המחקר המדעי שעוסק בסוגיות של קיימות הוא אחד הוותיקים במכון ויצמן למדע, ולמעשה החל כבר כשמייסד המכון, ד"ר חיים ויצמן, הנשיא הראשון של ישראל וכימאי בעל שם בינלאומי, מילא תפקיד מרכזי בפיתוח דלק ביולוגי מתחדש. כך למשל, כשהמחקר בנושא אנרגיה מתחדשת עוד היה בחיתוליו, הקימו חוקרי מכון ויצמן למדע כבר ב-1989 מגדל סולארי בקמפוס, מהלך שהצית מאמצים רחבי היקף ושיתופי פעולה רב-תחומיים במחקר של אנרגיה מתחדשת. מאמצים אלו, בתורם, הובילו בשנת 2006 ליוזמת המחקר לאנרגיה מתחדשת של מכון ויצמן (AERI, שלימים הפכה ליוזמה לחקר קיימות ואנרגיה מתחדשת, או SAERI). כל אלה ועוד הובילו את המכון לאבן הדרך שהוא נמצא כעת - ריכוז כל הפעילות המחקרית הנוגעת לסביבה וקיימות תחת המכון לקיימות סביבתית.
מה הבעיה?
המהפכה המדעית פתחה בפני האנושות עולמות חדשים של אפשרויות והזדמנויות. היא שיפרה את רמת החיים שלנו, האריכה את תוחלת החיים שלנו וגם הניעה את גידול האוכלוסייה הגדול והמהיר ביותר אי פעם. ב-200 השנים האחרונות בלבד, גדלה האוכלוסייה האנושית מקצת יותר ממיליארד ליותר מ-8 מיליארד בני אדם כיום. עם זאת, בעוד ההתקדמות המדעית הגדילה את האוכלוסייה ושיפרה את חיינו במובנים רבים, היא גם גבתה מחיר גדול מכוכב הלכת שלנו. רוב פעולות הליבה של האנושות - כמו תחבורה, בנייה וייצור - עדיין מסתמכות על אותן טכנולוגיות עתירות פחמן שבהן השתמשו לפני עשרות, אם לא מאות שנים. כתוצאה מכך, התחממות כדור הארץ הנגרמת מהתלות המוגברת שלנו בדלקים מאובנים ותשומות עשירות-פחמן אחרות מעלה את הטמפרטורה של כדור הארץ, וכתוצאה מכך גורמות למזג אוויר בלתי צפוי וסוער, היווצרות מדבריות, בצורות וזיהום מסכן חיים. במקביל, המשאבים הטבעיים שאנו תלויים בהם כדי להפעיל את הטכנולוגיה נעלמים במהירות.
כדי להסיט אותנו מהמסלול המסוכן שבו נמצא כדור הארץ והאנושות כולה, עלינו לחולל מהפכה ביסודות המדעיים בהם תלויות הטכנולוגיות שלנו. אנו זקוקים לפתרונות שלא רק מספקים השפעה טרנספורמטיבית, אלא גם כאלה שיש להם הצדקה כלכלית להחלפת הטכנולוגיות הקיימות, פתרונות שהאנושות יכולה להוציא אל הפועל באופן מעשי ומיידי כדי להתמודד עם המשבר הסביבתי העולמי.
בעזרת שימוש בגישת מחקר בסיסית ורב-תחומית, המכון לקיימות סביבתית (IES) במכון ויצמן למדע שם לעצמו למטרה להגיע בעשר השנים הקרובות אל פריצות הדרך המדעיות שיניעו את יצירתם של פתרונות מעשיים להאטת התקדמות משבר האקלים ולהצלת כדור הארץ.
7 תחומי ליבה של מחקר בנושא קיימות
מכון ויצמן למדע ידוע בסביבת המחקר הנועזת, הזריזה והשיתופית שלו. החופש המדעי, הגישה לציוד המתקדם ביותר והאופי הרב-תחומי של המכון מעניקים למדענים שלו את כל התנאים שיאפשרו להם לשתף פעולה, לפרוץ גבולות להתאים ולהסתגל במהירות.
עם פרוץ מגפת הקורונה, מכון ויצמן ומדעניו הוכיחו את יכולתם להסתגל במהירות למציאות משתנה ולהירתם בדחיפות להשגת מענה מדעי אליה. למרות שהמחקר של מכון ויצמן מבוצע בדרך כלל לאורך שנים ואפילו עשרות שנים, מדעני המכון הסתגלו במהירות והגיבו לצו השעה הדחוף. בתוך שבועות מהתפרצות המגפה, מדעני מכון ויצמן השיקו 60 פרויקטי מחקר הקשורים לנגיף הקורונה ולהשלכות המגפה.
כמוסד שבידיו היכולות והכלים הנחוצים למענה מדעי מיידי לשינויים החדים והמהירים בשגרת חיינו בעידן זה, אך טבעי הוא שמכון ויצמן למדע יתגייס ויוביל את המאמץ המדעי למאבק במשבר הסביבתי העולמי, בישראל ובעולם כולו. מטרת המכון לקיימות סביבתית היא לכנס את פרויקטי המחקר ותחומי המומחיות הקיימים במכון בנושא קיימות תחת מטריה אחת הכוללת חינוך מדעי, שיתוף משאבים והזדמנויות לשיתופי פעולה בין-תחומיים. אלה יתרכזו תחת שבעה תחומי ליבה של מחקר הקשור לקיימות: אנרגיה מתחדשת, ביטחון תזונתי, חומרים ירוקים, שינוי אקלים גלובלי, זיהום, אקלים ובריאות, מחקר ימי ומגוון ביולוגי.
קבלו הצצה קטנה למספר מחקרים נבחרים.
מכסחי הזיהום הקטנטנים: הזיהום הכבד של האוקיינוסים והימים הוא אחת המכות הקשות ביותר שמנחית האדם על הסביבה. הוא מערער את המערכת האקולוגית הימית שמכסה את רוב כדור הארץ ומחסל מינים רבים של חיות וצמחים. שאלה אבולוציונית מסקרנת שעולה מן המצב העגום הזה היא: האם ישנם יצורים חיים שהתאימו את עצמם לזיהום ופיתחו תכונות חדשות שעוזרות להם לשרוד בתנאים הקשים שיצר האדם? השאלה הזו הובילה את פרופ' דן תופיק המנוח, מהמחלקה למדעים ביומולקולריים במכון ויצמן למדע, מומחה בעל שם עולמי לאבולוציה של חלבונים, לפנות לד"ר עינת שגב מהמחלקה למדעי הצמח והסביבה במכון, המתמחה בחיידקים ימיים. השניים יצאו למסע בין-תחומי בחיפוש אחר תכונות חדשות בחיידקים החיים בים, חיידקים נפוצים מאוד המשתתפים במגוון של תהליכים סביבתיים. לאחר מותו הפתאומי של פרופ' תופיק בתאונת טיפוס, הובילה ד"ר שגב את השלמת המחקר. באמצעות שיטות מסורתיות לבידוד חיידקים מהסביבה, שמעבדתה של ד"ר שגב צברה ניסיון רב בהן, גילו החוקרים כי ההשערה של פרופ' תופיק התאמתה: בתנאי מעבדה, שבהם אין כל מקור לזרחן פרט לחומרים מזהמים שהוספו לדגימות, החיידקים הימיים הצליחו לגדול. החוקרים בחנו כך 15 חומרים מזהמים שונים, שחלקם נרכשו מן המוכן וחלקם נוצרו במעבדה. כל אחד מהם הוביל להתרבות של סוג אחד לפחות של חיידקים ימיים שהצליח להפיק ממנו זרחן. בהדרגה, מיקדו המדענים את הקשרים בין סוגי החיידקים לסוגי המזהמים ובחרו בחיידקים שיש ידע מעמיק על מבנה הגנום שלהם וכלים יעילים לחקור אותם במעבדה. הידע הייחודי שנצבר במעבדתו של פרופ' תופיק אִפשר לחדד את המבט על התהליכים המולקולריים לניצול הזרחן בחיידקים שנבחרו, לזהות את האנזימים שפירקו את הזרחן, ולמצוא אילו גנים אחראים על ייצורם. אחד מהם היה גן שאחראי לייצור האנזים שנמצא בניסוי הבודד שנערך בקרקע מזוהמת. אנזים אחר הוא ממשפחה שכלל לא היה ידוע שהיא מאפשרת ניצול של זרחן. עובדה זו מעידה על יכולתם של חיידקים להשמיש אנזימים בהתאם לצרכים שלהם ולתנאי הסביבה המשתנים.
קלים ובלתי-מתכלים: מוצרי פלסטיק המושלכים אל הים אמנם אינם מתכלים, אך הם מתפוררים בהדרגה והופכים לחלקיקי מיקרו-פלסטיק היכולים להוות בעיה אקולוגית חמורה אשר מסכנת לא רק את הסביבה הימית אלא גם את בריאותם של בני האדם. מדעני מכון ויצמן למדע גילו לאחרונה כי חלקיקים אלה נסחפים לפינות נידחות של האוקיינוס, כאלה שנחשבו צלולות וחפות מהשפעותיו המזיקות של האדם, ויכולים להיפלט לאטמוספירה ולהישאר באוויר במשך שעות ארוכות ואף ימים. המדענים מעריכים שהכמות האמיתית של מיקרו-פלסטיק מעל האוקיינוסים גדולה בהרבה ממה שנחשף במדידות, שכן המערכות שלהם לא יכלו לזהות חלקיקים מתחת לגודל מסוים. לגודל החלקיקים יש משמעות הרת גורל: לא רק שחלקיקים קטנים יותר עשויים להישאר זמן רב יותר באוויר, אלא גם הסבירות שהם ייאכלו (אך לא יעוכלו) על ידי יצורים ימיים זעירים, גדלה ככל שהם קטנים יותר.
"למחקר יש עוד היבט אקולוגי חשוב", אומר פרופ' אילן קורן מהמחלקה למדעי כדור הארץ, "כמו כל החלקיקים הנישאים באוויר, חלקיקי מיקרו-פלסטיק הופכים למעשה לחלק ממחזורי החומרים בטבע, למשל מחזורי הפחמן והחמצן. גם אם נפסיק מחר בבוקר לזהם את החופים, אנחנו צפויים לראות עוד ועוד חלקיקי מיקרו-פלסטיק נפלטים לאטמוספירה, שכן לוקח זמן לפסולת הפלסטיק שכבר מצאה את דרכם לים, להתפורר לחלקיקים".
סופות אזהרה: מחקר חדש בהובלת מדעני מכון ויצמן חשף כי התעצמות סופות החורף בחצי הכדור הדרומי הגיעה כבר לרמה של התחזיות לסוף המאה ה-21. על המחקר חתומים צוות חוקרים בהובלת ד"ר רעי צ'מקה מהמחלקה למדעי כדור הארץ וכוכבי הלכת במכון ויצמן למדע, ובשיתוף ד"ר יי מינג מאוניברסיטת פרינסטון וד"ר יאני יובל מ-MIT. עד כה חזו מודלי האקלים שהפעילות האנושית אשר מגבירה את פליטות הפחמן הדו-חמצני לאטמוספירה תביא להתחזקות משמעותית של סופות החורף רק בהמשך המאה הנוכחית. במחקר החדש השוו המדענים בין הנתונים שעלו מהרצת המודלים של דינמיקת האקלים ובין ממצאי תצפיות בפועל וגילו שהתחזקות הסופות כבר הגיעה לרמה שהייתה צפויה להתרחש בסוף המאה ה-21.
להטמיע את השינוי
בחיי היומיום
כל ההבנות המדעיות המתקבלות בתחום הסביבה לא יתורגמו לכדי שינוי ממשי ללא שינוי התנהגותי ובלי חינוך להרגלים חדשים. מכון ויצמן למדע, בשיתוף הזרוע החינוכית מכון דוידסון לחינוך מדעי, שמו להם למטרה להעלות את המודעות לחשיבותה של הקיימות ולשינויים שניתן להנחיל ביומיום, שיתגבשו לכדי שינוי רחב ועמוק, למען בריאותו ורווחתו של כדור הארץ.
המכון מקיים פעילויות רבות בתחומי הקמפוס להעלאת המודעות הציבורית למצבו האמיתי של כדור הארץ כפי שמשתקף מהמחקרים הרבים הנעשים במכון. במהלך נובמבר למשל, במהלך ועידת האקלים הבינלאומית בשארם אל שייח, קיים מכון דוידסון יום קיימות עמוס בהרצאות, פאנלים וסדנאות, בהשתתפות מדעני המכון, שסיפקו לקהל הרחב מידע מהמחקרים האחרונים בתחום, לצד פתרונות מיידיים שניתן לשלב ביומיום כמו שימוש בחומרים מתכלים ושימוש חוזר, חיסכון חכם באנרגיה, צמצום הצריכה של תוצרי תעשיות מזהמות ועוד. כל אלה נועדו לקדם אורח חיים מודע ולהבהיר את הקלות היחסית שבה ניתן להנחיל שינויים קטנים ביומיום שמצטברים לכדי שינוי גדול.
גם ההרצאה השנתית לזכרו של ד"ר חיים ויצמן, לרגל יום השנה ה-70 למותו, הוקדשה לתחום הסביבה והקיימות. פרופ' רון מילוא קיים הרצאה פתוחה במכון ויצמן על מפקד האוכלוסין בטבע וחיפוש הדרך לעתיד בר קיימא, הרצאה המתמקדת בכמות ומגוון החיים בטבע ועל השפעתו המכרעת של בני האדם על הסביבה.
"המחקר מספק תמונת מצב של כדור הארץ ומדגים עד כמה התרחבה טביעת הרגל שלנו בעולם הרבה מעבר ל'מידת הנעליים שלנו'", אומר מילוא. "תמונה זו ממעוף הציפור עשויה לעזור לנו להבין את המשמעות של העידן שלנו, מתאפיין בהשפעה חסרת תקדים של האדם על כדור הארץ. המסר שלנו במחקר - הן לקובעי המדיניות והן לקהל הרחב - הוא שאי אפשר להמעיט עוד במידת השפעתנו על העולם בהשוואה לאיתני הטבע הגדולים והחזקים. אנחנו שחקן מרכזי ורב השפעה, וכפי שנהוג לומר – עם כוח רב מגיעה גם אחריות רבה. אנו מקווים שברגע שלכולנו יהיו לנגד העיניים נתונים מטלטלים אלה, נבחר, כמין, לקחת יותר אחריות על מעשינו".
בשיתוף מכון ויצמן למדע
