דוד ניקולס וולדמן

זוכה פרס קריל 2013
אוניברסיטת חיפה

ד"ר דוד ניקולס וולדמן (Dr. David Nicolas Waldman) 
תחומי מחקר:

שחזור שינויים אקלימיים וסביבתיים בעזרת משקעים אגמיים וימיים.

חקר אגמים ואגני משקע משמש ככלי חשוב בגיאולוגיה להבנת שינויי אקלים שמעצבים שינויים סביבתיים בעבר, בהווה בעתיד. אגני משקע הינם אזורים בקרום כדה"א המאופיינים בשקיעה טופוגרפית, ומתמלאים במשך הזמן במשקעים ובתיווך מים. אגני משקע נוצרים במגוון אזורים, כגון אלו המאופיינים בהשתפלות כתוצאה מפעילות טקטונית, או בסביבות היקוות של קרחונים. דוגמה לאגני משקע באזור ישראל הינו אגן ים המלח, אשר גילו יחסית צעיר, כ6 מיליון שנה ונוצר בעקבות פעילות טקטונית לאורך העתק ים המלח. דוגמה נוספת הינו אגן הלבנט במזרח הים התיכון, אשר התחיל להיווצר כבר לפני כ-50 מיליון שנה ומאופיין ע"י הימצאותם של מאגרי גז בין החשובים בעולם. אגני משקע אינם תופעה ייחודית רק לישראל. במחקר הנוכחי אציג שחזור אקלימי וסביבתי, שנעשה ע"י חקר משקעי אגם פָגְנַנו הממוקם בקווי הרוחב הגבוהים של ארגנטינה. אזור זה נבחר בגלל רגישותו הרבה לשינויי אקלים, המתרחשים בגלל הימצאותו של אגן זה בקרבת אנטארקטיקה. מתוך חקר המשקעים הנדגמים מהאזור אקלימי רגיש של אגם זה, ניתן להסיק מסקנות לגבי שינויים המתרחשים במקומות אחרים בכדה"א.

שיטות מחקר

שיחזור תהליכים גיאולוגיים וסביבתיים בכל אגם מתבצע תחילה באמצעות הדמיית תת-הקרקע ודיגום רשומות המשקעים הנמצאים בקרקעיתו. הדמיית תת הקרקע של אגמים נעשה ע"י סקר סייסמי. אות אנרגיה קולי נשלח אל תת הקרקע ויוצר גלים אלסטיים המתפשטים מטה. הגלים מוחזרים או נשברים באזורי המעבר בין תווכים בעלי מהירויות סייסמיות שונות. הגלים החוזרים נקלטים בפני השטח ע"י מערך הידרופונים. מדידת זמן המעבר של הגלים הסייסמים מן המקור לקולטים, הגיאומטריה של מערך הקולטים והמקור, מאפשרים לקבל מידע המעובד ומפוענח לתמונה של תת הקרקע. בעזרת פענוח הסקר הסייסמי, נבחרים אזורים מסוימים בתת הקרקע כבעלי פוטנציאל גבוה לקבלת נתונים רציפים של משקעים אגמיים אשר נותנים את הרשומה השלמה ביותר של תהליכים גיאולוגים ומשמשים כבסיס לשחזור אקלימי וסביבתי.

אגם פגננו ממוקם בסביבות קו רוחב 55, בדרום ארץ האש (איור 1א). עיבוד נתוני המשקעים השוקעים במימי האגם משמש ככלי לשחזור אקלימי של האזור החל מסוף עידן הקרח האחרון (13 אלף השנים האחרונות). הסקר הסייסמי והקידוחים הראו שהאגן הינו בעיקר ממקור טקטוני אך הושפע רבות מפעילות קרחונית רחבת מימדים.

כמו כן, בדיקת ההרכב הכימי של המשקעים ותיארוכם ע"י שיטת דעיכת פחמן-14, הראתה ששינוי אקלימי משמעותי התרחש באזור זה לפני כ-6000 שנה. בתקופה זו החלו רוחות הסחר הדרומיות לנשוב ביתר חוזקה בארץ האש וגרמו לעליית הטמפרטורה האזורית בד בבד עם עלייה משמעותית בכמות הגשמים. שינוי זה גרם לנסיגתם של הקרחונים, עלייה בכמות הסחף הנכנס לאגם ופלישת צמחייה חדשה לאזורים שהקרחונים פינו. שינויים אלו באו לידי ביטוי במשקעי האגם ע"י עלייה משמעותית בברזל ובכמות מאובני אבקנים (איור 2ב). בעוד שיותר טיטניום במשקעים מראה על יותר סחף שמסמן עלייה בכמות הגשמים, יסוד הברזל מלמד אותנו על תהליכי חמצון ודיאגנזה במשקעים המצביעים על פעילות ביולוגית בקרקעית האגם.

 

נוסף על שינויי האקלים והשפעתו על הסביבה, התגלה גם שתת הקרקע של אגם פגננו מאופיין ע"י סדרת שכבות אחידות המזוהות בחתך הסייסמי כשכבות טורבידיטים (איור 2א). שכבות אלו מסמנות את הקצה של גלישות וזרימות הסחף תת-האגמיות. גלישות תת-אגמיות מאפיינות מספר אגמים בעולם, אך הן נפוצות בעיקר באלו המאופיינים ע"י שיפוע קרקעי חריף, כמות גדולה של משקעים ואזורים בעלי פעילות גדולה של רעידות אדמה. ניתן לזהות את שלושת המאפיינים האלו באגם פגננו. לאחר בדיקה מדוקדקת של המרכיבים הכימיים והפרמטרים הפיסיקליים של אותם השכבות, התגלה שהתרחש שינוי משמעותי בהרכב הגרגר בשכבות אלו לאורך הזמן. בעוד גודל גרגר גדול מאפיין את הטורבידיטים העתיקים ביותר, גודל גרגר חרסיתי מאפיין את הצעירים. דבר זה מסמן שינוי משמעותי ברכיבם ומקורם של המשקעים.

בהשוואה למחקרים דומים שנעשו במקומות שונים בעולם, המחקר הנוכחי מראה שרעידות אדמה מעל מגניטודה של 8 הן אלו האחראיות ליצירת הטורבידיטים באגם פגננו. לפיכך, שילוב מידע זה עם תיארוך המשקעים, גילה שקצב רעידות האדמה הינו 1 לכל 800 שנה.

סיכום

חקר תת הקרקע באגם פגננו תורם רבות להבנת התהליכים האקלימיים והסביבתיים שהתרחשו באזור בעבר. חקר היסטוריית שינויי האקלים והתהליכים הסביבתיים מהווה מפתח להבנת האקלים והמצב הסביבתי כיום ומאפשר באופן זהיר להעריך ולנבא תהליכים שעשויים להתרחש בעתיד ולהשפיע על חיינו.

 .

זוכי פרס קריל

// order posts by year $posts_by_year;