לגלות אוצרות, להציל חיים

מדע הגיאופיסיקה, העוסק במיפוי פנימי של כדור הארץ, יכול, מצד אחד, לגלות מצבורי נפט וגז הקבורים באדמה, ומצד אחר, למפות מקומות המועדים לאסונות טבע

לפני כמעט שנתיים התגלה מצבור הגז "תמר 1" במים הטריטוריאליים של מדינת ישראל, כ-90 קילומטרים מערבית לחיפה. המצבור מכיל את כמות הגז הטבעי הגדולה ביותר שנתגלתה בישראל אי-פעם. הוא קרוי על שמה של נכדתו הבכורה של הגיאולוג יוסי לנגוצקי, מי שגילה את השדה, אשר שוויו מוערך ב-15 מיליארד דולר. "הגיאופיסיקה, המדע המשלב את הגיאולוגיה והפיסיקה, הוא מדע עם אוריינטציה מאוד שימושית ויישומית, מדע אמיתי שעוסק באדמה שעליה אנו פוסעים ובמה שמתחתיה", אומר פרופסור יואב יאיר, האחראי האקדמי שליווה את כתיבת הספר מבוא לגיאופיסיקה שחיבר פרופסור אביהו גינצבורג.

מבוא לגיאופיסיקה,

בהוצאת האוניברסיטה הפתוחה, הוא ספר הלימוד המלא הראשון בתחום זה שנכתב בשפה העברית. מחברו, פרופסור גינצבורג, נחשב לאחד המומחים בארץ למדע זה, הבוחן את הפיסיקה של קרום כדור הארץ ואת מבנהו הפנימי. הספר, המחולק לשני כרכים (כרך א יצא השנה, כרך ב ייצא לאור במהדורה סופית בחודשים הקרובים), מסביר מהו מדע הגיאופיסיקה, ומפרט את השיטות השונות שבהן הוא משתמש. "הגיאופיסיקה מנתחת את התכונות של כדור הארץ במספר שיטות שונות, שכל אחת מהן מאפשרת לנו לפענח נדבך נוסף במה שאנחנו קוראים 'המבנה הפנימי' או 'מבנה תת-הקרקע'", אומר פרופ' יואב יאיר. "עם הידע הזה ניתן, מצד אחד,  לחפש מרבצים של גז ומינרלים, ומצד אחר - לגלות נקודות חולשה, קווי שבר סייסמיים, ומקומות שמועדים לפורענויות כמו רעידות אדמה".

מה שסמוי מן העין

לכאורה, ניתן לחשוב כי כדור הארץ מסתיים באדמה שעליה אנו פוסעים, ומתחתיה פשוט יש עוד אדמה. אולם לכדור הארץ יש מבנה פנימי שלם, שכמו בספרו המפורסם של איטלו קלווינו, ניתן לראות בו "ערים הסמויות מהעין". הקרום שעליו אנו פוסעים הוא מוצק, קר ודק. עוביו נע בין 20  ל-70 קילומטרים (דק, כמובן, ביחד לרדיוס הכולל של כדור הארץ, העומד על 6,378 קילומטרים). הוא מורכב משכבות שונות של סלעים, שככל שהן עמוקות יותר – כך הן עתיקות וקדומות יותר. מתחת לקרום זה מותך כדור הארץ ברובו לסלע צמיגי ולוהט, בטמפרטורה של אלפי מעלות. הליבה הפנימית של כדור הארץ עשויה מברזל וניקל במצב מותך, והם אלה שיוצרים את השדה המגנטי של כדור הארץ.

הגיאופיסיקה מפענחת את המבנה הפנימי של כדור הארץ באמצעות שיטות מדידה שונות, המפורטות בשני הכרכים של הספר. אחת מהן, לדוגמה, היא מדידה באמצעות גלים סייסמיים - גלים של לחץ אשר מתפשטים בתוך כדור הארץ בעקבות רעידת אדמה או בשל פיצוץ יזום, למשל כחלק ממחקר או בעת חיפוש אחר שדה נפט. "המהירות של הגלים הסייסמיים משקפת את התכונות של התווך בו הם מתפשטים, למשל את הצפיפות שלו, או את החומר ממנו הוא עשוי", מסביר פרופ' יאיר, "וכך אפשר לזהות מצבורי גז ונפט, שמעבָר הגלים בתוכם שונה מאוד מאשר בתוך הסלעים המקיפים אותם. שיטות נוספות בהן משתמש מדע הגיאופיסיקה הן מדידה לפי שדה הכבידה, לפי השדה המגנטי, ולפי התכונות החשמליות של הקרקע. כל אחת משיטות המדידה מאפשרת לנו להשיג מידע על המבנה הפנימי של קרום כדור הארץ ושל השכבות העמוקות שמתחתיו. כך, מדידות שונות מתחנות שונות מאפשרות לשרטט מפות תלת-ממדיות של המבנה העמוק של כדור הארץ, ובדרך זו ניתן לזהות היכן יש בעומק האדמה מי תהום, נפט או גז. שדה הנפט 'תמר 1', או הקידוח בראש העין, לא התגלו במקרה - נעשו סקרים גיאופיסיים ממושכים שאמרו לחברות האלו היכן כדאי לקדוח כדי לחפש את האוצר".

הצד האפל של הגיאופיסיקה

אם כן, הגיאופיסיקה מאפשרת לזהות תהליכים אשר מתרחשים בבטן כדור הארץ, ומשפיעים על מה שקורה על פני כדור הארץ. במקרה הטוב, כאמור, מניבים התהליכים הללו משאבים טבעיים רבי-ערך. אולם במקרה הפחות טוב מניבים התהליכים הללו תופעות נעימות הרבה פחות – אסונות טבע קשים ובהם רעידות אדמה, התפרצויות געשיות, וגלי צונאמי.

חלקו השני של הספר מבוא לגיאופיסיקה, בהוצאת האוניברסיטה הפתוחה, עוסק בין השאר בתיאוריית נדידת היבשות, המכונה בעגה הגיאופיסית טקטוניקת הלוחות, ובמדע שחוקר אותה, הקרוי גיאודינמיקה – התנועה של הארץ. "קרום כדור הארץ שבור וסדוק, והפלטות האלה זזות ומתחככות זו בזו, מתנגשות זו בזו, גם מתחת לאוקיינוסים", אומר פרופ' יאיר. "באזורי החיכוך וההתנגשות נוצרים הרי געש, ואלו אזורים של פעילות געשית ערה ושל רעידות אדמה חזקות. אזור החיכוך הקרוב אלינו ביותר הוא כמובן השבר הסורי-אפריקאי".

מדע הגיאופיסיקה מאפשר למפות את האזורים המועדים לפורענות ברחבי העולם, ולנסות לפענח כיצד מתרחשות רעידות אדמה, ומה ההסתברות שרעידת אדמה חזקה תתרחש בעתיד הקרוב או הרחוק. "זה כמו שמותחים גומייה, ומותחים ומותחים – אחת למספר שנים (אותו אנו מנסים לחשב) הגומייה תשתחרר, וכל האנרגיה שנאצרה במערכת תתפרץ בבת אחת". אומר פרופ' יאיר. "באזור ישראל יש רעידת אדמה חזקה כל 70-90 שנה. האחרונה הייתה ב-1927, ואז נחרבה העיר רמלה. לפניה הייתה רעידת אדמה באמצע המאה ה-19, בה נחרבה העיר צפת. לכן, ההסתברות אומרת שרעידת אדמה חזקה אמורה לקרות פה בארץ ב-20 השנים הקרובות. השאלה הנשאלת היא לא האם תהיה רעידת אדמה חזקה בישראל – כי התשובה היא חיובית, היא תתרחש. השאלה הנשאלת היא רק מתי והיכן. מחקרים שערך מחבר הספר, פרופסור אביהו גינצבורג, בשנות ה-70 של המאה הקודמת, הצביעו על כך בצורה שאינה משתמעת לשתי פנים. מחקרים אלו ונוספים הביאו להגברת המודעות לסכנה, וברחבי הארץ מנסים לחזק מבנים ולהוציא תקנים כדי לעמוד בפני רעידות אדמה. מדע הגיאופיסיקה, אם כן, הוא לא רק מרתק ואקטואלי – יישומים שלו יכולים להציל חיים, הלכה למעשה".