תמלול של הרצאה ״לחיות מהאוויר: איך אוכל ודלק באים לעולם״ של רון מילוא, פרופסור במחלקה למדעי הצמח במכון ויצמן למדע, על העידן הגאולוגי החדש בו אנו נמצאים :האנתרופוקן.
אני רוצה לשאול אתכם באיזו תקופה גיאולוגית אנחנו חיים היום? יש כל מיני שמות שנותנים להיסטוריה של כדור הארץ, שקיים 4.5 מיליארד שנה; כל כמה מיליוני שנים נותנים שם חדש לתקופה גיאולוגית, בדרך כלל לפי היצורים שחיים בעולם ושמוצאים כמאובנים בסלעים. בתקופה שאנחנו חיים בה, השם הוא בדיוק בתהליך שינוי. כל מי שיצא לו להתעניין בזה, מכיר את תקופת ההולוקן, שזה השם שניתן לתקופה האחרונה מבחינה גיאולוגית, אבל בשנים האחרונות מבינים שהגיע הזמן לתת שם חדש, תקופת האנתרופוקן, כלומר תקופת האדם.
כל סביבת כדור הארץ מושפעת בצורה אינטנסיבית מבני אדם, מה שמחייב לתת שם חדש לא רק מבחינת התפיסה האישית שלנו, אלא מבחינת המשמעויות שרואים על פני כדור הארץ. בואו נראה איפה זה מתבטא: הגרף שאנחנו רואים פה מתחיל משנת 1957, שאז התחילו לעשות מדידות מדויקות; צ'רלס דיוויד קילינג ביצע מדידות של רמת הפחמן הדו חמצני באטמוספרה. כאשר הוא התחיל עם זה לא ידעו למה זה חשוב. ב 1957-8 היתה השנה הגיאופיזית והחלטו למדוד פרטים לגבי כדור הארץ. קילינג התחיל למדוד בצורה מדויקת את ריכוז הפחמן הדו חמצני באוויר, היום ממשיך בכך הבן שלו, שגם הוא מדען בכיר. במדידות האלה ראו דגם שלפיו כפונקציה של השנים יש עלייה דרמטית של רמת הפחמן הדו חמצני. כשהתחילו הרמה היתה באזור ה 300 , היום עברנו את ה 400.
זה קורה לא רק ליד תחנות כוח שפולטת פחמן, אלא זה נכון להרכב האטמוספרה בכלל, בכל כדור הארץ.
הקצב הגדול שבו אנחנו פולטים פחמן דו חמצני, הוא בשל השימוש שלנו בדלקים, בנפט, בפחם, שאנחנו כורים מהאדמה. מחצבים אלה שנוצרו בעידן גיאולוגי אחר, לפני 200 מיליון שנה, ניתנו לנו בתור מתנה מהביוספרה. הקצב שאנחנו עושים שימוש במשאבים הוא כזה, שכל שנה אנחנו משתמשים בדלקים מחצביים שהצטברו במשך מיליון שנה, אנחנו שורפים כל שנה מתנה שלקח מיליון שנה לייצר אותה.
אפשר לראות את השינוי הזה לגבי עוד דברים. עם שבעה מיליארד איש ברחבי כדור הארץ, ועם רמת צריכה עולה, הרבה מעגלים – (מעגל החנקן, מעגל הפוספט) – משתנים בצורה משמעותית. מסתבר שגם את הגרביטציה אנחנו משנים. אנחנו רואים דבר מדהים – יש לוויינים של נאס"א שמסתובבים בחלל, שמודדים ומגלים שאנחנו משנים את כוח המשיכה של כדור הארץ. המקום שזה הכי בולט בו הוא בחלק הצפוני של הודו, בחבלים פנג'אב ורג'סטאן. באזורים אלו החקלאים משתמשים בצורה אינטנסיבית בשאיבת מים מאקוויפר (מאגר) מי התהום, ומרוקנים את מי התהום בקצב כזה שכל כמה שנים צריך לשאוב מעומק יותר משמעותי. הירידה במפלס מי התהום משנה את הרכב הקרקע כי הסלעים נהיים ריקים ממים, והלווינים שמודדים את הגרביטציה מראים שכמות המים שאבדה מביאה לשינוי של כוח המשיכה על פני כדור הארץ. דבר דומה קורה בעוד מקומות בעולם, אבל בהודו זה בולט במיוחד.
אפשר לשאול למה בעצם צריך להשתמש בכל כך הרבה מים? אם מסתכלים על ה water footprint, מגלים שהמון מים נדרשים כדי לספק מזון. בחיטה למשל, נדרשת כמות של כ 1,000 ליטר מים בשביל לקבל קילוגרם חיטה. תחשבו על קילו קמח, תחשבו על 1,000 ליטר של מים. המון מים נדרשים, לכן שואבים אותם, לדוגמא בהודו.
למה צריך כל כך הרבה מים כדי לייצר מזון? מה הסיבה המרכזית שצריך להשקות צמחים בכל כך הרבה מים? הסיבה המרכזית היא כשנכנס אוויר עם פחמן דו חמצני בורחים אדי מים. זו נקודה שהיא משמעותית לאנושות ושווה להבין אותה יותר. דמיינו עלה – דבר מאוד דק, 200 מיליוניות המטר, בתוכו יש מקומות שיש בהם הולכה של המים המסופקים ודברים שיוצאים החוצה , אבל הדבר המעניין קורה בשערים קטנים הנקראים פיוניות. כדי שצמח יוכל לבנות את עצמו, הוא צריך להכניס פחמן דו חמצני מהאוויר. ברגע שהוא פותח את השער כדי להכניס פחמן דו חמצני, בורחים אדי מים החוצה. בגלל השער הקטן הזה, שכאשר הוא נפתח לכניסת פחמן דו חמצני יוצאים מים לכן צריך להשקיע כל כך הרבה מים בהשקיה.
[…] למה צריך את הפיוניות האלה, מה אנחנו רוצים מהאוויר? אנחנו רוצים אפשרות להשתמש בחומר גלם שיאפשר לנו לבנות את הצמחים וגם לאגור אנרגיה. בעצם מה שיש כאן, זו המצאה של הטבע איך לייצר בטרייה. עבור הבטריות שאנחנו מייצרים בדרך כלל צריך ללכת לחצוב באדמה, ולהוציא ליתיום או קדמיום שהן מתכות נדירות. הטבע מצא פתרון אלגנטי, הוא חי מהאוויר. הוא לוקח פחמן דו חמצני מהאוויר, ומזה הטבע מצא דרך לעשות בטריה. הבטריה שלו היא סוכר, אותו סוכר שאנחנו נהנים ממנו בקפה ומהווה גם בסיס לשרשרת המזון.
איך זה קורה? מהשמש מגיעה אנרגיה; שטף האור מהשמש הוא דבר די מרשים כאשר חושבים כמה אנרגיה מגיעה מהשמש.
[…] איך הצמחים יודעים לעשות את זה? מגיעה מהשמש כמות גדולה של אנרגיה, הצמח צריך לפתור את הבעיה איך לנצל את האנרגיה הזאת. בתוך התאים של כל עלה יש אברון בשם כלורופלסט, אליו מגיעה אנרגיה מהשמש ומתרחשת תהליך המכונה פוטוכימיה. האנרגיה מהשמש מעוררת אלקטרונים, שעושים שינוי כימי שמאפשר לאגור את האנרגיה הזאת. את האנרגיה הזאת הצמח יכול לאגור במולקולות שהן כמו מטבעות אנרגיה ונקראות ATP. אבל אלה מטבעות שמשמשים לקניות קטנות לזמן קצר. כדי לאגור אנרגיה לטווח ארוך, לבנות דברים יותר גדולים, הדרך היא להתבסס על מה שעומד לרשות הצמח בצורה זמינה, וזה האוויר.
בתוך האוויר אמרנו שיש פחמן דו חמצני, לא כל כך הרבה, פחות מאלפית . את זה הצמח חייב לקחת, הפחמן הזה הוא אבן כימית הכרחית כדי לאגור אנרגיה ולבנות מזה כל מיני דברים.[…] חיידקים וצמחים הם אשפים ביכולת לעשות זאת, הרבה יותר מבני אדם. זו המצאה גדולה של הטבע. בתחום זה יש את האינטראקציה הכי מאסיבית בין האנושות וכדור הארץ מכמה היבטים. אם מסתכלים על השימוש במים, אז כ 70% מהמים המתוקים שהאנושות משתמשת בהם קשורים להשקיית צמחים, שקשורים ללקיחת הפחמן הזה מהאטמוספרה והשימוש בו לייצור סוכר, שהופך למזון ודלק.
וזה לא רק מים. אפשר להסתכל על משאבי הקרקע שהאנושות משתמשת בהם. אלא לא שכונות, קניונים, וכבישים אלא בחקלאות שהיא כל כולה התהליך זה. אם נוכל לבצע את התהליך הזה בצורה יעילה יותר, בלי לכרות עוד יערות, זו תהיה עזרה גדולה, כי זה התהליך הבסיסי שלשמו נעשה שימוש בקרקע ובמים.
זה משפיע גם על הרכב האטמוספרה, שלזה יש השלכות דרמטיות מבחינת שינויי האקלים וההתחממות הגלובלית. כדאי שנכיר את התהליך, ונחשוב מה לעשות כדי לשפר את היעילות. האתגר הגדול הוא להשיג יותר עם אותה כמות של משאבי טבע. למצוא איך לספק רמת חיים עולה ל 7 מיליארד איש בלי שנשתמש ביותר משאבים, כי יש לנו רק כדור ארץ אחד.
איך מנסים לגשת לזה? בקבוצת המחקר שלנו במכון ויצמן, כחמישה עשר חוקרים שמנסים להסתכל על השאלות האלה מאוסף של זוויות וכיוונים. חלק מהם מגיעים מרקע של פיזיקה, חלק מהנדסה, חלק ביולוגים, ביוכימאים, כימאים, יש גם זואולוג, מתמטיקאי, איש מדעי המחשב. אנחנו מנסים לגשת לזה תוך שילוב תחום ידע שנדרש . השאלה שאנחנו שואלים היא מה הדרך הכי טובה לקחת פחמן מהאוויר? אנחנו רוצים ללמוד מהטבע איך לקחת פחמן דו חמצני מהאוויר ולהגיע לסוכר. מתחילים בלשאול איך הטבע ניגש לזה. אנחנו לומדים משחקנים מולקולרים שיודעים לעבוד בתאים ולהפוך חומר אחד לחומר אחר. כשאנחנו מסתכלים בצמחים וחיידקים, השחקנים האלה נקראים אנזימים. הם יודעים לקחת מולקולה אחת ולהפוך אותה לחומר כימי אחר. אחר כך אנזים אחר לוקח עוד חומר והופך אותו שוב לחומר אחר. בזכות זה שיותר ממאה שנה מדענים חוקרים ביוכימיה, מצאנו שיש תשתית טובה על הרבה שינויים שיכולים לקרות. אנחנו מנסים לשאול את השאלה איך אפשר לקחת את אותם אנזימים, שמצאו באוסף גדול של אורגניזמים, ולנסות לחבר אותם בדרכים חדשות שיעזרו לנו להתמודד עם האתגר הזה.
כמה הנזק יהיה גדול אם לא נשנה משהו באיך שהאנושות פועלת בעולם? זו השאלה הגדולה. כדי לענות על זה בצורה טובה, צריך אוסף מומחים שיש להם פרספקטיבות שונות. הדבר מערב ידע על מערכת כדור הארץ, על אקלים ועוד. זה יכול להיות מאוד גרוע, גם אם ניקח בחשבון שהיו תקופות בכדור הארץ שרמות הפחמן היו גבוהות כמו היום או יותר. אמנם לא תמיד היה כזה תענוג על כדור הארץ. בעידנים גיאולוגיים מסוימים בני אדם לא יכלו לחיות בעולמנו. לכאורה – כדור הארץ ימשיך להסתובב סביב השמש וגם החיידקים מהמעבדה יסתדרו, אבל אנחנו בתור בני אדם נראה עולם שונה בתכלית מזה שגדלנו בו ושאנחנו נהנים לחיות בו.השאלה היא באיזה סוג של עולם אנחנו רוצים לחיות.
קראו עוד