוד יחסית לסך כל הקרקעות המושפעות מפעילויות אחרות של האדם.

כיום, אחד התנאים החשובים להסכמה של ממשלה לפתוח מכרות חדשים בתחומי המדינה הוא הכנת מסמך סביבתי מפורט. מסמך זה מתאר את מצב הסביבה לפני הקמת המכרה, ואת הצעדים שחברת הכרייה מתכננת לנקוט כדי למזער את הנזקים לסביבה בעת הפעלת המכרה. המסמך צריך לכלול גם את צעדי השיקום, שיתבצעו במקום לאחר סגירת המכרה וישיבו את האזור למצב קרוב ככל האפשר למצבו הראשוני. את המסמכים חייבת חברת הכרייה לנסח בשיתוף עם התושבים המקומיים באזור המכרה, ולקבל את אישורם לפרטי ההסכם.

כדי להתמודד עם הנזקים שכריית המחצבים וחציבתם מסבה לסביבה ולאדם, ממשלות רבות מחייבות את החברות המבצעות פעולות אלה לצמצם את המפגעים, הן בזמן הפעילות של המכרות והמחצבות והן לאחר שסיימו את פעילותם. כך מתחייבות החברות לשטח ערמות פסולת, לטעת צמחייה כדי לייצב את המדרונות שנוצרו, ולעתים – במקרים שבהם הפסולת אינה רעילה – לשקם את מקום המכרה או המחצבה ולהפוך אותו לאתר תיירות.

(בספר תמונה:)

למרות המיכון המתקדם, המאפשר לצמצם את העסקתם של כורים בעבודת הכרייה, והדגש המושם כיום על שמירת שלומם בעת עבודתם, מתרחשים ברחבי העולם אסונות שבהם כורים נלכדים במעבה האדמה. במקרים רבים מסתיים אסון כזה במותם של הכורים, אך גורלם של 33 הכורים שנלכדו במכרה בסאן חוסה בצ'ילה, בשנת 2010, שפר עליהם: במבצע מסובך ומורכב, ובסבלנות רבה, הם הוצאו, בזה אחר זה, באמצעות תא הצלה קטן שהורד אל המקום שבו נלכדו, וכולם ניצלו. בתמונה: תא ההצלה שהעלה את הכורים מבטן האדמה

(בספר שתי תמונות:)

מחצבת אפיק בדרום רמת הגולן – לפני השיקום (למעלה) ולאחריו (למטה). זוהי אחת המחצבות ששוקמו במסגרת פעילותה של הקרן לשיקום מחצבות בישראל

*295*

מבזק סיכום

- המחצבים הם חומרים טבעיים שיש להם ערך כלכלי לאדם.

- מחצבים הנמצאים במקום מסוים בריכוז גבוה ואשר אפשר לנצלם ניצול כלכלי נקראים "בצר" או "עפרה".

- מחצבים המכילים עפרות מתכת נוצרים בתהליכים מורכבים, ותפרוסתם בעולם אינה אחידה.

- כדי להפוך עפרות מתכת לחומרי גלם יש לאתר אותן, לכרות אותן ולהפיק מהן את המתכת.

- המתכות העיקריות בעולם הן הזהב, הברזל, האלומיניום והנחושת.

- המחצבים הלא מתכתיים המשמשים כחומרי גלם במגוון שימושים, הם המלחים, הפוספטים, החרסיות, החול ואבני הבנייה.

- המחצבים הם משאב מתכלה, וכרייתם פוגעת בסביבה.

- כדי לצמצם את ניצול המחצבים ולהקטין את הפגיעה בסביבה יש צורך בתהליכי ייצור יעילים, בצמצום השימוש ובמחזור.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*295*

1. חפשו ברשת האינטרנט והביאו דוגמאות:

א. למחצב שבעבר היה לו ביקוש ושימוש רב, וכיום כמעט שאין צורכים אותו.

ב. למחצב שבעבר לא עשו בו שימוש, וכיום הוא משמש לצרכים רבים.

2. שערו כיצד משפיע הפיתוח המואץ של מדינות ענקיות כמו סין והודו על הפקת המחצבים בעולם.

3. מנו שני יתרונות ושני קשיים לקיומו של מכרה סמוך לאזור מגורים צפוף.

4. כמה חברות גדולות העוסקות בייצור מוצרי אלומיניום מתכננות לייבא חומרי גלם לאיסלנד ולבנות מפעלים גדולים במרכז האי היפה והמיוחד. ייצור האלומיניום דורש כמות גדולה של אנרגיה, ובכך יש לאיסלנד יתרון: אנרגיה הידרואלקטרית, שתנוצל על ידי סכירת נהרות, ואנרגיה גאותרמית זמינה.

באיסלנד מתקיים ויכוח ער בין התושבים בעד ונגד הקמת תעשייה זאת. חפשו מידע על איסלנד במקורות מידע שונים,

א. כתבו 2 טיעונים בעד הקמת המפעלים ו-2 טיעונים נגד הקמתם.

ב. הביעו את דעתכם ונמקו אותה.

5. מנו 3 דרכים שבהן אפשר לצמצם את הצריכה של המחצבים המתכתיים. הסבירו כיצד כל אחד מאיתנו יכול לצמצם את צריכתם.

6. מצאו מידע על תעשיות ים המלח ועל כריית הפוספטים בישראל.

א. מה הם המוצרים העיקריים המופקים במפעלי ים המלח? כיצד מפיקים אותם, ומה הם השימושים של כל אחד מהם?

ב. מהו השימוש העיקרי בפוספטים?

ג. מה הן הבעיות הסביבתיות הנוצרות עקב הפקת מוצרי תעשיות ים המלח ועקב כריית הפוספטים?

*296*

פרק ה – משאבים מזרזים תהליכי פיתוח

*296*

מאז ימי קדם בני האדם מפתחים את המקומות שהם גרים בהם, במטרה לשפר את תנאי חייהם. פיתוחו של אזור מתרחש במגוון תחומים: הקמת תשתיות כמו כבישים וחשמל, אספקת שירותים כמו בריאות וחינוך, פיתוח מקורות תעסוקה ועוד. בפרק הזה נתמקד במשאבי הטבע והסביבה ובאופן שבו הם מזרזים את תהליכי הפיתוח בעולם בימינו: נסקור בקצרה את תרומתם של משאבי הטבע לענפי הכלכלה השונים; נבחן את תפרוסת המשאבים בעולם, ונראה מיהם אלה הנהנים מהם; ונערוך היכרות עם נושא הצדק החברתי-סביבתי, ועם הדרכים לקדם נושא זה.

משאבי טבע ומשאבים אנושיים

*296*

תהליכי הפיתוח השונים מבוססים על משאבים שאפשר למיינם לשתי קבוצות עיקריות:

- משאבי טבע וסביבה: החומרים המצויים בטבע – קרקע, מים, אנרגיה, מחצבים, צומח, בעלי חיים, נופים ועוד – המנוצלים על ידי האדם לצורכי פיתוח.

- משאבים אנושיים: כישורים שונים של בני האדם – רמת השכלה, מקצועיות, יצירתיות ועוד – שהיקף השימוש בהם קובע במידה רבה את רמת הפיתוח של כל מדינה.

בעבר שלטה התפיסה כי באזורים שבהם תנאי הטבע נוחים יותר, ומשאבי הטבע מרובים יותר, גם תהליכי הפיתוח יהיו מהירים יותר. ואמנם, לאזורים שבורכו במשאבי טבע רבים יש יתרון על פני אזורים שלא בורכו במשאבים אלה. ואולם כיום ברור כי יכולתו של האדם להשתמש בתבונה וביעילות במשאבי הטבע העומדים לרשותו, חשובה לא פחות מזמינותם של משאבי הטבע באזור. זאת ועוד, ההתפתחות הטכנולוגית העצומה שהתרחשה בדורות האחרונים מאפשרת כיום לפתח אזורים שיש בהם מעט משאבי טבע, ואף אזורים שתנאי הטבע בהם קשים, וזאת באמצעות הובלת המשאבים הנדרשים ממקומות אחרים, ועל ידי יצירת סביבות מלאכותיות. כך, לדוגמה, האדם מסוגל להוביל מים, מזון ומשאבי אנרגיה לאזורים מבודדים, לחמם את ביתו באזורים הקרים ולקרר את ביתו באזורים החמים.

(בספר תמונה:)

בעיר אדמונטון, בירת מחוז אלברטה בקנדה, הטמפרטורה הממוצעת בחורף היא בסביבות מינוס 10 מעלות צלזיוס, והיא עשויה לרדת עד מתחת למינוס 40 מעלות צלזיוס. למרות זאת, בעיר פועל פארק המים המקורה הגדול בעולם, ושוררת בו טמפרטורה קבועה של 28 מעלות צלזיוס

*297*

ואמנם, כיום המשאב האנושי הוא הבסיס העיקרי לכלכלתן של המדינות המפותחות. רבות מהמדינות האלה אינן עשירות במשאבי טבע דווקא אלא בכוח אדם משכיל, מיומן ויוזם. כאלה הן, לדוגמה, יפן וקוריאה הדרומית, שאין להן כמעט כלל משאבים טבעיים, ולמרות זאת רמת הפיתוח של שתיהן היא מן הגבוהות בעולם. כזאת היא גם מדינת ישראל, שמשאביה הטבעיים מעטים ואף על פי כן היא נמנית עם המדינות המפותחות בעולם. לעומת זאת במדינות הפחות-מפותחות, ועוד יותר מכך במדינות התת-מפותחות, שבהן רבים מן התושבים עוסקים בחקלאות, חשיבותם של משאבי הטבע רבה יותר שכן אלה משמשים מקור קיום והכנסה לתושבים.

וכשם שהיעדרם של משאבי טבע אינו מונע פיתוח, כך גם קיומם אינו מבטיח פיתוח. לדוגמה, גילוים של מאגרי נפט במדינות מסוימות, ותהליכי ההפקה של הנפט, הביאו אמנם לפיתוח מסוים במדינות שבהן נתגלה משאב טבע זה, אולם ברבות מהן הימצאותו של מקור אנרגיה חשוב זה לא הביאה עד היום להתפתחותה של תעשייה ענפה ובעקבותיה לפיתוח המדינה. וכך, מתוך רשימת 40 המדינות המפיקות נפט (נכון לשנת 2008), רק 10 מדינות נמנות עם המדינות המפותחות בעולם.

על אף חשיבותו הרבה של המשאב האנושי לקידומם של תהליכי הפיתוח במדינה, עדיין יש למשאבי הטבע תרומה גדולה לפיתוח בתחומים שונים, הן במדינות המפותחות והן במדינות הפחות-מפותחות.

עוד מבט: ניגריה: משאבי טבע רבים – רמת פיתוח נמוכה

ניגריה שבאפריקה התברכה באוצרות טבע רבים, ואולם היא מתקשה לנצל את קיומם לצורך פיתוח כלכלתה. לדוגמה: כ-75 אחוזים מאדמותיה של ניגריה פוריות וראויות לעיבוד חקלאי, אך אוצר הטבע הזה אינו מנוצל כראוי, ותושביה מעבדים רק מחצית מהשטחים הראויים לעיבוד. דוגמה אחרת: באדמתה של ניגריה מצויים מחצבים רבים, ביניהם כמויות גדולות של נפט, גז ופחם, שהם בעלי ערך רב בשוקי העולם, וכן מרבצי זהב, עופרת, ברזל, אבץ, בדיל ועוד. אך עד כה לא הצליחה ניגריה לנצל את הרווחים מהפקתם של מחצבים אלה כדי לשפר את רמת החיים של אוכלוסייתה. וכך, למרות משאביה המרובים, ניגריה נמנית עם המדינות העניות בעולם, ורמת החיים של מרבית תושביה נמוכה. מהם הגורמים המונעים מניגריה לנצל את משאביה הטבעיים לצורך פיתוח המדינה?

המתחים הקיימים בין הקבוצות האתניות המרכיבות את האוכלוסייה הניגרית, הם אחת הסיבות לקשייה הכלכליים של מדינה זאת: מאז קיבלה ניגריה את עצמאותה, בשנת 1960, קיימים בה מאבקים בין קבוצות אתניות יריבות, שכל אחת מהן מבקשת לצבור כוח ולשלוט במדינה. כך התחלף השלטון כמה וכמה פעמים, לעתים תוך עימותים אלימים. המאבקים על השלטון בניגריה, והעימותים בין הקבוצות האתניות השונות, מעכבים את הפיתוח הכלכלי במדינה. התוצאה היא שגם בעלי הון זרים נרתעים מלהשקיע בה משאבים, ותיירים חוששים לבקר בה, על אף שהתברכה בנופים טבעיים ואנושיים מגוונים.

נוהלי השלטון הנהוגים בניגריה מעכבים אף הם את הפיתוח הכלכלי: משאביה של המדינה נחשבים במקרים רבים לרכושם של השליטים, אשר משתמשים בהכנסות המתקבלות מהם לחיזוק מעמדם, ורק חלק קטן מן ההכנסות מופנה לצורכי פיתוח. וכך הון רב, שהיה יכול להעלות את רמת החיים של כלל התושבים, מגיע לכיסם הפרטי של מעטים, והפער בין עשירים לעניים הוא גדול ביותר. ואולם בעקבות שינויים פוליטיים ורפורמות כלכליות שהתרחשו בניגריה בשנים האחרונות, מדינה זאת מנצלת טוב יותר את המשאבים העומדים לרשותה, ומצבה הכלכלי הולך ומשתפר.

(בספר תמונה:)

תמונת לוויין של מפרץ אוסקה ביפן. בניית שדות התעופה קנסאי וקובה על איים מלאכותיים, נותנת מענה למחסור בקרקע מישורית ופנויה באזורים המיושבים בצפיפות, כמו גם לרצון להרחיק את מפגעי הרעש מריכוזי האוכלוסייה. הקמתם של שדות התעופה על איים מלאכותיים כרוכה בידע הנדסי מתקדם, והיא מביאה לידי ביטוי את ההתפתחות הטכנולוגית ואת יכולותיו העצומות של האדם בימינו

*298*

תרומתם של משאבי הטבע

*298*

משאבי הטבע רבים ומגוונים, ותרומתם לזירוז תהליכי הפיתוח יכולה לבוא לידי ביטוי בדרכים שונות. נסקור את האופן שבו קיומם של משאבי הטבע משפיע על פיתוח החקלאות, התעשייה, התיירות וההתיישבות.

משאבי הטבע תורמים לפיתוח החקלאות

האם תוכלו לדמיין פיתוח חקלאות ללא משאבי טבע – קרקע, מים, דשנים, אור וחום? הקרקע משמשת בית-גידול לבעלי חיים והיא המצע (השטח) שעליו גדלים הצמחים המספקים לאדם מזון; המים הכרחיים לצורך גידולם של צמחים ובעלי חיים; וכל גידול זקוק לכמות מסוימת של אור וחום כדי להתפתח.

החקלאות היא הבסיס לתזונת האדם זה אלפי שנים. לא במקרה בעולם כולו האזורים שאדמתם פורייה מיושבים בצפיפות, ואילו האזורים שאינם מתאימים לחקלאות מיושבים בדלילות. כך, לדוגמה, עמקי הנהרות הגדולים והאזורים המישוריים מיושבים בצפיפות, ואילו אזורי המדבריות, הפסגות הגבוהות ואזורי הקטבים, מיושבים בדלילות.

בכל אזור ואזור החקלאים בוחרים לגדל צמחים ובעלי חיים המתאימים לתנאי הטבע הקיימים במקום, לדוגמה: לגידול האורז דרושים מים רבים ולחות גבוהה, ועל כן מגדלים אורז בעיקר בעמקי הנהרות ובמישורים הנמוכים, שיש בהם שפע של מים, ועל מדרונות ההרים באזורים עשירים בגשם. כאשר החקלאים מנצלים את משאבי הטבע הקיימים במקום מושבם ומתאימים את הגידולים לתנאי הסביבה, הם מצמצמים את הוצאותיהם ומגדילים את תוצרתם ואת רווחיהם.

ועם זאת כדאי לדעת שכיום, במדינות שהחקלאות בהן מודרנית ומתקדמת, עומדים לרשות החקלאים אמצעים טכנולוגיים משוכללים וידע רב, שבעזרתם הם יכולים להתגבר על מחסור במשאבי טבע ואף ליצור באופן מלאכותי את התנאים המתאימים ביותר לכל גידול וגידול. בישראל, לדוגמה, מגדלים כיום גם בתקופת החורף גידולים רבים הזקוקים לחום לצורך גידולם (למשל, עגבנייה), וזאת הודות לגידולם בחממות המספקות להם את התנאים הנדרשים.

(בספר תמונה:)

גידול צמחים בחממה מודרנית. התאורה מאריכה את שעות האור של הצמחים, ומאיצה את גידולם

(בספר תמונה:)

האקלים המאפיין אזורים רבים במזרח אסיה מתאים לגידול אורז, הזקוק הן לעונה רטובה והן לעונה יבשה. ואמנם, באזורים אלה ניתן למצוא רבים משטחי האורז בעולם. בתמונה: שדות אורז בלאוס, אסיה

*299*

משאבי הטבע תורמים לפיתוח התעשייה

רבים מענפי התעשייה שפותחו בעולם מבוססים על חומרי גלם ומקורות אנרגיה לצורך תהליך הייצור. לדוגמה: הפוספטים הם חומר גלם בתעשיית הדשנים, הברזל הוא חומר גלם בתהליך ייצור הפלדה, הכותנה היא חומר גלם בתעשיית הטקסטיל, החלב הוא חומר גלם בתעשיית הגבינות, והנפט, הפחם והגז הם מקורות אנרגיה להפעלת מיכון תעשייתי. לפיכך, כאשר באזור מסוים בעולם מצויים חומרי גלם ומקורות אנרגיה מסוימים – אלה משמשים בסיס לפיתוח תעשייה המשתמשת בהם במקום. ואכן, אזורים רבים בעולם התפתחו בד בבד עם תעשיות שהתבססו על חומרי גלם ומקורות אנרגיה מקומיים. כך, לדוגמה: בעמק הרוהר בגרמניה התפתחה תעשייה כבדה שהתבססה על מרבצי הפחם והברזל המצויים באזור; ולחופיו של המפרץ הפרסי התפתחה תעשייה פטרוכימית, המבוססת על מאגרי הנפט שנמצאו באזור ועל הנגישות הנוחה שיש למכליות הנפט הגדולות אל המפרץ.

במשך הזמן, בעקבות התפתחויות בתחום התחבורה, גברה יכולתו של האדם להוביל חומרי גלם ומקורות אנרגיה ממקום למקום, ולפתח תעשייה גם במקומות שבהם הם חסרים. וכך, מדינות שבתחומן מצויים משאבי טבע מסוימים יכולות לייצא אותם למדינות אחרות וליהנות מן ההכנסות ממכירתם, ומדינות שלא בורכו במשאבי טבע מסוימים יכולות לייבא אותם ממדינות אחרות ולפתח בתחומן תעשייה העושה שימוש במשאבים אלה. צ'ילה, לדוגמה, היא מדינה שבורכה במכרות נחושת רבים, ובזכותם מדינה זאת היא כיום המובילה בעולם בהפקת נחושת. מרבית הנחושת הנכרית בצ'ילה מיוצאת למדינות אחרות, ויצוא זה משמש עבורה מנוף לפיתוח: רווחיה מיצוא "המתכת האדומה" אפשרו לה להשקיע בחינוך, במדע ובטכנולוגיה, וכיום זוהי אחת המדינות המפותחות ביותר באמריקה הדרומית. יפן, לעומת זאת, היא מדינה שחומרי הגלם ומקורות האנרגיה המצויים בתחומיה דלים, ובכל זאת התעשייה שלה מפותחת ביותר. פיתוח התעשייה ביפן מתאפשר הודות לעובדה שהיא מייבאת את החומרים הנחוצים לה ממדינות אחרות. למשל, יפן מקיימת תעשיית פלדה מפותחת, וזאת על אף שלא מצויים בתחומיה מרבצים של ברזל ופחם, שהם חומרי הגלם המשמשים בתעשייה זאת.

משאבי הטבע תורמים לפיתוח התיירות

מקומות רבים בעולם חבים את תנופת הפיתוח שלהם לענף התיירות. הגורמים המושכים תיירים ליעד מסוים הם רבים ומגוונים – חלקם גורמי טבע, וחלקם גורמים מעשה ידי אדם. משאבי הטבע המושכים תיירים הם: מקורות מים (כגון חופי ים, אגמים ונהרות), ונופי טבע ייחודיים (שמורות טבע, למשל); אזורים של אקלים נוח במיוחד (כגון האקלים הים תיכוני) או של אקלים קיצוני וייחודי (כגון סקי באזורים מושלגים או אזורי מדבר); תופעות טבע בעלות סגולות רפואיות (כגון מעיינות חמים); נופים המשמשים לפעילות ספורט (כגון אתרי סקי או אתרי ספורט אתגרי), ועוד. לדוגמה: תיירים רבים עושים דרכם בקיץ לאיי יוון ולפלורידה (ארה"ב) כחלק מ"תיירות השמש" או "תיירות שלושת ה-S"

(Sun, Sea and Sand); את ים המלח בישראל פוקדים תיירים בגלל סגולות המרפא המיוחדות שלו; ולניו-זילנד מגיעים תיירים המבקשים לטייל בשמורות הטבע המרשימות המצויות במדינה זאת.

(בספר תמונה:)

מרבצי הנפט הנרחבים שנתגלו בשטחה של ערב הסעודית בשנת 1938, הביאו לשינויים מרחיקי לכת ברמת הפיתוח של מדינה זאת ובמעמדה הבין-לאומי. חלק מהכסף הרב שהחל לזרום אליה עקב מכירת הנפט ומוצריו הופנה להקמת בתי זיקוק, תחנות כוח ומפעלי פלדה, לפיתוח החקלאות, לבניית נמלי תעופה, ולהקמת מערכת חינוך, בתי חולים ודיור לעשרות-אלפי תושבים. בתמונה: ריאד הבירה

*300*

קיומה של תיירות באזור או במדינה תורמת לכלכלתם, והיא משמשת מנוף לפיתוחם: התייר משלם כדי לרכוש מוצרים ושירותים שונים – מקומות לינה, מוצרי מזון, תחבורה, מזכרות ומתנות, בילויים – ועל ידי כך הוא מספק מקורות תעסוקה ופרנסה לתושבים, מכניס מטבע זר למדינה, ותורם לפיתוח התשתיות במקום. ואכן, התיירות היא ענף כלכלי חשוב במדינות רבות, והגידול הנרחב שחל בהיקפי התיירות בשנים האחרונות מזרז את הפיתוח ברבות מן המדינות הפחות-מפותחות. לדוגמה, בשנת 1995 היו ההכנסות מתיירות בהודו 2,582 מיליוני דולרים ובשנת 2006 הגיעו ההכנסות ל-9,227 מיליוני דולרים.

משאבי הטבע משפיעים על מפת ההתיישבות של כדור הארץ

הגורמים המושכים את בני האדם להתיישב במקום מסוים או מרתיעים אותם מלהתיישב במקום אחר, הם רבים ומגוונים ומשולבים זה בזה, והם גם משתנים מתקופה לתקופה בהיסטוריה וממקום למקום בעולם. חלק מהגורמים האלה קשורים לתנאי הטבע הקיימים במקום, ואחרים קשורים לאדם, ליכולותיו ולמעשיו במקום. האמצעים הטכנולוגיים שבני האדם פיתחו במהלך ההיסטוריה האנושית סייעו להם להתמודד עם קשיים שתנאי הטבע הציבו לפניהם, וכך הם הצליחו להרחיב עוד ועוד את האזורים המיושבים.

ברוב האזורים דלילי-האוכלוסין, אלה שחיים בהם בני אדם מעטים או שהם ריקים מאדם, קיימים תנאי טבע קיצוניים, המקשים את החיים במקום: אקלים קיצוני כמו זה השורר במדבריות או זה השורר באזורי הקטבים; או תנאי שטח קשים, המקשים את הגישה אליהם או את המעבר בהם, כמו רכסי הרים גבוהים ותלולים או יערות סבוכים.

באזורים צפופי-האוכלוסין, לעומת זאת, מתקיים שילוב ייחודי של תנאי טבע עם מעשה ידי האדם – שילוב שאפשר את פיתוח ההתיישבות בהם ואת גידול אוכלוסייתם. לגורמים הקשורים לאדם ולמעשיו יש באזורים אלה משקל גדול מזה של תנאי הטבע. בעבר הרחוק ועד המאה העשרים, מרבית תושבי העולם התגוררו ביישובים כפריים והתפרנסו מחקלאות. לפיכך האזורים שנמצאו בהם תנאים מתאימים לפיתוח חקלאות היו גם האזורים המיושבים והצפופים ביותר. כיום, למעלה ממחצית אוכלוסיית העולם מתגוררת ביישובים עירוניים, ורבים מתושבי היישובים הכפריים אינם מתפרנסים מחקלאות. האמצעים הטכנולוגיים המתקדמים ואמצעי התחבורה המודרניים מאפשרים להוביל לכל היישובים את משאבי הקיום הנדרשים לתושביהם, והם אינם צריכים להתבסס על משאבי הטבע המצויים במקום מושבם: הם נהנים ממים שלעתים נשאבים במרחק עשרות ק"מ ומובלים בצינורות עד לבתיהם; הם קונים מזון שגדל באזורים מרוחקים, ומגיע אליהם דרך היבשה, הים או האוויר; הם משתמשים בחשמל המיוצר בתחנות כוח מרוחקות ומוזרם בכבלים, ובדלק המגיע במכליות, ועוד. וכך, קיומם של משאבי טבע מקומיים כבר אינו שיקול מרכזי במיקומם של יישובים חדשים ובהתפתחותם של יישובים קיימים.

(בספר תמונה:)

האי קו-סמוי בדרום תאילנד הוא מוקד משיכה לתיירים מכל העולם בזכות חופיו הקסומים, שוניות האלמוגים ועצי הקוקוס. באי נבנו בתי הארחה ובתי מלון, שדה תעופה ורשת כבישים, ומרבית תושביו מתפרנסים מן השירותים המגוונים שהם מציעים לתיירים

(בספר תמונה:)

העיר לאס וגאס במדינת נוואדה,ארה"ב, ממוקמת בלב המדבר, וכלכלתה מבוססת בעיקר על תיירות והימורים. לאחרונה מנסה העיר לגוון את בסיסה הכלכלי באמצעות פיתוחה של תעשייה עתירת ידע וביסוסה כמרכז מסחרי. מרבית משאבי הקיום של קרוב ל-2 מיליון תושבי העיר ופרווריה מגיעים מחוץ לעיר

*301*

אי-שוויון מרחבי בתפרוסת המשאבים ובצריכת המשאבים בעולם

*301*

כפי שראינו, תפרוסת המשאבים בעולם אינה אחידה – יש מקומות שהתברכו במשאבים רבים ומגוונים, ואילו במקומות אחרים המשאבים מצויים בכמות מוגבלת או חסרים לחלוטין. כך, לדוגמה, יש בעולם אזורים שהם עשירים במשאבי מים, ואזורים אחרים הסובלים ממחסור במים; יש מדינות שהתברכו במרבצים גדולים של נפט וגז, ואילו למדינות אחרות אין כלל משאבי אנרגיה משל עצמן.

גם התפרוסת של צריכת המשאבים בעולם אינה אחידה, והיא תלויה ברמת הפיתוח: ככל שרמת הפיתוח של המדינה גבוהה יותר כן תושביה צורכים חשמל, דלק, מים ומוצרי צריכה בכמות גדולה יותר. וכך במדינות המפותחות, שרמת החיים של תושביהן גבוהה, היקף צריכת המשאבים לנפש גדול, ולעומת זאת במדינות הפחות-מפותחות, שרמת החיים של תושביהן נמוכה יותר, היקף צריכת המשאבים לנפש קטן הרבה יותר.

הפערים בין תפרוסת המשאבים בעולם לבין המקומות שבהם צורכים אותם בהיקפים גדולים, הם המניעים את המסחר העולמי במשאבים. בעבר היה היקף המסחר העולמי בחומרי גלם ובמשאבי אנרגיה מצומצם, וקיומם של מרבית תושבי העולם התבסס על המשאבים המקומיים. ואולם בימינו התרחבו ממדי הסחר העולמי עד מאוד, והעולם כולו הפך לשוק אחד ענק של קונים ומוכרים. כך נוצר מצב שבו אין בהכרח קשר בין היקף צריכת המשאבים במדינה מסוימת להיקף המשאבים המצויים בתחומה.

(בספר שתי תמונות:)

הפער בין תפרוסת המשאבים בעולם לבין המקומות שבהם צורכים אותם, גרם מאז ומתמיד לתנועת המסחר בעולם, ולהתפתחות תשתיות תחבורה בים, ביבשה ובאוויר. תבלינים מהודו ומסין הועברו למזרח התיכון, אבני חן מאפריקה הועברו לאירופה, ונפט מאזור המפרץ הפרסי מועבר כיום למזרח אסיה. בתמונה העליונה: מכלית נפט מובילה נפט מן המפרץ הפרסי למדינות שונות בעולם; בתמונה התחתונה: רכבת המובילה עפרות ברזל ממדינת גואה בהודו

*302*

צדק חברתי-סביבתי

*302*

המשאבים המצויים על פני כדור הארץ הם מתנת הטבע לתושביו, ולפיכך נדמה כי ראוי שישרור בעולם צדק חברתי-סביבתי, כלומר, שכל בני האדם ייהנו ממשאבי כדור הארץ במידה שווה. ואולם המציאות היא שבעולם יש אנשים רבים שמידת הנגישות שלהם למשאבים גדולה מזו של האחרים. זאת ועוד, כל תושבי כדור הארץ חשופים לזיהומים הנוצרים עקב השימוש במשאבי הטבע למיניהם, אך יש כאלה שמידת החשיפה שלהם לזיהומים רבה מזו של האחרים. יתרה מזאת, במקרים רבים אלה הסובלים מהזיהום אינם אלה הנהנים מן המשאבים. מצב זה, שבו מידת הנגישות למשאבים וחלוקת נטל הזיהום הנגרם על ידיהם אינם שווים, מכונה "אי צדק חברתי-סביבתי".

אי הצדק החברתי-סביבתי מתרחש ברמות שונות: ברמה הגלובאלית-עולמית, ברמה הלאומית ואף ברמת היישוב הבודד. בכל אחד מן המקרים האלה נמצאת בקצה האחד אוכלוסייה חזקה, בעלת יכולת כלכלית גבוהה והשפעה פוליטית, המנצלת את המשאבים ודוחקת את המפגעים לעבר האזורים שבהם מתגוררת אוכלוסייה חלשה, שיכולתה הכלכלית מצומצמת והיא נעדרת השפעה פוליטית: ברמה הגלובאלית אלה הן המדינות המפותחות, הדוחקות את המפגעים לעבר המדינות הפחות-מפותחות; ברמה הלאומית – אזורי המרכז דוחקים את המפגעים לעבר אזורי השוליים; וברמה היישובית – שכונות היוקרה דוחקות את המפגעים לעבר שכונות העוני.

אי-צדק חברתי-סביבתי והסיבות להיווצרותו

הסיבות לאי-הצדק החברתי-סביבתי רבות, והן קשורות לתהליכים היסטוריים, פוליטיים, כלכליים וחברתיים.

אי-צדק בחלוקת הרווחים מהשימוש במשאבים

במצב של קיום צדק חברתי-סביבתי, כל תושבי המדינה שבתחומיה מצויים משאבי טבע אמורים ליהנות מהשימוש בהם. ואולם במקומות רבים בעולם, בעיקר במדינות העניות, הפחות-מפותחות, התושבים המקומיים אינם דווקא אלה הנהנים מהמשאבים הנמצאים בתחומי מדינתם.

בעבר ניצלו המעצמות האירופיות את המשאבים של המדינות שהיו נתונות לחסותן, והן העבירו אותם למדינות אירופה כמעט ללא תמורה לתושבים המקומיים. כיום פועלות במקומות רבים בעולם חברות רב-לאומיות, ואלה מנצלות את המשאבים המקומיים. עיקר הרווחים המתקבלים מן הפעילות הכלכלית של חברות אלה מגיע לידיהם של בעליהן, החיים במדינות העשירות והמפותחות. לא אחת אנו עדים לשחיתות במדינות שבהן מופקים משאבי הטבע, שהתמורה עבורם מגיעה לידי שליטי המדינה, ואילו תושביה כמעט שאינם נהנים מן ההכנסות. במקרים אחרים ניצול המשאבים מלווה בתנאי העסקה קשים של העובדים המקומיים.

(בספר תמונה:)

בשנת 1926 חנכה חברה אמריקנית בשם פאיירסטון בליבריה שבאפריקה את אחד ממטעי הגומי הגדולים ביותר בעולם. במשך שנים ארוכות סיפקו מטעים אלה לחברה את חומר הגלם הדרוש למוצרי הגומי שייצרה, ובעיקר צמיגים למכוניות. בדו"ח שהוגש לאו"ם בשנת 2006 נטען כי החברה העסיקה את העובדים המקומיים באופן בלתי ראוי, ואף ניצלה ילדים ככוח עבודה. בתמונה: איסוף לטקס מעץ הגומי לשימוש בתעשיית הגומי

*303*

אי-צדק בחשיפה לזיהומים

השימוש במשאבי הטבע מייצר במקרים רבים זיהומים סביבתיים ופוגע בסביבה הטבעית. לכאורה, בעולם ששורר בו צדק, מן הראוי כי מי שנהנה מהמשאבים יהיה גם זה ש"ישלם" את מחיר הזיהום והפגיעה בסביבה הטבעית. ואולם המציאות היא שבמקרים רבים מתרחש אי-צדק סביבתי: אלה הנהנים מן המשאבים אינם אלה המשלמים את מחיר הזיהום, ואילו אלה שאינם נהנים מהם – סביבתם נפגעת, והזיהום שהם נחשפים אליו גובר וגובר.

כפי שראינו, רמת החיים במדינות המפותחות גבוהה יותר, ולפיכך כמות המשאבים לנפש שהן צורכות גדולה יותר, יחסית למדינות הפחות-מפותחות. גם רמת הזיהום וכמות הפסולת לנפש גבוהה הרבה יותר במדינות מפותחות. כך יוצא שחלקן היחסי של המדינות המפותחות גדול יותר גם בניצול משאבי כדור הארץ וגם בזיהום הסביבה. ואולם, תושבי המדינות הפחות-מפותחות לא רק שאינם נהנים ממשאביו של כדור הארץ במידה שווה – הם גם נפגעים בגלל השימוש הגובר במשאבים שלא הם נהנו מהם. דוגמה: פליטת הפחמן הדו-חמצני, התורמת להתחממות כדור הארץ (ראו עמ' 130), פוגעת בכל חלקיו של כדור הארץ; כך יוצא שתושבי המדינות הפחות-מפותחות סובלים קשות, על אף שתרומתם היחסית לפליטת הגז המזיק הזה קטנה הרבה יותר מזו של תושבי המדינות המפותחות.

במקרים אחרים – המדינות הפחות-מפותחות משמשות כ"פח הזבל" של המדינות המפותחות: מאחר שבמדינות המפותחות חוקי הסביבה הנוגעים לפסולת רעילה מחמירים, ולפיכך עלות הטיפול בחומרים אלה גבוהה, קורה שפסולת זאת מגיעה אל המדינות הפחות-מפותחות ונטמנת שם ללא כל טיפול.

ואולם תושבי המדינות הפחות-מפותחות נפגעים גם מן הזיהומים שנוצרים אצלם: בעקבות תהליכי הגלובליזציה, חלק ניכר מהתעשיות המסורתיות הועברו מהמדינות המפותחות למדינות הפחות-מפותחות, שכן בהן שכר העבודה נמוך יותר. רבים מן המפעלים האלה הם מפעלים מזהמים. המדינות הפחות-מפותחות מסכימות לייצר בשטחן מוצרים שתהליך ייצורם מזהם, במטרה לספק לתושביהן מקורות תעסוקה. בדרך כלל במדינות אלה לא קיימת חקיקה סביבתית המגנה על התושבים מפני זיהומים, כפי שקיימת במדינות המפותחות. גם האוכלוסייה במדינות הפחות-מפותחות חסרה, במקרים רבים, את המיומנויות ואת הכוח להתנגד למיקומם של מפעלים ומתקנים מזהמים.

דרכים להשגת צדק חברתי-סביבתי

חוסר השוויון בניצול משאביו של כדור הארץ, לצד העובדה שאלה הסובלים מן הזיהומים הסביבתיים אינם בהכרח אלה שנהנים מהם, הביאו להתפתחות מודעות ציבורית לנושא הצדק החברתי-סביבתי, וארגונים רבים פועלים ליצור חלוקה שוויונית וצודקת ככל האפשר – הן של הרווחים מניצול המשאבים והן של המפגעים הסביבתיים שנוצרים עקב ניצולם.

הדרכים לקידום הצדק החברתי-סביבתי רבות, והן כוללות:

- חקיקה המבטיחה את זכותם של כלל אזרחי העולם לחיות בסביבה שאין בה מפגעים, ואכיפתה.

- שילוב שיקולים של צדק סביבתי בהחלטות של נבחרי הציבור – הן ברמה המקומית, הן ברמה הלאומית, והן ברמה העולמית. וכן: פרסום מידע אמין ושקוף על המתרחש בנושאי הסביבה, כך שהאמת תהיה ידועה לא רק למקבלי ההחלטות אלא גם לתושבים הנחשפים לזיהום.

(בספר תמונה:)

תרבות הצריכה המאפיינת את החברה המודרנית בכלל, ואת המדינות המפותחות בפרט, מייצרת כמויות אדירות של פסולת

*304*

- יצירת תהליכים המבקרים את פעילותן של החברות הרב-לאומיות במדינות הפחות-מפותחות היא אחת הדוגמאות לפעולות הנעשות לקידום הצדק החברתי-סביבתי. ברבות מן המדינות, למשל במדינות אפריקה, נחקקה חקיקה בשיתוף ארגונים בין-לאומיים (בהם הבנק העולמי). החוקים קובעים את כללי המיסוי והתמלוגים שהחברות צריכות לשלם תמורת המחצבים שהן כורות, וכן את מחויבותן של החברות להגן על הסביבה במהלך תהליך הכרייה, ולהעסיק את העובדים בתנאים הוגנים. לדוגמה, החברות נדרשות לפתח באזורי הכרייה תשתיות לרווחת העובדים – דרכים, קווי חשמל, מים ותקשורת ואף בתי מגורים, בתי ספר ומרפאות. וכך, כיום פרוייקט כרייה גדול במדינה תת-מפותחת הוא ברבים מן המקרים זרז יעיל לפיתוח כלכלי.

אך למרות כל זאת, עדיין נפוצות במקומות רבים בעולם תופעות של ניצול העובדים והסביבה. התופעות השליליות האלה אופייניות בעיקר לכמה מן המדינות התת-מפותחות, שמשטרן אינו דמוקרטי (דוגמת מדינות רבות באפריקה ובמרכז אסיה), ואשר בהן כספי התמלוגים מהמכרות מגיעים לכיסם הפרטי של השליטים או של מקורביהם במקום לקופת המדינה.

עוד מבט: Not In My Back Yard – NIMBY

תהליכי הפיתוח המתרחשים על פני כדור הארץ מייצרים מפגעים סביבתיים רבים, שחלקם קשורים לניצול משאביו. שאיפתם הטבעית של כל התושבים היא שמפגעים אלה לא ימוקמו סמוך לאזור מגוריהם, והיא באה לידי ביטוי בהתפתחות המושג "נימבי" (NIMBY) – ראשי תיבות של המילים: Not In My Back Yard, כלומר, "לא בחצר האחורית שלי". (האקדמיה ללשון העברית תרגמה את ראשי התיבות לעברית: נמב"י – נגד מיקום בחצרי) ואולם, בעוד שאוכלוסיות עשירות וחזקות מצליחות לממש שאיפה זאת ובאזורי המגורים שלהם יש מעט מפגעים סביבתיים, אוכלוסיות חלשות רבות נאלצות לחיות עם מטרדי זיהום אוויר, רעש, פסולת וכדומה.

אי-צדק חברתי-סביבתי נוצר בגלל ההבדלים ביכולת של קבוצות האוכלוסייה השונות להגן על סביבת המגורים שלהן מפני מפגעים סביבתיים ומפני פגיעה באיכות חייהן. לאוכלוסיות המבוססות יש משאבים כלכליים המאפשרים להן לשכור שירותי ייעוץ מקצועיים ושירותים משפטיים יעילים, ולהיאבק בהחלטות תכנוניות לא רצויות. לאוכלוסיות אלה גם יש מודעות לנושאים סביבתיים ותכנוניים, ולעתים קרובות יש להן כוח פוליטי וגישה למוקדי קבלת ההחלטות. יתרה מזאת: לאוכלוסיות החזקות יש מלכתחילה אמצעים כלכליים המאפשרים להן לרכוש דירות באזורים יוקרתיים, שבדרך כלל אין בהם מפגעים סביבתיים. גורם נוסף להיווצרותו של אי-צדק מרחבי-סביבתי הוא היחס המפלה שלעתים קרובות הרשויות מנהיגות כלפי קבוצות אוכלוסייה חלשות. לעתים האפליה אינה מכוונת, אך במקרים רבים מקבלי ההחלטות מודעים ליכולותיהן הנמוכות של האוכלוסיות החלשות להיאבק נגד שימושי קרקע לא רצויים, והם מנצלים מצב זה.

(בספר תמונה:)

הכביש הנכנס לתחנה המרכזית החדשה בתל אביב עובר סמוך לבתי מגורים רבים. מאות האוטובוסים החולפים בכביש זה מדי יום מייצרים מפגעי רעש וזיהום חמורים, הפוגעים באיכות החיים של תושבי המקום. נשאלת השאלה – האם מפגע שכזה היה מוקם באזורים אמידים יותר של העיר?

*305*

מבזק סיכום

- המשאבים האנושיים מזרזים את הפיתוח לא פחות, אם לא יותר, ממשאבי הטבע.

- משאבי הטבע משמשים כזרזי פיתוח בחקלאות, בתעשייה, בתיירות ובהתיישבות.

- קיומם של משאבי טבע במקום מסוים הופך זרז לפיתוח, אך הוא אינו תנאי הכרחי לפיתוח המקום ואף אינו מבטיח פיתוח.

- תפרוסת המשאבים בעולם אינה אחידה, וגם צריכת המשאבים בעולם אינה אחידה.

- קיים אי-שוויון מרחבי הן בניצול המשאבים בעולם והן בהיקף ייצור המזהמים: המדינות המפותחות מנצלות יותר משאבים לנפש ומייצרות יותר זיהום לנפש מן המדינות הפחות-מפותחות.

- במרבית המקרים קבוצות חלשות בחברה סובלות מאי-צדק סביבתי, והן מתקשות לממש את זכויותיהן לשימוש במשאבים הציבוריים ולחיים בסביבה נקייה ובריאה.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*305*

1. הביאו דוגמאות לכך שהאדם מסוגל לשנות את תנאי הטבע בסביבתו ולהתגבר על מחסור במשאבים.

2. הסבירו מדוע בעבר הייתה לתנאי הטבע במקום מסוים השפעה גדולה יותר על סיכויי הפיתוח שלו מאשר כיום.

3. עיינו במפה כלכלית של העולם באטלס. בחרו מדינה שבורכה במשאבי טבע רבים וקראו במקורות מידע שונים על כלכלתה ועל תהליכי הפיתוח שלה. האם למשאבים המצויים בתחומיה של מדינה זאת יש חלק בתהליכי הפיתוח שלה?

4. האם קיים בהכרח קשר בין קיומם של מחצבים ואוצרות טבע במדינה מסוימת לבין רמת הפיתוח של אותה מדינה? הביאו דוגמאות לביסוס טענתכם.

5. הסבירו כיצד קורה שבמדינות הפחות-מפותחות, אשר כמות הזיהום לנפש שתושביהן מייצרים נמוכה מזו שמייצרים תושבי המדינות המפותחות, קיימות תופעות זיהום קשות יותר מאלה הקיימות במדינות המפותחות.

6. חפשו באמצעי התקשורת למיניהם או ברשת האינטרנט ידיעה שיש בה ביטוי לאי-צדק חברתי-סביבתי.

א. הסבירו כיצד אי-הצדק החברתי-סביבתי בא לידי ביטוי בידיעה שבחרתם.

ב. הציעו רעיונות כיצד לתקן את המצב בסוגיה שהצגתם.

*306*

פרק ו – אנחנו והדורות הבאים

*306*

במקומות שונים לאורך הספר, ובעיקר ביחידה זאת העוסקת במשאבי הטבע, בחנו את יחסי הגומלין בין האדם לטבע. נוכחנו לדעת כי מעורבותו של האדם בסביבה הטבעית הולכת וגדלה, וכי היא נובעת מתהליכי פיתוח המאפשרים עלייה מתמדת ברמת החיים של אוכלוסיית העולם.

ואולם לתהליכי הפיתוח יש גם מחיר: פגיעה בסביבה הטבעית. כיום ברור כי ממדי השימוש האדירים שהאדם עושה במשאבי הטבע גורמים לזיהום הסביבה ולדלדול המשאבים. בפרק זה נעסוק במודעות לבעיות אלה, ובדרכים לנצל את משאבי כדור הארץ באופן אחראי ומאוזן, על ידי פיתוח המתחשב בסביבה ומתייחס גם לצורכיהם של בני הדורות הבאים.

עוד מבט: בעיות הסביבה – מבט היסטורי

בעיות סביבה החלו להיווצר בעולם בעיקר לאחר המהפכה התעשייתית, אך באותם הימים לא זכו בעיות אלה כמעט להתייחסות. להיפך: מפעלים, ארובות מעלות עשן ומנועים מרעישים, נחשבו לסימנים של קידמה. למעשה, עד לשנות ה-60 של המאה העשרים לא היו נושאי הסביבה על סדר היום של האנושות, ורק מעטים השמיעו את קולם בנושאים אלה. אך אז החלו להבין, בעיקר בארה"ב, כי תהליכי התיעוש, והטכנולוגיה ההולכת ומתקדמת, מאפשרים אמנם לבני האדם לחיות ברמת חיים גבוהה יותר, אך בה בעת מתרחש תהליך של דלדול בכמות המשאבים, ונוצר זיהום סביבתי בהיקפים מדאיגים. אחד הספרים הראשונים שעסקו בסוגיה הסביבתית היה הספר "האביב הדומם", שכתבה ביולוגית בשם רייצ'ל קרסון ואשר עסק בהשפעה הקשה של חומרי ההדברה על בריאות האדם ועל הצמחייה, על הדגה ועל מגוון בעלי החיים בטבע. רבים רואים בספר זה את המניע להקמת הארגונים למען הסביבה בארה"ב ובעולם כולו. משנות ה-60 ואילך החלו מדינות שונות בעולם – ובעיקר המדינות המפותחות – לחוקק חוקים שמטרתם להתמודד עם בעיות סביבה בתחומי המים, האוויר והפסולת. כמו כן החלו לפתח טכנולוגיות לצמצום הזיהום הנפלט. בראשית שנות ה-80 עלתה על סדר היום סוגיה נוספת: מהן ההשלכות של הפגיעה בסביבה ובמשאביו של כדור הארץ על יכולתם של הדורות הבאים להתקיים ברמת חיים טובה וליהנות ממשאבי כדור הארץ? בשנת 1987 ניסחה ועדה מטעם האו"ם את הרעיון של פיתוח בר-קיימא, ומאז, השאלה כיצד לממש אותו עומדת במרכז הדיונים בנושאי הסביבה.

(בספר תמונה:)

ראשיתה של תעשיית הפלדה בגרמניה – ציור משנת 1850

*307*

גידול האוכלוסיה, עלייה ברמת החיים – גידול בייצור ובצריכה

*307*

בשנות ה-50 של המאה העשרים חיו ברחבי העולם כ-2.5 מיליארד בני אדם, ומאז ועד היום גדלה אוכלוסיית העולם לכ-7 מיליארד בני אדם (נכון לשנת 2011). בה בעת חל גידול עצום בייצור ובצריכה של מוצרים. התוצר העולמי הגולמי, שהוא הערך הכספי של כל הסחורות והשירותים שיוצרו בעולם במשך שנה, עלה מ-6.3 טריליון דולרים בשנת 1950, ל-41 טריליון בשנת 2000 (טריליון – אלף מיליארד). חישוב פשוט מראה כי גידול האוכלוסייה בשנים אלה – קצת פחות מפי 3 – הוא קטן יותר מהגידול בתוצר העולמי הגולמי באותן השנים – העומד על פי 6.5. השוואה זאת מעידה על כך שהתוצר העולמי לא גדל רק בגלל גידול האוכלוסייה, אלא עקב העלייה ברמת החיים ותהליכי הפיתוח והצמיחה הכלכלית במדינות רבות בעולם.

גידול האוכלוסייה, והייצור והצריכה של עוד ועוד מוצרים, סחורות ושירותים, מגדיל גם את הנטל על הסביבה ומפחית את כושר הנשיאה של כדור הארץ. נסביר: כושר הנשיאה של כדור הארץ הוא מושג המתייחס לכמות האנשים שכדור הארץ יכול לשאת בלי שהסביבה תיפגע. ככל שרמת החיים של האוכלוסייה על פני כדור הארץ גבוהה יותר, כן יורדת יכולתה של הסביבה הטבעית לספק את המשאבים הנדרשים לאותה אוכלוסייה כדי לקיים את רמת החיים שהיא רגילה לה, ולספוג את הפסולת שהיא מייצרת.

אחת הביקורות המרכזיות הנשמעות כלפי בני דורנו היא שהתרבות השלטת היא תרבות צריכה. חלק ניכר מהמוצרים שאנו רוכשים אינם מיועדים למלא צרכים בסיסיים כדוגמת מזון או בית למגורים, אלא לאפשר לעצמנו צריכה של מוצרי מותרות.

(בספר תמונה:)

הקניון, הנמצא כמעט בכל עיר בעולם, הפך לאחד מסמליה הבולטים של תרבות הצריכה. הקניון הוא ביטוי לתרבות פנאי ובילוי, שתמציתה שיטוט בין החנויות, רכישת מוצרים, צריכת מזון מהיר, בילוי בסרט או במסעדה – והכול תחת קורת גג אחת

עוד מבט: מאופניים למכונית בסין – צמיחה כלכלית וגם עומס על הסביבה

עד לאמצע שנות ה-80 של המאה העשרים המבקר בשנגהאי, בבייג'ינג או בעיר מרכזית אחרת בסין, היה רואה כי למרבית התושבים לא היו מכוניות, וכי האופניים היו כלי התחבורה השכיח. אנשים נסעו על אופניים למקומות עבודתם, לביקור אצל חברים, כדי לערוך קניות וכדומה. כיום המצב בסין שונה לגמרי. המבקר כיום באחת הערים הללו ייווכח כי הכבישים עמוסי מכוניות פרטיות, ואילו האופניים הולכים ונעלמים מהנוף העירוני. בשנת 1985 היו בכל רחבי סין רק כמה מאות-אלפי מכוניות פרטיות, בשנת 2000 היו במדינה זאת כ-3 מיליון כלי רכב פרטיים, ובשנת 2009 – למעלה מ-38 מיליון. לעלייה בכמות כלי הרכב הפרטיים יש יתרונות רבים: ייצור המכוניות תורם לצמיחה כלכלית של סין – ייצורן מספק מקום תעסוקה לעובדים רבים, והכנסתם של העובדים משמשת אותם לרכישת מוצרים שונים, שגם ייצורם מספק מקומות עבודה והכנסה לעובדים נוספים. כך המשק הסיני גדל, מתפתח וצומח. ואולם ריבוי המכוניות יוצר גם בעיות סביבתיות – ייצורן של המכוניות הרבות גורם לצריכה מוגברת של חומרי גלם ושל דלקים ולהרחבת תשתיות התחבורה והתעשייה, והשימוש במכוניות מגביר את פליטת הפחמן הדו-חמצני, הגורם הן לזיהום האוויר והן להגדלת הפליטה של גזי החממה לאטמוספרה.

*308*

(בספר איור:)

טביעת הרגל האקולוגית

*308*

אחד המדדים שפותחו במטרה לבחון את ההשפעה של האדם על סביבתו הוא "טביעת הרגל האקולוגית" – גודלו של השטח הנדרש כדי לספק משאבים לאוכלוסייה מסוימת, וכדי לקלוט את הפסולת שאוכלוסייה זאת מייצרת.

יש דרכים שונות לחשב את טביעת הרגל האקולוגית, שהמקובלת שבהן היא זאת המביאה בחשבון את השטחים הבאים (ראו איור):

- שטחים חקלאיים ושטחי מרעה – שטחי הקרקע המשמשים לייצור מזון וביגוד.

- שטחי ים לדיג.

- שטחי אנרגיה – שטחי היערות הנחוצים לקליטתו של הפחמן הדו-חמצני הנפלט עקב השימוש באנרגיה.

- שטחים בנויים – השטחים המכוסים במבנים ובתשתיות.

- שטחים פתוחים – שטחים לשימור המגוון הביולוגי ולקליטת הפסולת.

על פי אחת ההערכות, טביעת הרגל האקולוגית הממוצעת של תושבי העולם כולו היא 22 דונם לנפש. החישוב של טביעת הרגל האקולוגית יכול להיעשות לגבי האדם הבודד או לגבי תושבי עיר או תושבי מדינה. ככל שרמת החיים במדינה עולה, כן טביעת הרגל האקולוגית של כל אחד מתושביה גדלה. לדוגמה, טביעת הרגל האקולוגית של אזרח ארה"ב היא 96 דונם לנפש. אם נכפיל מספר זה במספר אזרחי ארה"ב, נקבל שטח שהוא גדול יותר משטחה של ארה"ב. המסקנה היא שארה"ב מתאפיינת בצריכת-יתר של משאבים ולהשוואה: טביעת הרגל האקולוגית של אזרח ישראל היא 54 דונם לנפש. חשוב לציין כי יש מבקרים הטוענים שמדד זה אינו מדויק ואינו מבטא את צריכת המשאבים האמיתית של האדם מהסביבה.

כאשר בוחנים את השינוי בטביעת הרגל האקולוגית של כלל תושבי העולם, אפשר לראות כי במדד זה חלה עלייה גדולה – אנחנו צורכים יותר משאבים, ומייצרים יותר ויותר פסולת (ראו גרף). בגרף מתוארים השינויים בטביעת הרגל האקולוגית בין השנים 2007-1961. הקו המסומן ב-1.0 מתאר את כושר הנשיאה של כדור הארץ. לפי הגרף הזה, האנושות חצתה את הקו הזה כבר בשנת 1975 – החל בשנה זאת אנחנו, תושבי כדור הארץ, משתמשים ביותר ממה שיש לכדור הארץ להציע לנו! המשמעות היא שאנחנו מנצלים את משאבי כדור הארץ מעבר ליכולת ההתחדשות שלהם, ולפיכך מפחיתים מכמות המשאבים שתעמוד לרשותם של הדורות הבאים. הדבר דומה להוצאות כספיות גדולות, העולות על הסכום שעומד לרשותנו בבנק – אנחנו יוצרים יתרת חובה בבנק ("מינוס בבנק"), ולמעשה מקבלים כספים שאינם שייכים לנו...

(בספר גרף:)

טביעת הרגל האקולוגית של כלל תושבי העולם, 2007-1961

*309*

פיתוח בר-קיימא, קיימות

*309*

רעיון הפיתוח בר-הקיימא, הקיימות, החל להתגבש ולהופיע בשיח הציבורי בשנות ה-80 של המאה העשרים. ההגדרה של מושג הקיימות מבליטה שני צדדים: מצד אחד הרצון להמשיך בפיתוח לצורכי הדור הנוכחי, ומצד שני הכרה בכך שלפיתוח יש השלכות שליליות על הסביבה ולכן הדור הבא, ואלה שיבואו אחריו, עלולים להיפגע. בין שני הצדדים קיים מתח, והאתגר הוא לאזן ביניהם: מצד אחד להמשיך ולפתח, ולנצל לשם כך את משאביו של כדור הארץ, ומצד שני לא לפגוע במרקם העדין של כדור הארץ.

גישת הקיימות טוענת שכדי לשמור ולשקם את המערכות האקולוגיות תומכות החיים של כדור הארץ, יש לפעול בכל תחומי החיים – הכלכלה, החברה והסביבה. כך ייווצר עולם שבו שוררים צדק חברתי וסביבתי, עולם של קהילות ויישובים המתחשבים בסביבה ותורמים לחברה, ושל חברה הדואגת לשלמותם של משאביה ומגבילה את תרבות הצריכה.

(בספר תרשים:)

פיתוח בר-קיימא

הגנה על הסביבה

צדק חברתי, הוגנות חברתית

העקרונות המרכזיים המנחים את גישת הקיימות מחייבים, אם כן, שילוב של 3 תחומים (ראו תרשים):

1. פיתוח וצמיחה כלכלית – עיקרון המדגיש את העובדה שהתפיסה המודרנית רואה חשיבות גדולה בפיתוח (פיתוח טכנולוגי, פיתוח מקורות מזון ואנרגיה, פיתוח מדעי), אשר יאפשר לאנושות להתמודד עם המשימות העומדות לפניה.

2. הגנה על הסביבה – עיקרון המדגיש את הדאגה לכך שמשאבי הסביבה לא יתדלדלו ולא יזדהמו.

3. צדק חברתי, הוגנות חברתית – עיקרון המדגיש את ההתייחסות לצדק חברתי-סביבתי, המחייב מצב שבו כל הקבוצות החברתיות, בני כל הגזעים והמינים, עניים ועשירים, ייהנו מן הפיתוח.

נבחן דוגמה אחת ונראה מהי מערכת השיקולים המתחייבת מגישת הקיימות: גידול האוכלוסייה, והעלייה ברמת החיים, מחייבים פיתוח פתרונות לתנועתם של אנשים וסחורות במרחב. אחד הפתרונות האפשריים הוא תוספת של כלי רכב פרטיים למיניהם, וסלילה והרחבה של רשת כבישים, שתאפשר גישה לכל האזורים במדינה. פתרון אחר, המביא בחשבון את הפגיעה בסביבה ואת ההוגנות החברתית, יכול להיות, למשל, פיתוח מואץ ויעיל של תחבורה ציבורית: פיתוח כזה יצמצם את השימוש בכלי רכב פרטיים, ויקטין את ממדי זיהום האוויר ואת הפגיעה בשטחים הנדרשים לסלילת כבישים. פיתוחה של תחבורה ציבורית מייצג גם יחס הוגן וצדק חברתי, שכן הוא מאפשר לאוכלוסייה בעלת הכנסה נמוכה, שאינה יכולה לרכוש כלי רכב פרטיים, לנסוע בתחבורה הציבורית ולהגיע לכל מקום.

(בספר תמונה:)

פקק תנועה בקליפורניה, ארה"ב. קצב גידול הכבישים אינו מצליח להדביק את הגידול המהיר ברמת המינוע

(בספר תמונה:)

רשת הרכבות המפותחת של יפן מאפשרת לתושביה לנוע בקלות ובמהירות ממקום למקום

*310*

פיתוח בר-קיימא – הלכה למעשה

את רמת הקיימות אפשר לבחון ברמות התייחסות שונות: ברמה המקומית, ברמת המדינה וברמה העולמית.

פיתוח בר קיימא ברמה המקומית

כל אדם יכול לתרום באופן אישי למימוש גישת הקיימות. הנה כמה דוגמאות בנושאים שונים, שבהם כל אחד וכל אחת יכולים לממש אורח חיים מקיים:

- פסולת: שימוש בסלים ובשקיות רב-פעמיות; הפרדה של מרכיבים הניתנים למחזור מהפסולת, ומחזורם; עשיית שימוש חוזר במוצרים ובאריזות; הקפדה על השלכת פסולת רק במקומות המיועדים לה.

- תחבורה: רכיבה על אופניים; נסיעה בתחבורה ציבורית.

- צרכנות: קנייה של מה שנחוץ בלבד; קניית אריזות גדולות (כך תהיה פחות פסולת); תיקון מכשירים שמתקלקלים; שימוש כמה שפחות בכלים חד-פעמיים ובשקיות פלסטיק, הגורמים נזק רב לסביבה; קניית מוצרים העשויים מחומרים שאפשר למחזר, ואשר גם אריזתם עשויה מחומר כזה (יש סמל על האריזה עצמה); שימוש בפחות נייר (למשל, להשתמש בשני צידי הדף).

- מים: נקיטת חיסכון במים (התקנת "חסכמים" בברזים, החלפה או תיקון של ברזים מטפטפים); הפעלת מכונת הכביסה ומדיח הכלים רק כאשר הם מלאים; התקנת טפטפות בגינה, השקיית הגינה בשעות הערב.

- אנרגיה: הקפדה על כיבוי האורות והמזגנים; שימוש בסוללות נטענות, שניתן לעשות בהן שימוש חוזר.

(בספר תמונה:)

פחים המיועדים למיון הפסולת לצורך מחזור, שהוצבו על ידי הרשויות בכל פינת רחוב ברחבי וויילס בבריטניה

פיתוח בר-קיימא ברמת המדינה

כל המדינות נוקטות תהליכי פיתוח כדי לקדם תחומים שונים. חלקן, בעיקר המדינות הדמוקרטיות המפותחות, פועלות גם כדי לשמור על הסביבה. השמירה על הסביבה מתקיימת בעיקר באמצעות:

- קביעת תקנים ואכיפתם – התקנים מגדירים את הערכים המרביים (המקסימאליים) של זיהום שמותר לפלוט לסביבה, ולפיהם מוטל קנס על גופים החורגים מהתקן המותר.

- תכנון סביבתי – תכנון המגדיר את השימוש שייעשה בקרקע במרחב מסוים, ואת מטרותיו. כך אפשר לתכנן שימוש נכון בקרקע, בדרך שתגרום פגיעה מזערית (מינימאלית) בסביבה ובערכי טבע ומורשת, ובדרך שלא תפגע בשום קבוצת אוכלוסייה.

- שימוש במשאבי הטבע במדינה ברוח עקרונות הקיימות – שימוש מבוקר במשאבים מתכלים (קרקע, מים, צמחייה); מעבר לשימוש במקורות אנרגיה מתחדשים; פיתוח מוצרי תעשייה חלופיים, שהם ידידותיים לסביבה; פיתוח אמצעים מתקדמים לטיפול בפסולת.

- הסברה והגברת המודעות לנושאים סביבתיים וחברתיים בקרב תושבי המדינה – תושבים בעלי מודעות גבוהה יכולים להשפיע על רשויות העיר וגם להקים "ארגונים ירוקים" – ארגונים הפועלים למען איכות הסביבה.

יש מדינות הפועלות גם למען ההוגנות החברתית, כדי

*311*

שכל האזרחים ייהנו באופן שווה מהפיתוח וממשאבי הסביבה שעומדים לרשותן. כך, למשל, יש מדינות השוכנות לחוף ים והן דואגות להותיר חופים פתוחים שכל האזרחים יוכלו ליהנות מהם; יש מדינות הדואגות שהפסולת של המדינה לא תמוקם סמוך למקום מושבן של אוכלוסיות חלשות, שבגלל מצבן קשה להן להתנגד; ויש מדינות הדואגות שהשירותים והתשתיות שהן מפתחות (למשל, כבישים, כבלים לשידורי טלוויזיה) יגיעו לכל רחבי המדינה באופן שווה, גם לאזורי השוליים המרוחקים מהמרכז.

פיתוח בר-קיימא ברמה העולמית

בעשרות השנים האחרונות, ממשלות וארגונים בין-לאומיים כמו האו"ם, וארגונים ירוקים שונים, פועלים לקידום המודעות לפיתוח בר-קיימא ברמה הגלובאלית, הכלל-עולמית. עיקר הפעילות מתמקדת בוועידות בין-לאומיות ובניסוח אמנות שמדינות העולם חותמות עליהן. התגייסות בין-לאומית בסוגיות סביבה כבר הוכיחה את עצמה בעבר, למשל במאבק למניעת התדלדלות שכבת האוזון, שעלתה על דרך של שיקום ומזעור הנזקים. התגייסות בין-לאומית מתרחשת בימינו גם בנושא ההתחממות הגלובאלית, ואף על פי שהיא נתקלת בקשיים, הניסיונות להגיע לפתרון נמשכים כל העת.

(בספר תמונה:)

הפגנה של פעילי סביבה הנושאים שלטים ועליהם הסיסמאות: "הטבע אינו מתפשר"; "העתיד הוא ירוק"; ו"מדוע אנחנו הורגים את כדור הארץ?" המודעות הציבורית לסוגיות סביבתיות הולכת וגוברת, ועמה גובר הלחץ על הרשויות לפעול להגנת הסביבה

מבזק סיכום

- תרבות הצריכה מגבירה את העומס על הסביבה ומפחיתה את כושר הנשיאה של כדור הארץ.

- המושג "טביעת הרגל האקולוגית" מתאר את מידת הניצול של משאבי כדור הארץ בידי האדם, וזאת באמצעות חישוב השטח הנחוץ לסיפוק כלל הצרכים של בני האדם וקליטת הפסולת שהם מייצרים.

- פיתוח בר-קיימא הוא פיתוח העונה על צרכיו של הדור הנוכחי, תוך התחשבות גם בצורכיהם של הדורות הבאים – כדי לא לפגוע ביכולתם למלא את צורכיהם בעתיד.

- גישת הקיימות מדגישה 3 מרכיבים: פיתוח וצמיחה כלכלית, הגנה על הסביבה, הוגנות חברתית וצדק חברתי. כדי להשיג את יעדי הקיימות יש צורך לדאוג שכל שלושת התחומים יתממשו, מפני שפגיעה באחד מהם עלולה לגרום לפגיעה במערכת כולה.

פעילויות לחזרה ולסיכום

*311*

1. מדוע לדעתכם לא הייתה כלל מודעות לסוגיות סביבתיות בתקופת המהפכה התעשייתית ובשנים שלאחריה?

2. הסבירו במילים שלכם את המושג "טביעת רגל אקולוגית".

3. היכנסו לכותר וחשבו את טביעת הרגל האקולוגית שלכם. היעזרו בהורים או בבני משפחה מבוגרים אחרים. השוו את התוצאה שהגעתם אליה לתוצאה של חברים בכיתה. הסבירו ממה נובעים ההבדלים ביניכם.

*312*

4. מנו 3 מוצרים או שירותים שאתם משתמשים בהם בחיי היום-יום, ופרטו את המרכיבים השונים היוצרים את טביעת הרגל האקולוגית שלהם. (לדוגמה, השימוש במחשב ובאינטרנט מחייב: שימוש במשאבי טבע דוגמת מתכות, פלסטיק וכדומה – לבניית המחשבים והחלקים הכלולים בהם; שימוש בדלק להובלת הרכיבים השונים ובאנרגיה להרכבת חלקי המחשב ובנייתו; הקמת מבנים המשמשים את החברות השונות הקשורות בייצור המחשב, באחסון שרתי האינטרנט ובמתן שירות תמיכה; שימוש בחשמל להפעלת המחשב; הקמת שטחים הקולטים את הציוד המתבלה.)

5. א. הסבירו את ההיגדים הבאים:

- הנחת פסי רכבת היא פתרון בר-קיימא יותר מסלילת כבישים נרחבת.

- השימוש החוזר במוצרים שונים הוא פתרון בר-קיימא יותר מרכישת מוצרים חדשים.

- השמירה על שטחים פתוחים טבעיים היא פתרון בר-קיימא יותר מפיתוח פארקים.

ב. בהתאם ל-3 ההיגדים – מצאו עוד פעילות אנושית שיש לה יתרון בר-קיימא גדול מזה שיש לפעילות מקבילה, המשרתת את אותו הצורך.

6. בתלמוד הבבלי מתואר הסיפור על חוני המעגל, אשר היה מהלך בדרך וראה אדם נוטע עץ חרוב. שאל אותו: "מדוע אתה נוטע עץ חרוב, והרי הוא ישא פירות רק בעוד שנים רבות..."

שערו מה הייתה תשובתו של הנוטע, והסבירו איזה עיקרון עומד מאחורי תשובתו.

7. כבר ב-1950 כתב איש שיווק אמריקני את הדברים האלה: "חברתנו, שהיא יצרנית בקנה מידה עצום (...) דורשת מאתנו להפוך את הצריכה לדרך חיים (...). אנו חייבים לצרוך מוצרים, לשרוף אותם, לכלות אותם, להשליך אותם ולהחליף אותם באחרים בקצב הולך וגדל." האם תרבות הרואה בצריכה דרך חיים יכולה להתקיים במשאבים המוגבלים של כדור הארץ? נמקו את עמדתכם.

8. הסבירו מהו הקשר בין תרבות הצריכה להתחממות הגלובאלית.

9. פיתוח כלכלי בלבד אינו מספיק כדי לפתח חברה מקיימת, מפני שהוא עלול לפגוע הן בהוגנות החברתית והן בשמירה על הסביבה.

א. במה ההתייחסות להוגנות החברתית בלבד עלולה לפגוע?

ב. במה ההתייחסות לשמירה על הסביבה בלבד עלולה לפגוע?

ג. מהי המסקנה העולה מסוגיות אלה?

10. ישנם נתונים שלפיהם – כדי לאפשר את אורח החיים הצרכני הנוכחי של האנושות נדרשים לבני האדם משאבים, שכדי לספקם היה כדור הארץ צריך להיות גדול ב-20 אחוזים מגודלו הנוכחי. שני תהליכים גורמים לכך:

הגידול במספר בני האדם בעולם, ואורח החיים המודרני, המתאפיין בתרבות צריכה. יש הטוענים כי הדרך להתמודד עם הפגיעה בסביבה ועם המחסור במשאבים היא לפעול לבלימה בגידול האוכלוסייה בעולם, ויש הטוענים כי הדרך היא בכיוון של שינוי תרבותי – מתרבות צריכה שבה אושר ורווחה מזוהים עם צריכה רחבת היקף של מוצרים ושירותים, לתרבות של חיים צנועים יותר.

מהי הדרך הנכונה, לדעתכם? הביאו לפחות שני נימוקים שיסבירו את דעתכם.

11. לאזרחי מדינות כמו ניו זילנד, ארה"ב, שוודיה או יפן, יש טביעת רגל אקולוגית גדולה בהרבה מטביעת הרגל האקולוגית של אזרחי מדינות כמו קירגיזסטאן, הודו, בנגלדש, מאלי או האיטי. מהו הקשר בין רמת הפיתוח של מדינה לבין טביעת הרגל האקולוגית של תושביה? הסבירו מדוע קיים קשר זה.

*313*

מילון מושגים

*313*

הערה: בכל מושג – לאחר ההסבר למושג מצוינים כל העמודים בספר שבהם המושג מוזכר. מספר מודגש מצביע על עמוד או עמודים שבהם מופיע הסבר מפורט של המושג; האות (ת) מצביעה על המחשת המושג בתמונה או באיור.

אבן חול – סלע משקע השוקע ביבשה. מורכב מגרגירים זעירים של המינראל קווארץ. (143(ת), 186,184,181(ת), 235(ת),219,213,211-237, 279)

אבק – חלקיקים קטנים מאוד, הנישאים ברוח. הם מרחפים זמן רב באוויר, עד שהם שוקעים.(77,73,67,23-22,18 89-88(ת), 115,97(ת), 127, 137-136, 148, 165, 187, 234)

אגם קרחוני – אגם בראשי ההרים. הוא נוצר במקומות שקועים בראשי ההרים, שהתמלאו בסחף קרחוני דק, ולאחר הפשרת הקרחונים התמלאו במים. (226(ת), 227)

אגן ניקוז, אגן היקוות – כל השטח שממנו נאספים, מתנקזים, מים אל האפיק של נהר או של נחל. (210(ת), 265,212)

אדי מים – גז שקוף, חסר צבע וריח, המצוי באוויר. אי אפשר לראות את אדי המים באוויר, אבל אפשר להרגיש אותם כאשר הם מצויים באוויר בריכוז גבוה, שכן כמות אדי המים באוויר קובעת את לחות האוויר. (59,70, 77-76, 83, 98-96, 104, 106, 110-107, 111, 114, 165)

אוזון – גז חסר צבע, המצוי באוויר בכמות מזערית. המולקולות של האוזון מורכבות מ-3 אטומי חמצן (O3). הוא נוצר כאשר החמצן (O2) שבאוויר, שהמולקולה שלו מורכבת מ-2 אטומי חמצן, מתפרק עקב קרינה על-סגולה. (71,70(ת), 142,129,129,73)

אופקי קרקע – מעין שכבות הנוצרות בקרקע במהלך היווצרותה. (201(ת), 202)

אורגאני, אנאורגאני – ראו חומר אורגאני, חומר אנאורגאני.

אורך גל – המרחק בין השיאים של שני גלים סמוכים בתנועה גלית, כמו תנועתם של גלי אור, גלי קול או גלי מים. (69(ת), 76, 113)

אזור ההארה – האזור בעולם שבו היום והלילה מתחלפים. מכונה גם "אזור הדמדומים". (36)

אזור הפחתה – אזור בליתוספרה של כדור הארץ שבו מתרחש תהליך של גריעה, הפחתה, של חלקי ליתוספרה. הפחתה זאת מתרחשת עקב שקיעה של לוח אוקייני אל המעטפת מתחת ללוח יבשתי. (165,155)

אטול – אי געשי המוקף בשוניות אלמוגים. (232(ת))

אטום – החלק הקטן ביותר של יסוד כימי המכיל את כל תכונותיו של היסוד. (277,180,129,71)

אטמוספרה – מעטפת הגזים המקיפה כוכבי לכת ונשארת סמוך לפני הקרקע שלהם בגלל כוח המשיכה. האטמוספרה של כדור הארץ שומרת על טמפרטורה ממוזגת ומגינה על החיים על פני כדור הארץ, על ידי סינון הקרינה המסוכנת המגיעה מן השמש. (7(ת), 36,31,30,29,27,26,24, 37, 40, 42, 50, 54, 56, 58, 60, 65, 68, 69(ת), 70(ת), 71, 72, 74, 76, 77, 86,78, 91, 94, 96, 100,98, 130,127,129,124,113,111, 134,133,131, 136, 137, 139, 140, 142, 147, 184, 189, 190, 253)

אי חום עירוני – כינוי למצב שבו הטמפרטורה באזורים עירוניים מודרניים גבוהה מזו שבסביבתה הכפרית וכך נוצר מעין "אי" של אוויר חם בלב סביבה שהטמפרטורה בה נמוכה יותר. (83)

איזובר – ראו קו שווה לחץ.

אינוורסיה – מצב בשכבה התחתונה של האטמוספרה (הטרופוספרה), שבו הטמפרטורה עולה ככל שעולים בגובה (במקום לרדת, כרגיל בשכבה זאת). האינוורסיה היא דוגמה למצב יציב באטמוספרה, שבו שכבת אוויר חמה נמצאת מעל לשכבת אוויר קרה וכבדה ממנה. (100)

אלבדו – אחוז קרינת השמש, המוחזר מפני השטח של כדור הארץ אל החלל. (75(ת), 135,133(ת))

אמוניט – בעל חיים ימי, בעל קונכייה סלילית גדולה, שנכחד לפני 65 מיליוני שנים. מינים אחדים של אמוניטים משמשים כמאובנים מנחים לתקופות גאולוגיות מסוימות. (193(ת))

אנרגיה – יכולתם של חומר, גוף או מערכת, לבצע עבודה (שניתן למדוד אותה כמותית). (23, 24, 68, 71, 74, 78, 83, 89, 113, 127, 134, 138, 140, 157, 162, 166)

אנרגיה גאותרמית (מיוונית, גאוס – אדמה; תרמוס – חום) – שימוש בחום שמקורו מן האדמה לייצור אנרגיה, למשל: באזורים שבהם מצויים הרי געש פעילים או רעידות אדמה.(284,282,269,251)

אנרגיה גרעינית – האנרגיה הטמונה בגרעין האטום. החלקיקים המרכיבים את גרעין האטום קשורים זה לזה, וכאשר הם מופרדים משתחררת אנרגיה רבה. (278-277,269)

אנרגיה הידרואלקטרית – אנרגיה שמקורה בתנועת המים, למשל: במפלי המים או בתופעת הגאות והשפל. (285,282,281,269,261)

אנרגיית השמש, אנרגיה סולארית – אנרגיה שמקורה בקרינת השמש. (54, 250, 251, 269,278, 279, 280, 285)

אסטואר – שפך של נהר, שצורתו צורת משפך (דלתה הפוכה), והוא מעוצב על ידי מי הנהר ומי הים גם יחד. (228(ת))

אסטרואיד – גוף שמימי קטן, בדרך כלל עשוי סלע, המקיף את השמש. גודלם של האסטרואידים נע בין כמה ק"מ ועד מאות ק"מ, והם נעים בעיקר בין מסלוליהם של מאדים ושל צדק.(29,25,22(ת), 137,31,30(ת))

אסטרונומיה – מדע החוקר את מבנה היקום ואת גרמי השמים. מיוונית: אסטרון – כוכב; נומוס – חוק. (11)

אסתנוספרה – השכבה העליונה, הצמיגית, של מעטפת כדור הארץ, הנמצאת מתחת לליתוספרה. כוללת את קרום כדור הארץ ואת השכבה המוצקה העליונה של המעטפת. על שכבה זאת נעים הלוחות המרכיבים את הליתוספרה. (155(ת))

אפיק (בנחל או בנהר) – מסלול הזרימה של מי הנגר העילי על פני השטח – מעין תעלה טבעית בקרקעית הנחל או הנהר, שהמים מתנקזים אליה וזורמים בה עד הגיעם אל מקום השפך של הנחל או הנהר. (207,199, 209(ת),216,213,210,220)

אפיק ברומטרי – שלוחה של לחץ אוויר נמוך, היוצאת משקע ברומטרי. (113,87)

אפקט החממה – ראו תוצא החממה.

אפר געשי – חומר דק המועף בעת התפרצות של הר געש המכילה כמות גבוהה של גזים. (167,73(ת), 190,172,168)

אקוויפר (אקווה) – שכבת סלע נקבובית וחדירה, המצויה מתחת לפני הקרקע והיא אוצרת (אוגרת בתוכה) את מי התהום, המחלחלים אליה מפני השטח.(257)

*314*

אקוויקלוד – שכבת סלע אטימה, המצויה מתחת לפני הקרקע והיא אינה מאפשרת חלחול של מים דרכה. המים הנתקלים בשכבת האקוויקלוד מצטברים מעליה, באקוויפר. (257)

אקלים – מכלול תנאי מזג האוויר הממוצעים השוררים באזור מסוים במשך זמן ממושך. (41,22, 80,78,76,74,68,65,43,42(ת), 86,83, 91(ת), 108, 116(ת), 117, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 125, 130, 127, 132, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 186, 200, 202, 203, 212, 214, 219, 223, 224)

ארגון – יסוד אציל חסר טעם וריח. מהיותו יסוד אציל הוא אינו מתרכב עם יסודות אחרים.(193,70,26)

בולען – ראו בלועה.

בזלת – סלע געשי נפוץ, התמצקות של לבה הפורצת מלועות הרי געש או מסדקים בקרום כדור הארץ ומשום כך שייך לקבוצת סלעי הפרץ. צבעו כהה – שחור או אפור. לעתים הוא מכיל נקבוביות רבות, ולעתים הוא אטום. (155, 157, 167, 171, 176, 184(ת), 192)

ביואנרגיה – אנרגיה שמקורה בביומסה. הדלק המופק מצמחים ומאצות הוא דוגמה למקור אנרגיה ביולוגי. (283)

ביומסה – שם כולל לכלל החומרים האורגאניים: צמחים, בעלי חיים והפרשותיהם, וכן חומרים יבשים או חומרי רקב שמקורם בבעלי חיים ובצמחים. (269, 283)

ביוספרה – כל האורגניזמים: בני האדם, בעלי החיים והצמחים, החיים על פני כדור הארץ – בתוך האדמה, על פני האדמה, במים ובאוויר. (7(ת), 253)

בירוא יערות – כריתה או שריפה של עצי יער במטרה לפנות שטחי קרקע ולנצלם למטרות אחרות כגון חקלאות ומרעה, הפקת מחצבים המצויים בשטח היער, שימוש בעצי היער כחומר גלם לתעשייה ולבניין ועוד. (134, 139, 140, 204, 243, 245)

בית גידול – המקום שבו גדל ומתפתח אורגאניזם, מקום שמצויים בו כל התנאים – קרקע, מים, מזון, טמפרטורה ועוד – הנחוצים לקיומו של אותו אורגאניזם. (203)

בלועה, בולען – צורת נוף קארסטית. פתח, בור, שהמים זורמים דרכו לתוך מערכת ניקוז המים התת-קרקעית. (201(ת), 205)

בליה – כל התהליכים – מכאניים, כימיים או ביולוגיים – הגורמים לפירוקם, להתפוררותם ולהתמוססותם של סלעים. (186,184,68, 188(ת)- 189, 190, 198, 199, 201, 202, 203, 204, 205, 211, 221, 227, 229, 231, 236,233, 245-246)

בליה ביולוגית – בליה הנגרמת על ידי צמחים ובעלי חיים, גם בדרך מכאנית וגם בדרך כימית. (201-200, 203)

בליה בימית – בליה הגורמת לסלע להתמוסס ולהתפורר בשל שינויים בהרכבו הכימי. (201-200,198, 203)

בליה מכאנית – בליה שבה מופעל על הסלע לחץ והוא גורם להתפוררותו. הסלע מתפרק לחלקים קטנים יותר בצורות שונות, אבל הם שומרים על התכונות של סלע האב. (197(ת), 229,203,201-200)

בליעת קרינה – תהליך שבו קרינה נקלטת בתוך גוף ונבלעת בתוכו. חלק מקרינת השמש נבלע בעננים ובחלקיקים המצויים באוויר או בפני הקרקע. עקב בליעת הקרינה, הטמפרטורה של הגוף הקולט אותה עולה. (42,37,

71, 73, 74(ת), 75(ת), 76, 83, 92, 133, 279-278)

בלית, חומרי בליה – כל החומרים שנוצרו עקב ההתבלות וההתפרקות של הסלעים בתהליך הבליה. (197,196, 206)

בסיס הענן – חלקו התחתון של ענן. בסיס הענן מסמן את המקום שבו לחות האוויר היא במצב רוויה, כלומר לחות של 100 אחוזים, ומתחיל תהליך ההתעבות. (98(ת), 112,106,101)

בסיס הסחיפה – המקום הנמוך ביותר שנחל או נהר מגיעים אליו: אוקיינוס, ים, ימה או בקעה. במקום הזה מסתיימת פעולת הסחיפה, ושם מושקעים חומרי הסחף שהוסעו על ידי מי הנהר או הנחל. (219,217)

בצר, עפרה – סלע המכיל מחצב שכרייתו רווחית. (287)

בקע (גרבן) – מבנה העתקה הנוצר על ידי מערכת של שני העתקים (שברים), אשר מביאה לידי כך שגוש הסלעים המצוי בין שני ההעתקים שקוע מסביבתו. (177(ת))

בר – יחידת המידה של לחץ האוויר. בגובה פני הים לחץ האוויר הוא כ-1 בר. (87)

ברד – סוג של משקעים הנוצר בעיקר בענני הערמה, שיש בתוכם רוחות עולות חזקות. כאשר טיפות הגשם נסחפות עם הרוחות אל חלקו העליון והקר של הענן, הן קופאות וניתכות ארצה בצורת גבישי קרח. (98,96, 100, 103, 104, 105(ת), 110, 114)

ברומטר – מכשיר למדידת לחץ האוויר. (87)

בריזה יבשתית – רוח מקומית הנושבת בשעות הלילה מכיוון היבשה לעבר הים, בגלל הפרשים בטמפרטורות ובלחץ האוויר בין היבשה לים. (93(ת), 94)

בריזה ימית – רוח מקומית הנושבת בשעות היום מכיוון הים לעבר היבשה, בגלל הפרשים בטמפרטורות ובלחץ האוויר בין היבשה לים. (93(ת), 94)

ברק – הבזק של אור ענק בשמים, הנגרם מהתפרקות של מטען חשמלי הנוצר בתוך ענן.(106,103,100,62,27(ת), 110,109, 113)

בתרונות – נוף שבו מערכת צפופה של ערוצים החותכים (מבתרים) את פני השטח. (236(ת))

גאולוגיה – תחום מדעי העוסק בתולדות כדור הארץ, בהרכב חומריו ובכוחות המשפיעים על הנעשה בתוכו ועל פניו.(146,136,70, 192)

גאומורפולוגיה – תחום מדעי העוסק בחקר ובהבנת הכוחות החיצוניים המעצבים את הנוף על פני כדור הארץ. (195)

גאוספרה – החלק המוצק של כדור הארץ – הסלעים, הקרקעות וחומרי הבליה. (7(ת) 68)

גאות ושפל – תנועה מחזורית של עליית פני הים וירידתם, בהשפעת כוח המשיכה של הירח ושל השמש. כאשר מפלס פני הים עולה – זוהי הגאות, וכשהוא יורד זהו השפל. (48,22(ת), 232-228,220,207,141,50)

גביש – מבנה אחיד של אטומים הערוכים בסדר קבוע. (180 183,182, 202)

גדת השקעה – גדת נהר שטוחה, הנוצרת בצד שבו אפיק הנהר רדוד והמים משקיעים שם חומרי סחף. (213(ת), 216)

גדת סחיפה – גדת נהר תלולה, הנוצרת בצד שבו אפיק הנהר עמוק והמים סוחפים את הגדה. (213(ת), 216)

גוף מחדר – גוף של סלע תהום החודר אל סלעי הסביבה. 183(ת)

גופרית – יסוד כימי שצבעו כתום-צהוב, והוא חומר פריך ורך. 70, 128-127, 165, 167, 181, 183

גוש מורם (הורסט) – מבנה העתקה הנוצר על ידי מערכת של שני העתקים (שברים), אשר מביאה לידי כך שגוש הסלעים המצוי בין שני ההעתקים מורם מסביבתו. (177(ת))

*315*

גז טבעי – חומר אורגני המצוי במעמקי האדמה והוא משמש כמקור אנרגיה. הגז הטבעי נוצר משרידים של יצורים ימיים, שהצטברו בקרקעית האוקיינוסים ועברו שינויים כימיים במהלך מיליוני שנים. (269, 273)

גזי חממה – גזים כדוגמת הפחמן הדו-חמצני, המצויים באטמוספרה ויש להם יכולת רבה בבליעת קרינת חום. גזי החממה תורמים לתוצא החממה (אפקט החממה), השומר על טמפרטורה ממוצעת של 18 מעלות צלזיוס על פני כדור הארץ. עלייה בפליטת גזי החממה מגבירה את אפקט החממה ואת התחממותו של כדור הארץ. (270,142,140,139,138,136,134-133,76)

גזירה – כוח הגורם לשבירה אופקית של שכבות הסלע: שני גושי הסלע נעים זה ביחס לזה בכיוונים מנוגדים, במקביל למישור. (174)

גידוד – פעולת הגלים הגורמת להרס מצוק החוף ולנסיגתו לאחור. (231(ת), 254)

גייזר – מעיין של מים חמים וקיטור, המתפרצים מדי פעם עקב קרבתם של מי התהום למגמה הלוהטת המצויה במעמקי האדמה.(150,70,59, 167, 168(ת), 282)

גיר – סלע משקע ימי שנוצר מהצטברות של שלדים וקונכיות, העשויים חומר גירי, של בעלי חיים ימיים בקרקעית הים, דחיסתם והתקשותם, או עקב שקיעה של תמיסות גיריות. (198,184(ת)-199(ת), 200)

גישושית – חללית קטנה ובלתי מאוישת המשוגרת לחקר הירח, כוכבי הלכת וגופים אחרים במערכת השמש, כולל השמש עצמה. גישושיות אחדות אף עזבו את מערכת השמש. הגישושית משוגרת מכדור הארץ או מהחלל – מחללית גדולה יותר. (58,54(ת))

גל – התפשטות של הפרעה במרחב. יש גלים המתפשטים בחומר (כמו גלים במים או גלי קול) ויש גלים היכולים להתפשט גם בריק (כמו גלים אלקטרומגנטיים). (245,233-230,197,170,161,110,78,68)

גלי הסעה (גלי תנועה) – גלים של מים רדודים, סמוך לחוף. הגלים פוגעים בקרקעית הים ונשברים. גלים אלה יוצרים את זרם החוף המסיע חומרי בליה. (228)

גלי צונאמי – גלי ים גבוהים מאוד, הנוצרים בעת התרחשות רעידת אדמה בקרקעית האוקיינוס. (278,242-241,162-161,144)

גלי תנודה – גלים הנוצרים במים עמוקים והם יוצרים תנועת מים אנכית – עולה ויורדת. (228(ת))

גלי רעידת אדמה, גלי הדף (גלים סיסמיים) – גלים הנוצרים בעת רעידת אדמה. קיימים 3 סוגים של גלים:

גלי גזירה – סוג של גלי הדף הנוצרים בעת רעידת אדמה. גלים אלה מניעים את שכבות כדור הארץ כמו חבל העולה מעלה ומטה. (160(ת), 161)

גלי דחיסה – סוג של גלי הדף הנוצרים בעת רעידת אדמה. גלים אלה מניעים את שכבות כדור הארץ כמו קפיץ הנע הלוך וחזור. (160(ת))

גלי שטח – סוג של גלי הדף הנוצרים בעת רעידת אדמה. גלים אלה נעים לכל הכיוונים על פני השטח של כדור הארץ. (162(ת), 163)

גלעין (ליבה) – החלק הפנימי ביותר של כוכב או של כוכב לכת, והנמצא במרכזו. גלעין כדור הארץ, מעומק 2,900 ק"מ ועד מרכז כדור הארץ, נחלק לגלעין פנימי מוצק ולגלעין חיצוני נוזלי, ומורכב בעיקר מברזל ומניקל. (23, 26, 27 28(ת), 147(ת), 148, 150, 152)

גלקסיה – מאות-מיליארדי כוכבים, וכן ערפיליות, ענני אבק וגז, המרוכזים במקום אחד ביקום. השמש שלנו וכוכבי הלכת שלה שייכים לגלקסיה הנקראת "שביל החלב". (54,31,15)

גרבן – ראו בקע.

גרניט – סלע תהום קשה הנוצר מהתגבשות איטית של מגמה במעמקים. הגרניט הוא סלע שכיח בטבע. הוא מורכב מגבישים ניכרים לעין של כמה סוגי מינראלים. (183,180,153(ת), 205,200,192,184(ת), 292)

גרעין התעבות – כל אחד מהחלקיקים המיקרוסקופיים המוצקים המרחפים באוויר (כמו חלקיקי אבק, חלקיקי פיח, אבקת צמחים, וגבישי מלח), אשר סביבם מתעבים אדי המים שבאוויר ויוצרים טיפונות מים. (104,98,97,96(ת), 114,109)

גרעין קיפאון – כל אחד מהחלקיקים המיקרוסקופיים המוצקים המצויים בענן, אשר סביבם יכולות הטיפונות המצויות בענן לקפוא ולהפוך לגבישי קרח. (104(ת))

גשם – טיפות מים הנוצרות בעננים כתוצאה מעיבוים של של אדי מים, והן ניתכות ברציפות אל פני כדור הארץ. (104,103,101,99,98,96(ת), 105, 106, 108, 109, 112, 114, 118, 128, 147, 201, 208, 209, 213, 214, 217, 218)

גשם חומצי – גשם שבטיפותיו מתמוססות בעיקר תחמוצות גופרית ותחמוצות חנקן, ההופכות לחומצות. מקור התחמוצות הוא בפליטה של חומרים רעילים ממפעלי תעשייה ומכלי תחבורה. גשם זה גורם נזקים לצמחייה וליבולים חקלאיים, לבעלי החיים ולמבנים. (128(ת), 137, 142)

גשמי מונסון – גשמים עזים במיוחד, הפוקדים את הודו ואת חלקה הדרום-מזרחי של אסיה בחודשי הקיץ. (118,108(ת))

דולינה – צורת נוף קארסטית. שטח שקוע שנוצר עקב המסה קארסטית או עקב התמוטטות תקרה של מערה קארסטית. (199(ת))

דיות – תהליך שבו מים משתחררים מן הצמח לאטמוספרה בצורת אדים, לאחר שעברו מן השורשים דרך רקמות ההובלה שבצמח אל העלים. בלועזית: טרנספירציה. (96)

דייק – גוף מגמתי החודר אל תוך סלעי הסביבה, ומתגבש. (183(ת))

דלק מאובן (דלק פוסילי) – סוג של דלק שנוצר משרידי בעלי חיים או צמחים שחיו לפני מיליוני שנים. הפחם, הנפט והגז הטבעי הם דלקים מאובנים. (134, 138, 250, 270-269, 274, 285)

דלתה – שטח יבשתי, מישורי, הנוצר בים על ידי סחף שהושקע באזור השפך של הנהר. (218,196 (ת) 243,219)

האור הנראה – תחום (חלק) מסוים מכלל קרינת השמש, אשר עינינו מסוגלות לקלוט. (77,69)

הוריקן – סופה טרופית עזה והרסנית, המתפתחת בעיקר במערב האוקיינוס האטלנטי, בדרך כלל במפרץ מכסיקו ובים הקאריבי. (65, 67(ת), 89, 103, 110(ת)-111, 114, 118, 120)

הורסט – ראו גוש מורם.

החזרת קרינה – תהליך שבו קרינה פוגעת בדרכה בחומר מסוים ומוחזרת. קרינת השמש פוגעת בדרכה בעננים ובחלקיקים המצויים באוויר או בפני הקרקע, ומוחזרת ברובה אל החלל. (74(ת), 75(ת),77, 83, 133, 134, 137, 278)

הטמעה (פוטוסינתזה) – תהליך שבאמצעותו צמחים ירוקים מייצרים חומרים אורגאניים (פחמימות) מתוך חומרים אנאורגאניים (פחמן דו-חמצני ומים), תוך ניצול אנרגיית השמש. (134,133,71,69,68, 283)

הידלדלות הקרקע – תופעה שבה קרקע שהייתה פורייה יורדת באיכותה והופכת לקרקע שאינה ניתנת לעיבוד חקלאי. (246-244,204)

הידרוספרה – כל גופי המים הקיימים על פני כדור הארץ: אוקיינוסים וימים, אגמים ונהרות, קרחונים ומי תהום. (7(ת), 253,77,68)

*316*

היתוך תרמו-גרעיני – תהליך שבהם גרעיני אטומי מימן מתמזגים אלה עם אלה ויוצרים גרעיני אטומי הליום חדשים. התהליכים התרמו-גרעיניים יוצרים אנרגיה חזקה מאוד. (15, 23)

הליום – יסוד כימי, גז בלתי דליק וחסר צבע וריח, שהיה קיים בכמות רבה באטמוספרה של כדור הארץ לפני מיליארדי שנים, אך התנדף אל החלל כבר בתקופה הקדומה, וכיום אינו קיים בה כלל.(23, 72,70,27)

"המהפכה התעשייתית" – שינויים כלכליים וחברתיים שהתחוללו באירופה ובארה"ב החל מאמצע המאה ה-18. המהפכה החדירה שכלולים ומיכון בייצור החקלאי והתעשייתי והביאה לתהליך העיור ולגידול האוכלוסייה, וכן לשינויים חברתיים מרחיקי לכת. (134-133,

141, 252, 269, 306)

"המפץ הגדול" – תאוריה פיזיקאלית מרכזית בחקר מבנה היקום. על פי תאוריה זאת, מקורו של היקום בנקודה בודדת, ובאירוע המפץ הגדול נוצר לא רק היקום כי אם גם ממד הזמן וממדי המרחב. מאז עברו כ-14 מיליארד שנים, שבהם התפשט היקום לכדי היקום שמוכר לנו כיום. את "טביעות האצבע" של המפץ הגדול ניתן למדוד גם כיום. (54,19,17)

העברת קרינה – תהליך שבו הקרינה עוברת דרך חומר ואינה מוחזרת או נבלעת בו. (278,76,74)

העתקה (שבירה) – תזוזה בין שני גושים של שכבות סלע, הנוצרת עקב כוח המופעל על שכבות הסלע. בהעתקה, שכבות סלע נשברות וגוש אחד מועתק ממקומו וזז ביחס לגוש הסמוך לו, כך שרצף השכבות נקטע. (178,177,176)

העתק (שבר) אופקי – העתק שבו מתרחשת תזוזה אופקית של שני גושי הסלע, הנעים בכיוונים מנוגדים. (176(ת), 178)

העתק (שבר) אנכי – העתק שבו גוש סלע אחד עולה או יורד ביחס לגוש סלע אחר. (176(ת), 178)

העתק (שבר) מדדגות – רצף של העתקים היוצרים מבנה מדורג, שבו גושי הסלע נטויים זה ביחס לזה בצורה של מדרגות. (177)

(ה)פן (ה)ביני – אזור המגע בין מי התהום השפירים לבין מי הים המלוחים. (260(ת))

הקטופסקל – יחידת מידה המבטאת לחץ אוויר. ההקטופסקל (100 פסקל) זהה למיליבר. (87)

הר געש – הר ובו לוע, שדרכו פורצת אל פני השטח לבה שמקורה במגמה הלוהטת המצויה במעמקי המעטפת של כדור הארץ. הלוע מוקף בסוללה של הסלעים אשר התמצקו לאחר ההתפרצות. (127,73,71-70, 155, 166-164, 169)

הר געש כבוי – הר געש שלא היה פעיל מאות, אלפי ואף מיליוני שנים. (166)

הר געש פעיל – הר געש המתפרץ בתדירות גבוהה, מדי כמה שנים ועד כמה עשרות שנים. (147,144,127,71 166,159,155(ת), 169(ת))

הד געש רדום – הר געש שלא היה פעיל במשך מאות ואלפי שנים, ומתפרץ לפתע. (166)

הר געש שטוח – הר געש שמלועו פורצת לבה נוזלית המתפשטת על פני שטחים נרחבים. (166(ת))

הר געש שכבתי – הר געש הפולט לבה ואפר געשי לסירוגין, ומבנהו עשוי שכבות שכבות. (166(ת))

חרוט אפר – הר געש הפולט בעיקר אפר געשי ופירורי סלע. (166(ת))

השקעה – תהליך שבו חומרי הבליה שוקעים כאשר תהליך סחיפתם והסעתם מסתיים.

(ה)התחממות (ה)גלובאלית – תופעה שבה מתגבר תוצא החממה, עקב גידול בכמות גזי החממה הנפלטים לאטמוספרה, וכתוצאה מכך הטמפרטורות בעולם נמצאות במגמת עלייה. (211,203,196,185,183, 213, 215, 219, 225)

התמוככות – שקיעת אוויר, תהליך שבו גוש אוויר שוקע באיטיות, מתכווץ, מתחמם ומתייבש, ומדכא התפתחות של עננים וירידת משקעים. (91)

התפלה – הוצאת מלחים ממי הים, או ממים מליחים, באמצעים טכנולוגיים שונים, כך שיהיו ראויים לשימושים שונים. (263,250(ת),

266-267)

התפרצות געשית (וולקניזם) – התפרצות של חומרי מגמה ממעמקי כדור הארץ אל פני כדור הארץ. (164)

זיהום האוויר – כניסתם של חומרים זרים ורעילים, הנפלטים ממקורות שונים כמו מפעלי תעשייה וכלי רכב, למרכיביו הטבעיים של האוויר. החומרים האלה עלולים לסכן את בריאות האדם ולהשפיע על איכות חייו, או לגרום לפגיעה בבעלי חיים, בצמחים או בסביבה.

זנית – מצב שבו קרינת השמש נמצאת בזווית ישרה אל פני הקרקע. מצב זנית יכול להתרחש רק בין חוג הגדי לחוג הסרטן. (100,77,65, 127, 128(ת), 142, 279)

זקיפים – צורת נוף קארסטית: משקע גירי המתפתח על קרקעית המערה בשלל צורות מרהיבות. (198(ת), 199(ת))

זרימת בוץ – תנועת זרימה של בלית וקרקע, שמעורב בה אחוז גבוה של מים והיא מהירה מאוד. (204, 207(ת), 208)

זרם חוף, זרם חופי – זרם מים הנוצר במקביל לחוף וסמוך אליו. הוא סוחף איתו חומרי בליה מן החוף ומשקיעם במקום אחר. (82(ת), 91,83, 108, 110, 114, 117, 138, 196, 218, 230, 232, 234, 266)

זרם ים, זרם ימי – זרימה, תנועה, של מים בים. התנועה נובעת מגורמים שונים, כמו הבדלי טמפרטורות במים או מליחות המים, וכן רוחות הנושבות באזור הים. (82(ת), 140,117,114,110,108,91,83, 198, 220)

זרמי ערבול – תאי זרימה הנוצרים במעטפת של כדור הארץ. בכל תא כזה עולה חומר חם ממעמקי המעטפת, וכשהוא מתקרב לקרום כדור הארץ הוא מתקרר ונוחת חזרה. זרמי הערבול, הם הגורמים ללוחות המרכיבים את הליתוספרה לנוע. (153(ת), 157,154)

חגורת האסטרואידים – אזור בין כוכב הלכת מאדים וכוכב הלכת צדק שבו מצויים מרבית האסטרואידים. (59,30,29)

חד תאי – יצור חי פשוט וזעיר, המורכב מתא יחיד. בדרך כלל אפשר לראות את היצורים החד תאיים רק במיקרוסקופ. (190,71)

חוג הגדי – קו הרוחב 23.5 מעלות דרום, קו הרוחב הדרומי ביותר שאליו מגיעה קרינת השמש בזווית ישרה (זנית) ב-21 בדצמבר. (44(ת),50, 80(ת), 122)

חוג הסרטן – קו הרוחב 23.5 מעלות צפון, קו הרוחב הצפוני ביותר שאליו מגיעה קרינת השמש בזווית ישרה (זנית) ב-21 או ב-22 ביוני. (44(ת), 50(ת), 80, 122)

חולית (דיונה) – גבעה של חול הנוצרת על ידי הרוח. לעתים החולית אינה יציבה והיא נודדת. (198, 236,213(ת), 238(ת), 239(ת))

חומר אנאורגאני – חומר שמקורו אינו מעולם החי או הצומח. (180)

חומר אורגאני – חומר השייך או קשור לחי ו/או לצומח, או שהוא נוצר

*317*

או מופק מהם. (29, 62, 180, 203, 204, 244, 270, 277, 281, 283)

חומרי בליה – ראו: בלית.

חומר גלם – חומר המשמש לייצורם של מוצרים. מקורם של חומרי הגלם העיקריים הוא בטבע – היסודות הכימיים המצויים ביבשה, בים ובאוויר, אוצרות הטבע השונים וכן חומרים מן החי והצומח. את חומרי הגלם מעבדים והופכים למוצרים שונים. (292-287)

חומר רדיואקטיבי – יסוד כימי לא יציב ההופך, עקב שינויים בגרעין האטום, לחומר אחר, תוך פליטת אנרגיה. (269,192-191)

(ה)חור בשכבת האוזון – כינוי לתופעת הירידה בריכוז גז האוזון המצוי בשכבת האוזון, בגובה של 50-12 ק"מ. (129(ת))

חור שחור – גרם שמים בעל שדה כבידה כה חזק, עד ששום גוף, לרבות אור, אינו יכול להתחמק ממנו. (16,15,14)

חזית חמה – אזור המפגש בין גוש אוויר חם לבין גוש אוויר קר, ובו האוויר החם זורם במתינות כלפי מעלה, מעל לאוויר הקר, תוך יצירת ענני שכבה. (100(ת), 113,103)

חזית קרה – אזור המפגש בין גוש אוויר קר לבין גוש אוויר חם, ובו האוויר הקר דוחק במהירות כלפי מעלה את האוויר החם, לעתים תוך יצירת ענני סערה. (100(ת), 113,102)

(ה)חלל – התחום שמחוץ לכדור הארץ. בחלל נמצאים הכוכבים, כוכבי הלכת, הערפיליות והגלקסיות. (58,55,54,29,21,23,17,15,14, 63-59, 70-69, 72, 74 75,134, 137, 150, 151)

חללית – רכב חלל לא מאויש, המיועד למסעות אל יעדים שונים במערכת השמש, כמו הירח או אחד מכוכבי הלכת, האסטרואידים או השביטים. (12, 16, 27, 29, 54, 56, 58, 59, 60, 61(ת))

חמצון – תהליך ההתרכבות של חומר עם חמצן. דוגמה בולטת לתהליך החמצון היא הבערה. (270)

חמצן – גז חסר צבע, טעם וריח, המהווה כ-21 אחוזים מנפח האוויר שבאטמוספרה. (69,62,58,26 275,270,180,129,78,71,70)

חנקן – גז חסר צבע , טעם וריח, המהווה כמעט 80 אחוזים מנפח האוויר שבאטמוספרה. (70,62,26(ת), 165,128-127,78)

חקלאות אורגאנית – חקלאות המתחשבת בערכי הטבע ובשימור הקרקע. החקלאים נמנעים משימוש בחומרים מזיקים לאדם ולסביבה. (247)

חקלאות בת-קיימא – שיטת עיבוד חקלאית המשתמשת בשיטות הפוגעות במידה מופחתת בסביבה ובבריאות האדם, מתוך אמונה שיש לשלב את צורכי הפיתוח וצורכי החברה עם הצורך לשמור על הסביבה. (246)

חרוט אפר – ראו הר געש

חרסית – קבוצה של מינראלים והסלע המורכב מהם. המונח חרסית מתאר גם גרגיר זעיר ביותר. (185,174(ת), 237,235,217,211,201, 238, 292)

טביעת הרגל האקולוגית – תיאור מידת הניצול של משאבי כדור הארץ על ידי האדם באמצעות חישוב השטח הנחוץ לסיפוק הצרכים של בני האדם – מזון, אנרגיה, מגורים, פינוי פסולת ועוד. (308)

טבעת – אוסף של מיליוני חלקיקים קטנים של סלע ושל קרח, המקיפים כוכב לכת במישור קו המשווה שלו. לשבתאי יש הטבעות היפות ביותר במערכת השמש. (24, 31,28,27,25)

"טבעת האש" – כינוי לרצועה של הרי געש ומוקדי רעידות אדמה המקיפה את האוקיינוס השקט. 80 אחוזים מהפעילות הגעשית ומרעידות האדמה המתרחשות בעולם מתקיימות באזור זה. יפן, הפיליפינים, צ'ילה ומדינות מערב ארה"ב, הן חלק מהמדינות הנכללות בטבעת האש. (167,165)

טוף – סלע המורכב מתוצרי התפרצויות געשיות – אפר געשי, אבנים ושברי סלעים, שהועפו מהר הגעש ועם הזמן נדחסו והפכו לסלע. בישראל, טוף שמקורו ברמת הגולן משמש כמצע לגידול בחממות, לגינון ביתי ולנוי. (165)

טורבינת רוח – מנוע לייצור חשמל, המונע באמצעות הרוח. (280(ת))

טורנדו – סופה הרסנית, המתרחשת על שטח מצומצם ונראית כמערבולת דמוית משפך, היורדת מענן סערה אימתני. (66,65(ת), 67, 100, 112(ת), 114)

טייפון – סופה טרופית עזה והרסנית, המתפתחת בעיקר באוקיינוס השקט. באוקיינוס האטלנטי היא מכונה "הוריקן".(120,110)

טיפונות – טיפות מים זעירות הנוצרות בתוך עננים כאשר הלחות המצויה באוויר מגיעה לרוויה. (211,201,142,128,127,114,104,98,97,96,77)

טל – אדי מים המתעבים לטיפות על גבי חפצים או משטחים קרים, בעיקר בשעות הלילה אז מתרחשת ירידה בטמפרטורה. (106,104)

טלסקופ – מכשיר המשמש לתצפיות אסטרונומיות ומאפשר לראות בהגדלה עצמים מרוחקים מכדור הארץ מרחק עצום. טלסקופ השוהה בחלל ומעביר צילומים אל כדור הארץ, נקרא טלסקופ חלל. (26,17,14, 29, 55,54, 56, 150,61)

טעונת – סך כל החומרים הנסחפים ומוסעים על ידי הנהר או הנחל. (213)

טרשונים – צורת נוף קארסטית: גושי סלע משוננים שנותרו חשופים בפני השטח עקב תהליכי בליה קארסטיים. (199(ת))

יחידה אסטרונומית – יחידת מידה המשמשת למדידה של מרחקים אסטרונומיים ושווה למרחקו של כדור הארץ מהשמש – 150,000,000 ק"מ. (18)

ימי השוויון – הימים שבהם מגיע שיא עונת המעבר – סתיו או אביב, בהתאם למהלך התנועה של כדור הארץ תוך כדי הקפתו את השמש. בימים אלה שוררות 12 שעות אור ו-12 שעות חושך בכל רחבי העולם. (45-43(ת))

ימי ההיפוך – הימים שבהם מגיע שיא החורף או שיא הקיץ, בהתאם למהלך התנועה של כדור הארץ תוך כדי הקפתו את השמש. (45(ת))

יממה – משך הזמן של סיבוב אחד של כדור הארץ, או של כל כוכב לכת אחר, סביב צירו. אורכה של היממה, יום ולילה, על פני כדור הארץ, הוא 24 שעות. (36,24)

יסוד כימי – חומר המורכב מסוג אחד של אטומים. בטבע יש יותר ממאה סוגי אטומים, ואלה היסודות. היסודות מתרכבים ביניהם ויוצרים את כל סוגי החומרים הנמצאים בעולמנו וביקום. (192,180)

יער גשם – סוג של יער המאפיין את רצועת האקלים הטרופי (המשתרע משני צידיו של קו המשווה). היער סבוך והוא עשוי רבדים של צמחייה. הוא מכונה גם "ג'ונגל". (119,75(ת), 134)

(ה)יקום – כל מה שנמצא, העולם המוחשי כולו, על כל הדברים הנמצאים בו: גלקסיות, כוכבים, כוכבי לכת, ירחים וגם... כדור הארץ. (14(ת),21,19)

ירח – גוף המקיף כוכב לכת והקשור אליו בגלל כוח הכבידה של כוכב הלכת. לכמה כוכבי לכת הסובבים את השמש יש ירח אחד או כמה ירחים, לדוגמה: לכדור הארץ יש ירח אחד, למאדים יש שניים, ולצדק יש למעלה מ-60 ירחים! (28,27,26,25,24,23,22(ת), 29(ת), 35,31(ת),

40(ת), 50-46, 54, 56(ת), 59, 77(ת), 103)

*318*

כבול – חומר אורגאני, דחוס ורקוב, שמקורו בצמחים ששקעו בקרקעית של ביצות, באזור שהחמצן הזמין בו מועט. זהו השלב הראשון בתהליך ההיווצרות של הפחם. (275)

כבידה, כוח הכבידה (כוח המשיכה) – הכוח הקיים בין כל שני גופים חומריים בטבע. עוצמת הכבידה תלויה במרחק בין הגופים, ובמסה שלהם. (12, 13(ת), 16, 18, 21, 22, 24, 28, 29, 31, 48, 50, 56, 58, 59, 60, 69, 72, 104, 114, 198, 204, 207, 210, 211)

כוח החיכוך – כוח המופיע בשטחי המגע בין שני גופים והפועל נגד תנועתם זה ביחס לזה. (206,205,162,158,157,156)

כוח קוריוליס – כוח הפועל על חומרים המצויים על פני כדור הארץ ובאטמוספרה שלו, והוא נובע מסיבוב כדור הארץ סביב צירו. כוח זה גורם לגופים הנעים בחצי הכדור הצפוני לסטות ימינה, ואילו בחצי הכדור הדרומי – לסטות שמאלה. (90,82)

כוכב – גוף שמימי עשוי גזים לוהטים, הפולט אור ואנרגיה שנוצרים בתוכו. השמש שלנו היא כוכב. (14,11(ת), 15(ת)-17(ת), 23,22,19-18, 24, 31, 38, 54, 62)

כוכב לכת – גוף שמימי המקיף את השמש ומחזיר את אור השמש הפוגע בו. כדור הארץ הוא אחד מ-8 כוכבי הלכת המקיפים את השמש. בכוכבי הלכת כלולים כוכבי הלכת הסלעיים, שהרכבם סלעי, וכוכבי הלכת הגזיים, שהרכבם גזי ברובו. (25,24,23,22,14,11(ת), 26(ת), 28(ת), 29, 31, 36, 41(ת) 54, 59, 64, 72, 190)

כוכב לכת ננסי – גרם שמים במערכת השמש שלנו, המקיף את השמש. צורתו כמעט כדורית. לאחר שנוצר נשארו בסביבתו גופים זרים, המקיפים יחד אתו את השמש, והוא אינו לוויין של כוכב לכת או של גרם שמים אחר. פלוטו הוא דוגמה לכוכב לכת ננסי. (31,25,24)

כורכר – סלע חול גירי, הנוצר כאשר חומר גירי מלכד את גרגירי החול של החולית. (231)

כושר הנשיאה – היכולת המרבית שיש לאזור מסוים (או לכדור הארץ כולו) לכלכל את האוכלוסייה החיה בו ולשמור על המערכת האקולוגית שלו, מבלי שייגרם לו נזק בלתי הפיך. יכולת זאת תלויה בכמות המשאבים הקיימת באזור, ובמספר בני האדם החיים בו. (8, 307)

כפור – אדי מים הקופאים על גבי צמחים או חפצים כאשר הטמפרטורה יורדת מתחת ל-0 מעלות צלזיוס. התופעה נקראת גם "קרה". (106,104 (ת))

כתמי שמש – מערבולות מגנטיות רבות עוצמה המצויות על פני השמש. (22(ת), 23(ת), 140)

לבה (לבה) – חומר שמקורו במגמה הרותחת העולה אל פני השטח בעת התפרצות געשית (התפרצות וולקאנית). (165,154, 182,170,166)

לגונה – מפרץ המופרד מן הים הפתוח על ידי רצועת יבשה צרה. לעתים יש לו פתח לים הפתוח, ולעתים המעבר של מי הים חסום. (232(ת))

לוויין – עצם הלכוד בשדה הכבידה של גוף אחר, ואשר מקיף אותו במסלול סגור. לדוגמה, הירחים או הטבעות הם לוויינים של כוכב לכת. לוויינים מלאכותיים, מעשה ידי האדם, משוגרים לחלל למשימות שונות, הנערכות תוך הקפת כדור הארץ. (54,28,25,11(ת), 100,73,60,59,58, 111, 112, 113, 124, 129, 135, 157, 162)

לוחות טקטוניים – הלוחות המרכיבים את הליתוספרה – קרום כדור הארץ, והחלק העליון ביותר של המעטפת. לוחות אלה נעים זה ביחס לזה – מתרחקים זה מזה או מתקרבים זה אל זה. (151,146, 152(ת)-156(ת), 157, 160, 165, 170-168, 178)

לוע הר געש – פתח היציאה של המגמה הפורצת מהר געש. (165(ת), 167, 170-169)

לחות יחסית – כמות אדי המים שהאוויר מכיל בזמן המדידה, יחסית לכמות המרבית שהאוויר מסוגל לקלוט באותה טמפרטורה. היחס באחוזים בין הלחות המוחלטת (זאת שנמדדה) לבין לחות הרוויה. (97(ת), 105, 109)

לחות מוחלטת – מספר הגרמים של אדי מים ב-1 ק"ג אוויר בזמן המדידה בטמפרטורה מסוימת. (97 (ת))

לחות רוויה – הכמות המקסימאלית של אדי מים שהאוויר יכול להכיל בטמפרטורה מסוימת. (114,109,101,98,96)

לחץ – כוח הלוחץ על שכבות הסלע משני הצדדים (לחץ אופקי), או ממעמקים כלפי מעלה (לחץ אנכי). (86,27(ת), 123,118,114,100,97, 148, 154, 165, 173, 174(ת), 177, 178, 184, 187, 192, 270)

לחץ האוויר – הלחץ המופעל על יחידת שטח על ידי "עמוד" האוויר שמעליה, ממקום המדידה ועד לפסגת האטמוספרה. (86,72,65(ת), 87, 90, 91, 92, 93, 96, 99, 111, 112, 113, 114, 118)

ליבה – ראו גלעין

ליקוי לבנה (ליקוי ירח) – מצב שבו כדור הארץ נמצא בדיוק בין השמש לבין הירח, והוא מטיל על הירח צל ומאפיל אותו. (47(ת))

ליקוי חמה (ליקוי שמש) – מצב שבו הירח עובר בין כדור הארץ לבין השמש ומסתיר אותה מעינינו. בליקוי חמה מלא משתררת חשיכה גמורה, כמו בלילה. בליקוי חלקי הירח מסתיר רק חלק מן השמש, ולא שוררת אפלה. (47(ת))

ליתוספרה – החלק החיצוני של כדור הארץ, הכולל את קרום כדור הארץ ואת השכבה העליונה, המוצקה, של המעטפת. (153(ת), 157,156-154, 253,165)

לס – משקע צהבהב הנוצר מגרגירים קטנים מאוד, הנישאים ברוח ומושקעים במרחק רב. (235,239-237)

לשון יבשה – רצועה של יבשה החודרת אל הים והיא מוקפת במי הים. (231(ת))

מאובן – שרידים או עקבות של חלקי בעלי חיים או צמחים, שנשמרו בסלע או התאבנו. (186,183,153(ת), 191,187(ת))

מאובן מנחה – מאובן המשמש לזיהוי גילו היחסי של סלע. לבעל החיים שהותיר מאובנים כאלה הייתה תפוצה גאוגרפית נרחבת וטווח חיים קצר יחסית. (191)

מבנה העתקה – מערכת של העתקים גאולוגיים, הנוצרת על ידי כמה העתקים סמוכים. (177)

מגמה – חומר מותך הנמצא עמוק מתחת לפני השטח והוא מכיל סלע מותך, גזים ואדי מים. (147,70(ת), 153(ת)-183-182,168,165,155, 188, 192)

מדרוח (אנמומטר) – מכשיר למדידת כיוון הרוח ועוצמתה. (89)

מדבור – תהליך שבו תופעות האופייניות לאזורי מדבר מתפשטות לעבר אזורים שאינם מדבריים במקורם. (246)

מדבר בצל גשם – אזור מדברי המשתרע סמוך לאזורים גשומים, שעקב מיקומו – למרגלות רכס הרים – רמת המשקעים בו נמוכה. (109(ת), 119)

(ה)מדינות (ה)מפותחות – קבוצה של מדינות המתאפיינות ברמת חיים גבוהה וכן ברמת השכלה וטכנולוגיה גבוהה. במדינה כזאת האוכלוסייה נהנית מתשתיות מתקדמות וממגוון רחב של שירותים שרמתם גבוהה.

*319*

תוחלת החיים במדינה גבוהה, ושיעורי הילודה נמוכים. (147,139,138 ,

164, 241, 243, 259-257, 263, 267, 272, 278, 284-283)

(ה)מדינות (ה)פחות-מפותחות – קבוצה של מדינות המתאפיינות ברמת חיים נמוכה וכן ברמת השכלה וטכנולוגיה נמוכה. במדינה כזאת רמת התשתיות ורמת השירותים ירודות אף הן, קצב גידול האוכלוסייה מהיר, ותוחלת החיים נמוכה. (139,138, 303,284-283,267,259-257,241)

(ה)מדינות (ה)תת-מפותחות – תת-קבוצה של המדינות הפחות-מפותחות, שנכללות בה המדינות שרמת הפיתוח שלהן היא הנמוכה ביותר. (304)

מדרגות חקלאות (טרסות) – משטחי קרקע מישוריים שהאדם בונה על מדרונות ההרים במעין מדרגות, במטרה להשתמש בהם לעיבוד חקלאי. (202(ת), 246)

מהירות האור – המהירות שבה קרינת השמש מתקדמת ומתפשטת בחלל – כ-300,000 ק"מ בשנייה. (68,23,18)

מהירות המילוט – המהירות שצריכה חללית (או כל גוף אחר) לעבור כדי להשתחרר משדה הכבידה של כדור הארץ (או כל גורם שמימי אחר). למשל, מהירות המילוט מכדור הארץ היא 11.2 ק"מ לשנייה, מהירח – 2.4 ק"מ לשנייה, ומהשמש – 624 ק"מ לשנייה! (58)

מולד הירח – אחד ממופעי הירח, כפי שאנו רואים אותו מפני כדור הארץ. מצב זה, שבו הירח מתחיל להתמלא מחדש, מתרחש בכל ראש חודש בלוח העברי והמוסלמי. (46(ת), 47)

מולקולה (בעברית: פרודה) – חיבור של כמה אטומים של יסודות כימיים. לדוגמה, מולקולה של מים מורכבת מ-2 אטומים של מימן ומאטום של חמצן. (129,71,30 , 142)

מונסון – ראו: גשמי מונסון.

מופעי הירח – הצורות השונות שבהן החלק המואר של הירח נראה לנו: מולד, סהר, חצי ירח, מילוא, וכל המצבים שביניהם. (46(ת), 50)

מוקד-על – המקום על פני כדור הארץ שבו מורגשת רעידת האדמה במלוא עוצמתה. (160(ת))

מוקד רעידת האדמה – המקום שבו מתרחשת רעידת האדמה עצמה, מתחת לפני האדמה. (160(ת), 162)

מורנה – א. חומרי סחף שהקרחון סוחף איתו. ב. גבעות הבנויות מחומרי סחף שהשקיע הקרחון. (225(ת))

מזג האוויר – תכונות האוויר, והתופעות המתרחשות בו בזמן מסוים. בתופעות מזג האוויר נכללות: הטמפרטורות, הלחות, הרוח, העננות, המשקעים, לחץ האוויר, וכן תופעות כמו אובך, אבק וזיהום אוויר. (22, 24, 26, 59, 65, 67, 68, 78, 80, 87, 88, 97, 102, 103, 110, 113, 121, 132)

מחזור המים בטבע – תנועתם המחזורית של המים בטבע בין האטמוספרה, האוקיינוסים והיבשות, וחוזר חלילה. (209,68(ת), 219)

מחזור הסלעים בטבע – תהליך מחזורי שבו כל סוגי הסלעים – סלעי היסוד, סלעי המשקע והסלעים המותמרים – עשויים לשקוע, להינתך ולהפוך לסלע תהום ולפרוץ מחדש אל פני הקרקע. כל סלע גם עובר תהליכים של בליה, סחיפה, הסעה והשקעה. (188(ת), 194)

מחזור זרעים – שיטה של גידול יבולים חקלאיים, שלפיה מגדלים בכל עונה סוג אחר של גידולים, וזאת כדי לשמור על פוריות הקרקע. (246)

מחצבים – מינראלים המצויים בריכוז מוגבר, מעל לשיעור התפוצה הרגיל שלהם, במקומות שונים בקרום כדור הארץ. (287,276,254,180)

מטאור – חלקיק (רסיס של אסטרואיד או של שביט) שהגיע מהחלל. כאשר הוא נשרף בהגיעו לאטמוספרה, נראה לעינינו הבזק-אור קצר. (30(ת), 31)

מטאורולוג – מומחה למטאורולוגיה, חוקר העוסק בחקר מזג האוויר. (153,117,72)

מטאורולוגיה – ענף בגאופיזיקה, העוסק באטמוספרה ובתורת מזג האוויר. (102)

מטאוריט – חלקיק (רסיס של אסטרואיד או שביט) שהגיע מהחלל, חדר דרך האטמוספרה, ונחת על פני כדור הארץ. (187,150,149-148,30, 190,190)

מי תהום – מים הנאגרים בשכבת סלע חדירה ונקבובית, הנמצאת מתחת לפני הקרקע. (257,246,239,209,168,167, 263,261-259,

267-265, 273, 281)

מיליבר – יחידת מידה המבטאת לחץ אוויר – אלפית הבר. בגובה פני הים לחץ האוויר הוא 1,013 מיליבר (כ-1 בר).(87,86)

מים מושבים – מי ביוב שעברו תהליך טיהור והושבו (הוחזרו) לשימוש. (263)

מים עיליים – כל גופי המים השפירים, הזורמים והעומדים, הנמצאים בגובה פני הקרקע או סמוך אליהם – נהרות, אגמים ומעיינות. (257, 261-260, 267)

מים שפירים – מים שאיכותם טובה והם ראויים לשתייה ולכל שימוש אחר. כמות המלחים בהם קטנה מאוד. (256(ת), 257(ת), 261-260,258)

מימן – גז חסר צבע, טעם וריח, והוא היסוד הכימי הקל ביותר והנפוץ ביותר ביקום. המימן מצוי בכמות מזערית ביותר באטמוספרה. המימן והחמצן הם שני המרכיבים של המים. (23, 189,134,72,70,27)

מינראל – חומר טבעי, אנאורגאני, בעל הרכב אחיד, מוצק, הבנוי במבנה גבישי קבוע. (205,192,189,187,181-180,167)

מישור המילקה – המישור שבו חגים כל כוכבי הלכת סביב השמש. (21,

41(ת), 42, 47,44, 81)

מישור הצפה – שטח מישורי משני צידי הנהר, אשר המים מציפים אותו כאשר הם עוברים על גדות האפיק ומשקיעים בו את הסחף. (216(ת), 221)

מלחים – שם כולל לקבוצה של חומרים כימיים שהם תרכובת של יסוד מתכתי עם יסוד אל-מתכתי. המוכר ביותר הוא מלח הבישול, אך מלחים אחרים, ובהם מלחי האשלגן, מלחי המגנזיום ומלחי הברום הם בעלי שימושים רבים. (199,187,182, 203, 291,215,204)

מלכודת נפט – מבנה גאולוגי הגורם לנפט להילכד ולהצטבר במקום מסוים, כך שנוצר בו מאגר תת-קרקעי של נפט. (270(ת), 273,271)

מניפת סחף – הצטברות של חומרי בליה בצורה דמוית משפך או מניפה למרגלות ההרים, בדרך כלל בפתחם של ערוצים צרים. (217)

מנסרה – גוף שקוף שצורתו הגאומטרית היא בעלת שני בסיסים מקבילים ופאות צדדיות מקבילות. כאשר אור עובר דרך מנסרה הוא נשבר או מוחזר ומתפצל לצבעים המרכיבים אותו. (77(ת))

מסה – כמות החומר המצויה בגוף כלשהו. המסה של גוף אינה משתנה, והיא תהיה זהה בכל מקום. זאת לעומת משקל הגוף, התלוי בכוח הכבידה הפועל עליו. (72,31,30,22)

מעבורת חלל – רכב חלל מאויש המשמש להטסת אסטרונאוטים למשימות שונות בחלל, כמו טיפול בטלסקופ החלל, משימות מחקר של הקפה סביב כדור הארץ, או הבאת ציוד ואסטרונאוטים לתחנת החלל. (57(ת), 58(ת), 60, 61, 73)

מעטפת כדור הארץ – השכבה שבין החלק הפנימי של כדור הארץ, הגלעין (ליבה), לבין הקרום החיצוני שלו. המעטפת בנויה מסלעים מותכים ודחוסים. (28,26(ת), 147(ת), 153,150,148(ת), 168,157,154)

*320*

מעיין חם – נביעה של מים חמים מן האדמה. ככל שמעמיקים אל תוך כדור הארץ הטמפרטורות עולות, ומים שחלחלו אל השכבות העמוקות מתחממים ונובעים אל פני השטח מסדקים. (167,148,70(ת), 170, 282)

מעיין קארסטי – צורת נוף קארסטית: מעיין הנובע בשל זרימה תת-קרקעית באזור קארסטי. (199(ת))

מערה קארסטית – צורת נוף קארסטית: מערה שנוצרת בשל תהליכי המסה באזור קארסטי. (199(ת))

מערכת השמש – כינוי למכלול הכולל את השמש, שמונת כוכבי הלכת שלה (שכדור הארץ הוא אחד מהם), וכן כוכבי לכת ננסיים ומספר גדול של גופים קטנים כמו אסטרואידים ושביטים. (21(ת), 35,30,29,28,27, 54, 59, 72, 151)

מערכת לחץ אוויר – אזור במפת לחץ האוויר, הכולל שקעים, רמות, אפיקים ורכסים. (87, 121,117,113,106,94,90,88)

מערכת נהר – האפיק הראשי של הנהר והיובלים המתנקזים אליו. (209, 210(ת))

מפה סינופטית – מפה המכילה נתונים על תנאי מזג האוויר, כפי שנמדדו בשעה מסוימת במקומות שונים בעולם בו-זמנית. (113(ת))

מפל מים – זרם של מים, הנופלים ממקום גבוה למקום נמוך ויוצרים בדרך כלל מצוקים באפיק הנהר. (219,216)

מפרץ – קטע ים החודר ליבשה. (230,218,226,178)

משאבי אנרגיה – משאבים שהם מקור לייצור אנרגיה – חשמל, דלק לתחבורה וכדומה. (284-269,254)

משאב מתחדש – חומר מן הטבע, אשר האדם מנצל אותו לצרכיו והוא מתחדש כל העת. תהליך ההיווצרות שלו מהיר, יחסית, כך שקצב ניצולו על ידי האדם אינו עולה על קצב היווצרותו. (254,249(ת)-269,255)

משאב מתכלה – חומר מן הטבע, אשר האדם מנצל אותו לצרכיו. תהליך ההיווצרות שלו איטי מאוד, מיליוני שנים, וכמותו על פני כדור הארץ מוגבלת, ולכן השימוש הגובר בו עלול לגרום להתכלותו. (269,254,249, 270, 274, 285-284)

משאבי טבע – כל החומרים הקיימים בטבע – במעמקי האדמה ועל פניה, באוויר ובמים – ואשר האדם משתמש בהם לצרכיו. (141,140, 203, 204, 245, 249, 255-252)

משאבי קיים – משאבים שהם הכרחיים לקיום חיים – בלעדיהם לא ייתכנו חיים. המים, האוויר והקרקע הם דוגמאות למשאבי קיום. (145, 254)

משטח גידוד – משטח סלעי במי הים, הנשאר כשריד למצוק שנסוג בגלל פעולת גידוד של הגלים. (231(ת))

משטר הזרימה באפיק – מאפייני זרימת המים בנהר: מהירות, כמות ורציפות. (212, 281,219)

מתאן – אחד מגזי החממה – גז הנוצר באופן טבעי, דליק, חסר צבע וריח. מכונה גם "גז הביצות". (283,76,59,27,26)

מתח – כוח המושך ומותח את שכבות הסלע לשני הצדדים. (174(ת))

מתכות – משפחה של חומרים המצטיינים בחוזק, בברק ובמוליכות חשמלית, וחלקן אף מתמגנטות. (288,287)

נגר עילי – המים הזורמים (ניגרים) על פני השטח לאחר ירידת המשקעים. (209,147(ת), 214(ת), 259)

נגר תת-קרקעי – המים החודרים אל הקרקע וממשיכים בזרימה מתחת לפני השטח. (209(ת))

נהר מפותל (נהר מיאנדרי) – נהר שיש בו פיתולים רבים, ואשר בגלל הפיתולים אורכו גדול לפחות פי 1.5 מאורכו בקו אווירי. (214(ת), 219)

נהר פזרות – נהר שנוצרים בו איים קטנים, והוא מתפצל לכמה אפיקים הזורמים לאותו כיוון. (נהר פזרות – 214(ת), 219)

נוף קארסטי – נוף הנוצר על ידי תהליכי בליה כימיים – תהליכי המסה, בסלעי גיר בעיקר. (209,203,198)

נוף קארסטי עילי – נוף הכולל בתוכו צורות נוף קארסטיות שנוצרו על פני השטח. (199,198(ת))

נוף קארסטי תת-קרקעי – נוף הכולל בתוכו צורות נוף קארסטיות שנוצרו מתחת לפני השטח. (199,198(ת))

נחל איתן – נחל הזורם בקביעות במשך כל ימות השנה. (212)

נחל אכזב – נחל שמימיו אינם זורמים בקביעות – בתקופה הגשומה של השנה זורמים בו מים, ואילו בתקופה היבשה הוא יבש ולא זורמים בו מים כלל. (212)

נטיפים – צורת נוף קארסטית: משקע גירי המתפתח על תקרת המערה בשלל צורות מרהיבות. (198(ת), 199)

נפט – נוזל כהה ודליק המצוי במעבה האדמה במקומות שונים בעולם. הוא נוצר משרידים של יצורים ימיים, שהצטברו בקרקעית האוקיינוסים ועברו שינויים כימיים במהלך מיליוני שנים. ממרכיבי הנפט מפיקים מוצרים רבים: דלקים לרכבים ולמטוסים, אספלט, פלסטיק, חומרי הדברה, נרות ועוד. (266,263,254,253,252,189,180,164,134(ת),

269, 270(ת), 271, 273, 274, 276, 277, 283, 284, 285)

נפתול, מיאנדר – קטע של אפיק נהר המתפתל ויוצר מעין לולאה. (214)

נפתול עזוב – נפתול נהר שהמים פסקו מלזרום בו. (214(ת))

נקודה חמה – אזור במעטפת העליונה של כדור הארץ, שיש בו התחממות. מעל לנקודה חמה כזאת מתרחשות תופעות געשיות תכופות. (168(ת), 169)

סביבת השקעה – סביבות שונות על פני כדור הארץ, שבהן עשויים סלעי משקע להיווצר, למשל: ים רדוד, אגם או מישור מדברי. (185,184)

סולם בופור – סולם המדרג את עוצמת הרוח על פי תופעות שונות בים וביבשה. (89)

סולם ריכטר – סולם המגדיר וממיין את רעידות האדמה לפי עוצמתן: כל שלב בסולם גבוה פי 10 מן השלב שמתחתיו. (163,162,155,146(ת), 178)

סופה טרופית – סופה הנוצרת עקב שקע ברומטרי הנמצא מעל אוקיינוס. כאשר הסופה, הצוברת משקעים רבים מהתאדות מי האוקיינוס, נעה לעבר היבשה – היא עלולה לפגוע באזורי החוף פגיעה קשה. (112-110, 114, 118)

סחיפה – תהליך של ניתוק חומרי הבליה ממקומם והסעתם למקומות אחרים. התהליך מתרחש באמצעות גורמים חיצוניים כמו: מים, רוח, קרחונים, גלי ים ועוד. (188 (ת), 228,226,217,215,211,205,196, 231, 233, 236, 238, 246-245)

סיסמוגרף – מכשיר למדידת הגלים של רעידות האדמה. (149(ת), 163)

סלע – חומר טבעי קשה, המורכב מגבישים או מגרגירים של מינראלים מסוג אחד או יותר. (169,156,153,150,148,68,56,29,28,26,24, 170, 176, 177, 178, 182, 181, 182, 183, 185, 187, 192, 193, 194, 198, 199, 202, 205, 207, 208, 215, 217, 218, 226, 233-229, 237, 246)

סלע אב – סלע המקור שחומרי הבליה מתנתקים ממנו. (203,202,197, 205, 234)

*321*

סלע ביטומני – ראו פצלי שמן.

סלע התאדות – סלע משקע הנוצר בעקבות התאדות מהירה של מים באגם שהייתה לו אספקה סדירה של מי ים. משנפסקה או הוחלשה אספקת מי הים – המים מתאדים, והמלחים שהיו במים שוקעים על הקרקעית. בין סלעי ההתאדות הנפוצים אפשר למצוא את המלח, הגבס ועוד. (185)

סלע התמרה, סלע מותמר (סלע מטמורפי) – סלע הנוצר עקב שינוי הנגרם בגלל טמפרטורה גבוהה ו/או לחץ חזק. כל סוגי הסלעים יכולים לעבור התמרה (למשל: השיש הוא סלע גיר שעבר התמרה). (187)

סלע יסוד (סלע מגמתי) – סלע הנוצר עקב התגבשות והתמצקות של מגמה. (194,189,182)

סלע כיסוי – שכבה של סלע אטום החוסמת את הנפט, שהוא קל יחסית, מלעלות למעלה. כך מצטבר הנפט לכדי מאגר שניתן לשאוב ממנו. (270)

סלע מאגר – סלע שהנפט מצטבר בו, בזכות היותו סלע נקבובי וחדיר. אבני החול, למשל, הן סלע מאגר שכיח. (270)

סלע מלח – סלע משקע הנוצר כתוצאה מהתאדות של מים באגם שהייתה לו אספקה סדירה של מי ים. כאשר הופסקה או נחלשה אספקת מי הים, התאדות המים גורמת לשקיעת המלח בקרקעית. (185)

סלע מקור – סלע שבו נוצר נפט. הלחץ של שכבות הסלע גורם לנפט לנדוד מסלעי המקור, ולהצטבר בסלעי המאגר. (277,270)

סלע משקע (סלע סדימנטארי) – סלע הנוצר עקב שקיעה של חומרים שונים. סלעי המשקע הימיים נוצרים בים (למשל, סלע הגיר); סלע משקע יבשתי נוצר ביבשה (למשל, אבן החול). (183(ת), 277,194,192,185,184)

סלע סחיף – סלע רך, אשר לכוחות החיצוניים קל לסחוף אותו. (231)

סלע עמיד – סלע קשה, המסוגל לעמוד זמן רב בפני כוחות הסחיפה. (231)

סלע פרץ (סלע וולקני) – סלע יסוד הנוצר עקב התגבשות מהירה של מגמה הפורצת ממעמקים אל פני כדור הארץ (למשל, בזלת). (165, 182, 183, 194)

סלע תהום (סלע פלוטוני) – סלע יסוד הנוצר עקב התגבשות איטית של מגמה במעמקי כדור הארץ (למשל, הגרניט). (194,183,182)

(ה)ספקטרום (ה)אלקטרומגנטי – כלל אורכי הגל של הקרינה הנפלטת מן השמש. האור שאנו רואים ("האור הנראה") הוא רק חלק קטן מכלל הספקטרום. (69(ת))

עמק קניוני – ראו קניון.

עמק U – עמק שנוצר על ידי קרחון – בסיסו רחב, קירותיו תלולים, וצורתו כצורת האות U. (215(ת), 226(ת), 227)

עמק V – עמק שנהר זורם בו, ואשר מדרונותיו תלולים וזרימת המים באפיקו מהירה. (215(ת), 226)

ענן – אוסף של טיפונות מים וגבישי קרח המצויים באוויר. (73,66,37, 74, 77, 96(ת), 98(ת), 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105(ת), 106, 109, 111, 112, 113, 114, 118, 119, 128, 134)

ענני נוצה (צירוס) – עננים שצורתם כנוצות לבנות. הקידומת "צירו" לשמם מעידה על היותם עננים גבוהים (מעל 6 ק"מ). (103,102)

ענני ערימה (קומולוס) – סוג של עננים תפוחים, הנראים כמו ערימה של עננים. (102(ת))

ענני שכבה (סטרטוס) – סוג של עננים היוצרים מעין שכבת עננים רציפה. (102 (ת))

עפרה – ראו בצר.

עקרון החפיפה – עיקרון שלפיו שכבות הסלע מונחות זו על גבי זו לפי גיל היווצרותן – העתיקות למטה והצעירות מעליהן. (183)

ערפילית – ענן גדול של אבק וגז בין-כוכביים, אשר נמצא בתוך הגלקסיה. (15(ת), 54,22(ת))

ערפל – סוג של ענן, שבסיסו נוגע בפני השטח. (101(ת), 114,108)

עתודות – מלאי של משאבים חיוניים (בעיקר משאבי טבע), הנשמרים או המוכנים לשימוש בעתיד. (276,272-270,253)

פוספטים – תרכובות המכילות אטום זרחן אחד וארבעה אטומי חמצן. סלעי הפוספט עשירים בתרכובות אלה. (בעברית – זרחה.) (292)

פחם האבן – חומר מוצק, שחור או חום, המורכב ברובו מהיסוד פחמן. הפחם נוצר מעצים וצמחים ששקעו לפני מיליוני שנים בקרקעיתן של ביצות, וכיום הוא נכרה במכרות בכל רחבי העולם. שריפת הפחמן משמשת להפקת חשמל בתחנות הכוח, והוא משמש גם כחומר גלם להפקת פלדה (בתוספת לברזל). (269,263,254-252,250,151,134,

270, 273, 276-275, 278, 284)

פחמימנים – קבוצה נרחבת של תרכובות אורגאניות שונות, המורכבות מאטומי פחמן(C) ומימן(H) בלבד. הפחמימנים נפוצים בטבע בצמחים ובבעלי החיים. כולם דליקים, וחלקם משמשים כחומרי דלק חשובים. (273,134, 277)

פחמן דו-חמצני – תרכובת של שני אטומי חמצן עם אטום אחד של פחמן. בתהליך הנשימה הגוף קולט חמצן, ופולט פחמן דו-חמצני. (62, 69, 70, 71, 72, 76, 129, 133(ת), 134, 138, 142, 165, 200, 243, 245, 269, 273, 274, 276, 283, 284)

פיורד – מפרץ ארוך, צר ועמוק, הנוצר מעמק קרחוני שהתמלא במים אחרי הפשרת הקרחון. 226(ת), 227)

פיח – אבקה שחורה הנפלטת ממנועים ומתחנות כוח בעת שריפת דלקים ופחם. הפיח מזהם את האוויר, תורם להתחממות כדור הארץ ואף גורם לבעיות בריאותיות רבות. (127,97,77)

פיתוח בר-קיימא, פיתוח בדרך הקיימות – פיתוח סביבתי המבוסס על גישה המשלבת את צורכי הפיתוח של החברה עם צורכי שמירת הסביבה. לפי גישה זאת, כל פיתוח בהווה צריך להתבצע מתוך ראיית צורכי האוכלוסייה – הן בדור הזה והן בדורות הבאים. (9, 140,138, 219,141, 243, 249, 309)

פסגת הענן – חלקו העליון של הענן. (98(ת), 106)

פסולת חלל – פסולת שמקורה בפעילות האדם בחלל – לוויינים משומשים, חלקי טילים, שברי חלליות ועוד, הנעים במסלולי הקפה סביב כדור הארץ. (60,58(ת), 61)

פסקל – יחידת מידה של לחץ האוויר. בגובה פני הים, לחץ האוויר הוא 100,000 פסקל. (87)

פצלי שמן (סלעים ביטומניים) – סלעים כהים המכילים חומר אורגאני שניתן לשרוף אותו ולהפיק ממנו אנרגיה. (277,269(ת), 285)

פראונים – קבוצה של גזים – כלור(C), פלואור (F), ופחמן (C) – הנקראים גם CFC. גזים אלה מפרקים מולקולות של אוזון, ובכך הם פוגעים בשכבת האוזון. מקורם בחומר קירור במקררים, בחומרים ממיסים ובחומרים מקציפים שונים.. (142,129)

צביר גלקסיות – קבוצה של כמה גלקסיות, הנמצאות קרוב, יחסית, זו לזו באותו החלק של היקום. בכל צביר גלקסיות יש מיליארדי כוכבים. (15)

*322*

צדק חברתי-סביבתי – שאיפה לשוויון חברתי הנוגע לצריכת משאבי טבע, לשמירה על הסביבה ולהשפעה המזיקה שיש לשימוש במשאבים השונים. (304-302)

צור – סלע משקע קשה המופיע בצבעים ובצורות שונות. סלעי הצור עשויים מתרכובת של צורן וחמצן. (181,180, 185(ת), 202)

צורן – יסוד כימי, המרכיב כרבע ממשקל כדור הארץ. תחמוצת הצורן משמשת מרכיב חשוב ומרכזי במינראלים רבים בסלעי היסוד ובאבני החול. (180)

צינור הזנה – הצינור שדרכו עוברת המגמה בעת פריצתה מהר הגעש. (165(ת), 167)

ציקלון – סופה טרופית עזה והרסנית, המתפתחת בעיקר באוקיינוס ההודי. באוקיינוס האטלנטי היא מכונה "הוריקן". (110)

ציר הסיבוב (של גוף שמימי) – הקו הדמיוני העובר בין שני הקטבים של גוף שמימי המסתובב סביב עצמו. ציר הסיבוב של כדור הארץ "עובר" בין הקוטב הצפוני לבין הקוטב הדרומי. (35,31,24,21, (ת)36, 39, 40, 41 42, 48, 50, 125)

צניר – מצוק קעור המזכיר בצורתו צינור, שנוצר בתהליכי בליה. (231)

צריר – שטח מכוסה בשברי סלעים. אופייני לאזורי מדבר. נוצר על ידי הרוח, המסיעה חלקיקים קטנים של חומרי הבליה ומשאירה בשטח שברי סלעים שהיא אינה מסוגלת להסיע. (235(ת))

קבוצת כוכבים – מספר כוכבים שמיקומם בשמים מזכיר עצם מוכר. (17)

קו פרשת המים – קו דמיוני העובר לאורך מקומות גבוהים ומסמן את מקום ההפרדה בין המים הזורמים לכיוון אחד לבין המים הזורמים לכיוון אחר. (210(ת))

קו שווה-לחץ (איזובר) – קו במפת מערכות לחץ אוויר, המחבר בין נקודות בעלות אותו לחץ אוויר בזמן מסוים. (87)

קולחים, מי קולחים – שפכים שעברו תהליך טיהור ממזהמים, והם משמשים להשקיית גידולים חקלאיים ולתעשייה. (267,263)

קומולונימבוס – סוג של ענן מקבוצת ענני הערימה, הנושא עמו גשמים. ענן הקומולונימבוס נקרא גם "ענן סערה", משום שהוא מביא אתו כמויות גדולות של משקעים וכן סופות של רעמים וברקים. (103(ת))

קיימות – תפיסת עולם האומרת שכדי לשקם את המערכות האקולוגיות תומכות החיים של כדור הארץ, יש לפעול בכל תחומי החיים – הכלכלה, החברה והסביבה. כך יוכלו גם הדורות הנוכחיים וגם הדורות הבאים ליהנות ממשאבי כדור הארץ ומחיים של שוויון וצדק חברתי-סביבתי. (309)

קימוט – תהליך שינוי צורה (עיוות) של שכבות סלע. (148, 173(ת), 174(ת), 175, 178, 183, 190)

קלדרה – לוע הר געש אשר קרס ושקע פנימה אל צינור ההזנה של הר הגעש, עם תום אספקת המגמה. במקומות רבים הקלדרה, הלוע השקוע, מתמלאת במים ונוצר אגם. (167(ת), 170)

קלימוגרף – תרשים המתאר את כמות המשקעים הממוצעת ואת הטמפרטורה הממוצעת בכל חודש במשך שנה במקום מסוים.

(118,116)

קמט א-סימטרי – קימוט, שינוי צורה של שכבות סלע, באופן שבו שני האגפים, משני צידי הקמט, אינם זהים – אחד מן האגפים תלול יותר ממשנהו. (175(ת))

קמט סימטרי – קימוט, שינוי צורה של שכבות סלע, באופן שבו שני האגפים, משני צידי הקמט, זהים. (175(ת))

קמר – תהליך קימוט בסלע, שינוי צורה של שכבות הסלע, באופן שבו שני האגפים (הצדדים) של הקמט נוטים ממרכזו כלפי מטה. (175(ת))

קניון, עמק קניוני – עמק שקירותיו זקופים וגבוהים וקרקעיתו צרה. (215(ת), 226)

קער – תהליך קימוט בסלע, שינוי צורה של שכבות הסלע, באופן שבו שני האגפים (הצדדים) של הקמט נוטים ממרכזו כלפי מעלה, כמעין קערה. (175(ת))

קער א-סימטרי – קימוט, שינוי צורה של שכבות סלע, באופן שבו שני האגפים, משני צידי הקער, אינם זהים – אחד מן האגפים תלול יותר ממשנהו. (175 (ת))

קרה – אדי מים הקופאים על גבי צמחים או חפצים כאשר הטמפרטורה יורדת מתחת ל-0 מעלות צלזיוס. התופעה נקראת גם "כפור". (106(ת))

קרום כדור הארץ – השכבה החיצונית ביותר של כדור הארץ. הקרום מוצק, והוא מורכב מסלעים. (147,70(ת), 152-151,150-148, 157,155,

165, 180, 183, 184, 211)

קרחון עמק – קרחון המצוי בעמקים שבהרים הגבוהים בעולם. קרחון העמק מתקדם מראשי ההרים כלפי מטה, למקומות הנמוכים. (143, 225(ת))

קרינה אלקטרומגנטית – אנרגיה המועברת במרחב בצורת גלים של שדות חשמליים ומגנטיים. גלים אלקטרומגנטיים אלה נעים במהירות האור והם כוללים גלי רדיו, גלי מיקרו, קרני רנטגן, וכן את האור הנראה וקרינה הנפלטת ממכשירים שונים כגון טלפונים סלולארי, מחשבים ועוד. (23, 36, 37, 42(ת), 44, 45, 50, 54, 58)

קרינה ארוכת גל – קרינה המתפשטת במרחב באורך גל גדול. זוהי קרינה בעלת עוצמה אנרגטית נמוכה. (69, 76,74)

קרינה על-סגולה (קרינה אולטרה-סגולה) – קרינת שמש שאינה נראית לעין רגילה, בעלת אורכי גל שהם קצרים מאלה של האור הסגול. נחשבת לגורם מסרטן. (129,73,71,69)

קרינה קצרת גל – קרינה המתפשטת במרחב באורך גל קצר. זוהי קרינה בעלת עוצמה אנרגטית גבוהה. (69, 76,71)

קרינה תת-אדומה (קרינה אינפרה אדומה) – קרינה שאינה נראית לעין רגילה, בעלת אורכי גל שהם ארוכים יותר מאלה של האור הנראה. (76)

קרינת השמש – קרינה הנוצרת בתהליכים גרעיניים מורכבים המתרחשים בשמש. קרינה זאת היא המקור המרכזי לאנרגיה בכדור הארץ. (22, 26, 42(ת), 68, 69, 71, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 81, 90, 91(ת), 93, 103, 106, 113, 116, 117, 122, 123, 125, 127, 133, 136, 137, 140,

142, 190)

קרקע – השכבה המצויה על גבי סלעים שלא התבלו. היא מורכבת מחומרי בליה, מינראלים, חומרים אורגאניים (מרכיבים מעולם החי והצומח), מים ואוויר. הקרקע היא המצע שעליו הצמחים גדלים. (26,24, 31, 37, 54, 56, 69, 73, 74, 90, 93, 97, 98, 101, 104, 106, 112, 117, 118, 122, 124, 129, 128, 139, 147, 166, 197, 200, 203(ת), 208, 211)

קרקע בשלה – קרקע שזמן היווצרותה היה ארוך דיו והתפתחו בה שלושה אופקים עיקריים. (201)

רדיואקטיביות – תכונה של יסודות אחדים, לא יציבים, המתפרקים והופכים ליסודות אחרים תוך פליטת אנרגיה. (193,155, 194, 269)

רוח – תנועה של אוויר מאזור של לחץ אוויר גבוה (רמה) לאזור של לחץ אוויר נמוך (שקע). (66,65,27(ת), 88,86,82,74,73,68(ת), 92,91,89, 93(ת), 94, 99, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 108, 110, 111, 112, 113, 114, 123, 127, 138, 140, 186, 189, 197, 199, 203)

*323*

רוחות הסחר (רוחות הפאסאט) – רוחות הנושבות באופן קבוע בין קווי הרוחב 10-30 מעלות. בחצי הכדור הצפוני כיוונן מצפון-מזרח, ובחצי הכדור הדרומי – מדרום-מזרח. (92(ת))

רכס ברומטרי – שלוחה של לחץ אוויר גבוה, היוצאת מן הרמה הברומטרית. (113,87)

רכס מרכז-אוקייני – רצף של הרי געש המצוי בקרקעיות האוקיינוסים. ברכס המגמה עולה, מתקשה והופכת לסלע, ומרחיקה את היבשות משני צידי האוקיינוס זו מזו. כך מתרחשת תנועה של פתיחה בין שני לוחות טקטוניים. (154(ת))

רמה ברומטרית – אזור שלחץ האוויר בו גבוה ביחס ללחץ האוויר בסביבתו. (90,88,87, 106,94,91, 108, 111, 113, 117, 118, 120, 121, 123)

רמה סובטרופית – אזור של לחץ אוויר גבוה, המשתרע במשך כל השנה בין קווי הרוחב 30-25 מעלות, משני עברי קו המשווה. הרמות הסובטרופיות הן הגורמות להיווצרות המדבריות. (119)

רעידת אדמה – שחרור פתאומי של אנרגיה בין שני לוחות טקטוניים המתחככים זה בזה. שחרור האנרגיה גורם לקימוט או לשבירה בסלעים ועל פני כדור הארץ מורגש זעזוע העלול לגרום לנזקים רבים. (164-159)

רעיית יתר – מצב שבו צריכת העשב על ידי בעלי החיים (צאן ובקר), עולה על קצב הצמיחה של העשב. (244)

רעם – גל קול הנשמע בעקבות הברק, תוצאה של התפשטות האוויר לאחר התפרקות הניצוץ החשמלי של הברק. (106)

רצועת המדבריות העולמית – אזור של מדבריות גדולים באזור שבין קווי הרוחב 20-30 מעלות, בשני חצאיו של כדור הארץ. מדבר סהרה, מדבר קלהרי ומדבר הנגב, הם דוגמאות למדבריות השוכנים ברצועת המדבריות העולמית. (119,108,106(ת))

שאיבת-יתר – שאיבת מי תהום בקצב גבוה, העולה על קצב מילוי מאגרי מי התהום על ידי מי הגשמים. (267,260)

שביט – עצם שמימי קטן יחסית, בגודל כמה קילומטרים, המורכב ברובו מקרח ומאבק. השביט מקיף את השמש במסלול אליפטי מאוד, ובהתקרבו אליה הוא יוצר זנב ארוך ובהיר, שאורכו מיליוני ק"מ. (22, 29, 30(ת), 31, 59)

שבירה – ראו העתקה.

שבר אופקי, שבר אנכי, שבר מדרגות – ראו העתק אופקי, העתק אנכי, העתק מדרגות.

שבשבת – מכשיר למדידת כיוון הרוח. (89(ת))

שונית אלמוגים – בית גידול ימי הנבנה משלדי אלמוגים, מאלמוגים חיים וכן מאצות וצמחים ימיים אחרים. השונית מהווה מקום מחיה למגוון רחב של בעלי חיים ימיים כמו דגים, קיפודי ים ועוד. (232)

שיטפון – שטף מים חזק, בדרך כלל פתאומי, הנוצר בנחלים ומתקדם במהירות לעבר השפך שלהם. לעתים מי השיטפון עולים על גדות הנחל ומציפים שטחים נרחבים. (67(ת), 147,103, 163, 212(ת), 217)

שיש – סלע התמרה (סלע מטמורפי), הנוצר עקב לחץ וטמפרטורה גבוהים שהופעלו על סלעי גיר. (187(ת))

שלג – סוג של משקעים הנוצרים בטמפרטורה של פחות מ-0 מעלות צלזיוס, כאשר גבישי קרח מתלכדים ויורדים אל הקרקע בצורת פתיתי שלג קפואים. (75, 96, 98, 100, 104(ת), 106, 114, 121, 122, 123, 124, 131, 137, 214, 224, 225)

שנה – משך הזמן שאורכת הקפה מלאה של כדור הארץ, או של כל כוכב לכת אחר, סביב השמש. אורכה של השנה על פני כדור הארץ הוא 365.24 יממות. (24, 41)

שנה מעוברת – שנה בלוח העברי, שמוסיפים לה חודש אחד, הוא אדר ב, כדי לשמור על תיאום בין לוח השנה העברי והשנה האסטרונומית. (49)

שנת אור – יחידת מרחק המתארת את המרחק שקרן אור עוברת במשך שנה – כ-9.46 טריליון ק"מ. (18, 31)

שפיע בלית – ערימת בלית הנוצרת על ידי שברי סלעים וחומרי בליה אחרים, אשר נפלו והצטברו לרגלי המדרון. (206(ת), 215, 219, 226, 237)

שפך הנהר – המקום שבו מי הנחל או הנהר נשפכים אל הים. (217, 221-220, 231, 234)

שפכים, מי שפכים – מי ביוב, מים שזוהמו עקב שימוש ביתי או תעשייתי, וברוב מדינות העולם הם מפונים באמצעות מערכת הביוב. (260(ת), 263(ת)-264, 267-266)

שפת הים – רצועת יבשה המשתרעת לאורך הים, סמוך לקו המים. (230)

שקע ברומטרי – אזור שלחץ האוויר בו נמוך ביחס ללחץ האוויר בסביבתו. (87, 88, 90, 94, 99, 100, 106, 108, 111, 113, 114, 117, 121, 122)

שקע חזיתי – שקע ברומטרי הנוצר כאשר מתקיים מפגש בין שני גושי אוויר בעלי טמפרטורות שונות – גוש אוויר חם וגוש אוויר קר (וראו גם: חזית חמה, חזית קרה). (99(ת), 100)

שקע עלייה – שקע הנוצר מעלייה של אוויר. האוויר העולה מתקרר עם עלייתו, אדי המים באוויר מתעבים לטיפונות ויוצרים עננים ומשקעים. המונסון הוא דוגמה לשקע עלייה. (99(ת))

שרטון חוף – סוללה (מעין גבעה ארוכה) הנוצרת על ידי חומרי סחף המושקעים בים, סמוך לחוף. (234)

תאוריית נדידת היבשות – תאוריה שהגה המדען הגרמני אלפרד וגנר, ועל פיה היבשות היו בעבר הרחוק מאוחדות, ועם הזמן הן התפצלו ונעו עד שהגיעו למיקומן הנוכחי. (154(ת), 159)

תאוריית תנועת הלוחות – תאוריה מדעית המתארת את הלוחות המרכיבים את הליתוספרה של כדור הארץ ואת תנועתם זה ביחס לזה. (151(ת), 152(ת), 157)

תהום אוקיינית – תעלה עמוקה הנוצרות באזורים שבהם לוח אוקייני נוחת מתחת ללוח אחר. (156)

תוצא החממה (אפקט החממה) – תהליך המונע את בריחת החום שנפלט מפני כדור הארץ, אל החלל. (76(ת), 78, 127, 134, 142)

תחמוצת – תרכובת המתקבלת מתגובה של חמצן עם יסוד כימי כלשהו. (70, 127, 128, 187)

תחנה מטאורולוגית – תחנה ובה מכשירים שונים, המודדים את תנאי מזג האוויר בנקודת הבדיקה באופן רצוף. תחנה כזאת כוללת מכשירים המודדים את לחץ האוויר, הטמפרטורה, כיוון הרוח ועוצמתה, לחות האוויר והקרקע, ועוד. (113)

תחנת חלל – מבנה מתוחכם ומורכב, המשייט במסלול הקפה סביב כדור הארץ ומשמש למחקרים ולתצפיות. (57(ת), 61)

תחנת ניטור – תחנה המבצעת מעקב רצוף אחר נתונים שונים באמצעות מכשירים מתאימים. תחנות הניטור של זיהום האוויר עוקבות אחר ריכוזם של מזהמים שונים באוויר בפרקי זמן קצובים. (128)

תנועה מדומה – תחושתו של מי שמבצע תנועה אמיתית כאילו הגוף הנייח שמולו הוא המבצע את התנועה. הדבר דומה לנוסע ברכבת החש כאילו העצים הניבטים בחלון הם אלה שנעים. (36)

*324*

תנועות בין הלוחות הטקטוניים:

תנועת החלקה – תנועה של שני לחות טקטוניים הנעים זה ביחס לזה בתנועה אופקית. (156(ת))

תנועת הפחתה והתקרבות – תנועה של שני לוחות טקטוניים המתקרבים זה לזה תוך שקיעה של אחד הלוחות תחת משנהו, והפחתה איטית והדרגתית של שטחו. (155(ת))

תנועת פתיחה והתרחקות – תנועה של שני לוחות טקטוניים, המתרחקים זה מזה תוך יצירת קרום אוקייני חדש. הקרום החדש גורם להפרדת שני הלוחות הטקטוניים משני צדיו. (155(ת), 157, 173)

תנועות בלית וקרקע – תנועות של חומרי בליה וקרקע במדרון, הנוצרות בהשפעת כוח הכבידה. (205)

תנועת החלקה וגלישה – סוג של תנועת בלית וקרקע, ובה חלקי סלעים וקרקע, הספוגים מי גשמים, גולשים ומחליקים על גבי שכבה של סלע אטים, המהווה כעין משטח החלקה. (156(ת), 157, 208(ת), 206, 210)

תנועת זרימה – סוג של תנועת בלית וקרקע, ובה מעורבים מים ההופכים את חומרי הבלית לחומר נוזלי, הנע במורד המדרון ומתערבל תוך כדי תנועה. (208, 209)

תנועת נפילה והידרדרות – סוג של תנועת בלית וקרקע, ובה חלקי סלעים שהתבלו ונותקו מסלע האב נופלים במדרון ונערמים לרגליו. (206)

תעשייה פטרוכימית – תעשייה כימית העוסקת בעיבוד מוצרים מנפט: צבעים וחומרי הדברה, אספלט וחומרי נפץ, מוצרי פלסטיק וחומרים רבים אחרים. (270, 271)

תקופות הקרח – תקופות שבהן הקרחונים התפשטו וכיסו שטחים נרחבים על פני כדור הארץ. (136, 137, 140, 220, 225)

(ה)תקופות (ה)בין-קרחוניות – התקופות שבין תקופת קרח אחת לאחרת, ובהן הפשירו חלק מהקרחונים בשל התחממות כדור הארץ. מכונות גם "תקופות הביניים". (136, 140, 225)

תקן פליטה – תקן הקובע הגבלה לכמות או לריכוז של חומרים מזהמים, שמקורם בגזים הנפלטים, למשל: מארובות או מכלי רכב. (127)

סוף הספר