מהנשמדע 10/1 - מחקרים חדשים ביותר

מה חדש?

• האם מזג האוויר השתגע?

• 100% אנרגיה נקייה עד שנת 2050

• נחשוני הים רואים טוב משחשבנו

• קריש דם בחלל 

• תוכיי הים משתמשים במקלות כדי לגרד את הגב

• טלסקופ אמריקאי חדיש ייחנך השנה בצ'ילה

• מערכת חדשה להפקה יעילה ובטוחה של מימן 

• גנים הקשורים להפרעות חרדה

• קפאת העד בחצי הכדור הצפוני מפשירה

האם מזג האוויר השתגע?

בשבוע האחרון התרחשו במספר ערים בישראל הצפות משמעותיות, לאחר שגשמים חזקים הכבידו על תשתיות הניקוז העירוניות. בתל אביב למשל ירדו במשך שעתיים בלבד 71 מ"מ גשם. השיח העולמי סביב שינוי האקלים מעלה אצל רבים את השאלה אם הגשמים הללו קשורים גם הם לשינוי האקלים הגלובלי, או שהם עדיין בטווח הנורמה, "חלק מהסטטיסטיקה", בהשוואה למזג האוויר שתועד עד כה בישראל. הטמפרטורה הממוצעת בישראל עלתה מאז שנת 1950 בכ-1.4 מעלות צלזיוס, ונמצא כי תופעות מסוימות כגון גלי חום אכן נעשו נפוצות יותר במהלך הקיץ, אולם לא נמצא עדיין כי חל שינוי משמעותי בתדירות של גשמים חזקים באופן קיצוני במהלך 100 השנים האחרונות. קחו את החורף הקודם כדוגמה - גם אז התעוררו שאלות דומות, שבעקבותיהן פרסמנו את הכתבה הזו, שרלוונטית גם להיום לחצו כאן.

הצפות ביפו | ד"ר צביה אלגלי

אור אליאסון

100% אנרגיה נקייה עד שנת 2050

חוקרים מארצות הברית פיתחו תוכנית מעשית למעבר לשימוש מלא במקורות אנרגיה מתחדשים: אנרגיה סולרית, רוח וחשמל הידרואלקטרי. לדברי החוקרים, צעד כזה יפתור שלוש בעיות עולמיות מרכזיות: ההתחממות הגלובלית, זיהום האוויר וחוסר יציבות חברתית שנובעת משתי הבעיות האחרות. עם זאת, הם מתייחסים בתוכנית רק לייצור חשמל, ולא לפליטת גזי חממה או זיהום אוויר מתעשייה, תחבורה, חקלאות ומקורות נוספים. התוכנית מיועדת ל-143 מדינות שמייצרות כיום 99.7% מסך גזי החממה הנפלטים לאטמוספרה עקב פעילות האדם. העלות המחושבת של יישומה היא כ-73 טריליון דולר, והחוקרים טוענים כי המעבר למקורות אנרגיה מתחדשים יחסוך בסופו של דבר 11 טריליון דולר בשנה, כך שההשקעה לא רק תחזיר עצמה תוך שנים אחדות, אלא גם תיצור מקומות עבודה חדשים. התוכנית המוצעת לישראל כוללת ייצור של 92 אחוז מהחשמל מאנרגיה סולארית ושמונה אחוזים נוספים מאנרגיית רוח. המעבר לשימוש מלא באנרגיה נקייה בישראל נראה שאפתני במיוחד שכן על פי דו"ח רשות החשמל, בשנת 2018, אנרגיות מתחדשות סיפקו רק ארבעה אחוזים מצריכת החשמל בישראל. לדו"ח המלא לחצו כאן.

זיו שדה

נחשוני הים רואים טוב משחשבנו

נחשוני-ים הם יצורים ימיים דומים לכוכבי ים, יש להם חמש זרועות דקות שבניגוד לקרוביהם הזרועות גמישות ויכולות לנוע בחופשיות. למרות שנחשוני הים חסרי עיניים, יש להם חלבונים קולטי אור, דומים לאלו שבעיננו, בתאים מיוחדים לאורך גופם. בעזרתם הם מבחינים בין חושך לאור ומשתדלים לרוב להישאר במקום חשוך. חוקרים מאירופה וארה"ב בדקו את ראייתם של שני מיני נחשוני-ים, ומצאו שאחד המינים מסוגל להבחין לא רק בכמות האור, אלא גם בדוגמאות פשוטות: הם הבדילו בין צבע אפור אחיד לפסים בשחור-לבן. אותו מין, Ophiocoma wendtii, משנה את צבעו מאדום כהה במשך היום לבז' בלילה. החוקרים גילו שהפיגמנטים האדומים חוסמים ומגבילים את כמות האור שמגיע לחלבונים קולטי האור מכיוון מסוים. זה מאפשר לנחשוני-הים לחוש מאיפה מגיע האור, ולא רק את קיומו. מין  נחשוני ים קרוב, שנשאר חיוור כל שעות היום, לא הצליח להבדיל בין אפור לשחור-לבן, ככל הנראה בגלל שאין לו פיגמנטים אדומים. לקריאה בהרחבה (באנגלית) לחצו כאן.

נחשון ים מהמין Ophiocoma wendtii שעליו נערך המחקר, Lauren Sumner-Rooney

קריש דם בחלל

מחקר חדש מתאר מקרה של קריש דם בווריד הצוואר אצל אסטרונאוט ששהה בתחנת החלל הבינלאומית. הקריש התגלה בעקבות בדיקת אולטרסאונד שנעשתה לאסטרונאוט בצוואר במסגרת מחקר שנועד לבדוק פיזור מחדש של נוזלי הגוף בתנאי חוסר כבידה. סוכנות החלל פנתה לרופא מומחה לקרישי דם לקביעת טיפול מרחוק. בשל החשש להיסחפות קריש הדם אל המוח והסיכון לשבץ הוחלט לטפל באמצעות נוגדי קרישה. הטיפול עבד וכמה שבועות לאחר תחילת הטיפול נפח הקריש ירד ונעלם לחלוטין עשרה ימים לאחר הנחיתה על כדור הארץ. המקרה שלפנינו מצטרף למחקר שנעשה ב-2019 על 11 חברי צוות בתחנת החלל, שהצביע על זרימה חריגה של הדם בווריד הצוואר. שני המחקרים מדגישים את הייחודיות של התופעה לתנאי חוסר הכבידה, שכן קריש דם בוריד הצוואר כמעט ואינו מופיע על פני כדור הארץ ללא גורמי סיכון. לסיפור המלא באתר שלנו לחצו כאן.

הרופא סטפן מוֹל מומחה שטיפל באסטרונאוט מרחוק, במרכז לאימון אסטרונאוטים | צילום: NASA

תוכיי הים משתמשים במקלות כדי לגרד את הגב

חוקרים גילו שתוכיי הים משתמשים במקלות כדי לגרד את הגב. שימוש בכלים הוא תופעה נדירה למדי בקרב ציפורים, ונראתה רק אצל מינים בודדים. עד עכשיו, עופות מים כמו תוכיי הים מעולם לא נצפו משתמשים בכלים, וחוקרים רבים הניחו שאין להם את היכולות הקוגניטיביות לעשות זאת – מוחם של עופות מים קטן יותר מזה של ציפורים אחרות, ביחס לגופם. המחקר החדש "מרחיב את תפיסתנו לגבי אילו מינים משתמשים בכלים, ולאיזו מטרה", אמרה קורינה לוגאן (Logan), חוקרת התנהגות בעלי חיים שלא השתתפה במחקר.  לקריאה בהרחבה (באנגלית) ולצפייה בסרטון יוטיוב של התופעה לחצו כאן.

תוכי ים חמוד במיוחד | shutterstock

טלסקופ אמריקאי חדיש ייחנך השנה בצ'ילה

טלסקופ אמריקאי חדיש שייחנך השנה בצ'ילה ייקרא על שמה של האסטרונומית האמריקאית ורה רובין (Vera Rubin) שהייתה מהחוקרים הראשונים שסיפקו ראיות התומכות בקיומו של חומר האפל. כך הודיעו הקרן הלאומית האמריקאית למדעים (NSF) ומשרד האנרגיה האמריקאי. הטלסקופ שנקרא עד כה "טלסקופ הסקר הסינופטי הגדול", מבוסס על שימוש בשלוש מראות לשיפור התמונה, אמור לסרוק את השמיים במשך עשר שנים בכמה אורכי גל, ובין השאר הוא יחפש תופעות קוסמיות כמו סופרנובות, יאתר אסטרואידים וגופים אחרים במערכת השמש, ויחפש ראיות לקיומו של חומר אפל. רובין הייתה אסטרונומית פורצת דרך בכמה תחומים. במחקריה המפורסמים ביותר היא מדדה תנועות כוכבים בכמה גלקסיות, והופתעה לגלות כי בניגוד למה שציפו, תנועת הכוכבים בחלקים החיצוניים של הגלקסיות הייתה מהירה כמו של הכוכבים הפנימיים. המסקנה הייתה שיש מסה נוספת שאנו לא רואים ומאפשרת את התנועה הזו – והיא מכונה "חומר אפל". רובין הלכה לעולמה לפני שלוש שנים, בגיל 88, והטלסקופ שייקרא כעת "מצפה ורה רובין" הוא הנצחה נאה לזכרה. להודעה על ההכרזה לחצו כאן, לכתבה שלנו על ורה רובין לחצו כאן.

אילוסטרציה של הטלסקופ החדש | ויקיפדיה

איתי נבו

מערכת להפקה יעילה ובטוחה של מימן 

חוקרים ישראלים פיתחו אב-טיפוס חדשני של מערכת להפקה יעילה ובטוחה של מימן ממים באמצעות אנרגיית השמש בלבד. מימן הוא חומר מבוקש מאוד בתעשייה, בין השאר לייצור דשנים לחקלאות ודלקים. כיום רוב המימן בעולם מופק מגז טבעי, בתהליך הפולט כמות גדולה של פחמן דו-חמצני (CO₂). המערכת החדשה שפיתחו חוקרים מהטכניון וחוקרים מפורטוגל, מבוססת על התקן סולארי דו-שכבתי (Tandem cell) המאפשר ניצול יעיל יותר של קרינת השמש. חלק מאורכי הגל של האור הנראה נבלעים בשכבה העליונה, העשויה תחמוצת ברזל שקופה למחצה. גלים אחרים עוברים דרך שכבה זו ונבלעים בתא סולרי אחר שנמצא מתחתיה. שתי השכבות יחד מספקות למערכת את האנרגיה הדרושה לפירוק המים. בנוסף, החוקרים הצליחו להפריד את התהליך לשני תאים נפרדים: אחד למימן ואחד לחמצן המופק, מה שהופך את הטכנולוגיה בטוחה יותר לשימוש. החוקרים הדגימו את יעילות המערכת בניסוי ראשוני, וכעת הם מקווים שגורמים באקדמיה ובתעשייה יפתחו אותה למוצר מסחרי. למאמר המלא לחצו כאן. 

מפעל להפקת מימן באיסלנד | shutterstock

אלכס אברוטין

גנים הקשורים להפרעות חרדה

מחקר גנטי גדול זיהה גנים הקשורים להפרעות חרדה. חרדה היא מצב נפשי שבו אנשים "רואים שחורות", כלומר חוששים שמשהו רע עומד לקרות, וחשש מאירועים שליליים מעיב על שגרת חייהם. במקרה של הפרעות חרדה, מדובר במצבים קיצוניים המובילים למצוקה נפשית וגופנית מתמשכת. במחקר החדש של אוניברסיטת ייל נעשה שימוש במידע גנטי מ"פרויקט מיליון וטרנים" (Million Veteran Program) של הסוכנות לחיילים משוחררים בארצות הברית, המכיל מידע גנטי שנאסף ממאות אלפי יוצאי זרועות ההגנה. החוקרים זיהו שישה אזורים בגנום האנושי שמוטציות בהם מעלות את הסיכון להפרעות חרדה. מדובר במחקר הגנטי המקיף ביותר שנעשה עד כה בנושא חרדה והחוקרים מקווים כי זיהוי המקור הגנטי של ההפרעות יוביל לפיתוח תרופות וטיפולים יעילים וממוקדים יותר, כפי שנעשה במחלות אחרות. אחד מראשי צוות המחקר, ד"ר דן ליווי (Levey) אמר כי הממצאים מקדמים אותנו לקראת ההבנה של מצבי חרדה והאופן שבו הגנטיקה משפיעה על מצבים נפשיים. לקריאה בהרחבה (באנגלית) לחצו כאן.

מדענים מעבדים מידע גנטי שנאסף מ-800 אלף משתתפי הפרויקט, Robert Lisak

אלכס אברוטין

קפאת-העד בחצי הכדור הצפוני מפשירה

התחממות האקלים העולמי מעוררת חששות רבים, ובינהם ההפשרה של קפאת-עד (Permafrost) בחצי הכדור הצפוני. זהו המונח המתאר אדמות השרויות מתחת לטמפרטורת הקיפאון של המים למשך כל השנה, והן כולאות תחתיהן כמויות גדולות של גזי חממה. קפאת-העד מכסה אזורים נרחבים ברוסיה ובצפון אמריקה, ובמקרה שתפשיר כל אותם גזים ישתחררו לאטמוספירה. כדי לחקור את התהליכים שצפויים להתרחש בעקבות ההפשרה, צוות חוקרים בינלאומי, ביניהם חוקרים מישראל, בחנו זקיפים ונטיפים במערות סיביר. הממצאים הכימיים במערות אפשרו לחוקרים לשחזר את האקלים באזור במהלך מיליוני השנים האחרונות, וללמוד על התקופות הגיאולוגיות הקדומות שגם בהן ארעה הפשרה של קפאת-עד. החוקרים גילו שבתקופות בהן האוקיינוס הארקטי הפשיר לגמרי במהלך הקיץ התרחשה גם הפשרה נרחבת של קפאת העד, בעוד שבתקופות בהן חלקו נותר מכוסה קפאת-העד לא הצטמצמה. מספר מודלים אקלימיים חוזים כי קרח הים צפוי להיעלם לגמרי בעונת הקיץ עד שנת 2050, וכעת עולה האפשרות שהדבר יוביל לתגובת שרשרת של שינויים אקלימיים נוספים. לקריאה בהרחבה (באנגלית) לחצו כאן

צילום לוויין של אגמים הנוצרו כתוצאה מהפשרה של קפאת עד | science photo library

אור אליאסון