לחקור את מאדים
ברמת הגולן

פני השטח של כוכבי הלכת הסלעיים והירחים הרבים במערכת השמש זרועים מכתשים. רובם הגדול שרידים של פגיעות רבות עוצמה של אסטרואידים ושביטים, ואפשר ללמוד מהם על תהליכים שעברו על מערכת השמש לאורך שנות התפתחותה הרבות. לצד אלה חבויים מכתשים אחרים, שקעים עמוקים ונרחבים שנוצרו בדרכים שונות לגמרי, שאת חלקן עדיין איננו יודעים להסביר. ההבנה של התהליכים שהביאו ליצירת השקעים הייחודיים הללו עשויה ללמד אותנו על ההיסטוריה של שכנינו במערכת השמש ועל התהליכים הגיאולוגיים הפועלים בהם. השקעים האלו מעניינים גם מבחינה מעשית: הודות להגנה שהם מספקים מפני קרינה, מטאוריטים וסכנות אחרות, הם עשויים להיות  אתר התיישבות אפשרי במסגרת משימות עתידיות לירח, למאדים ולגופים פלנטריים אחרים.

אחד מכוכבי הלכת שיש בהם שקעים חריגים כאלה הוא מאדים. בכמה אזורים על פניו אותרו במרוצת השנים בורות ושקעים שאין בהם סימנים אופייניים שנותרים בעקבות אירועי התנגשות. במקום זאת מאפייניהם מתאימים יותר לאירועים שבהם פני השטח הסלעיים קרסו לתוך חלל תת-קרקעי, כמו שקורה בבולענים. גודלם של השקעים בין כמה עשרות מטרים למאות קילומטרים, ומשערים שלפחות חלקם נוצרו בעקבות קריסה אל תוך תא מגמה שהתרוקן.

השקעיםהבלתי מוסברים במאדים עוררו את סקרנותם של הגיאולוגים רואי נאור ואיתי הלוי מהמחלקה למדעי כדור הארץ ומדעים פלנטריים במכון ויצמן למדע, ועמית מושקין מהמכון הגיאולוגי לישראל. במחקר משותף שלהם, שהתפרסם בכתב העת של החברה הגיאולוגית האמריקאית, הם מציעים לחקור את תהליך היווצרות השקעים האלו על ידי איתור ובחינה של תופעות מקבילות בכדור הארץ, המשמש סביבת מחקר הרבה יותר מעשית ונוחה.

האם זה אחד התאומים המאדימיים של הג'ובות ברמת הגולן? צילום לוויין של שקע על מאדים שנוצר כנראה עקב קריסת קרקע | צילום: NASA/JPL/University of Arizona

סודות בחצר האחורית

אולם מתברר שמאוד לא פשוט לאתר תופעות דומות בכדור הארץ. כמה ממקבצי השקעים במאדים, שבהם התמקד המחקר, מופיעיםהרחק ממוקדים של התפרצויות געשיות שיכלו להסביר את היווצרותם, במישורי בזלת שמתחת להם משערים שקיימות שכבות של סלעי משקע. אולם בכדור הארץ השקעים  הנחשבים דומים לאלו שבכוכבי לכת אחרים נמצאים בהוואי ובאיסלנד – אזורים געשיים פעילים שאין מתחתם סלעי משקע, ושההיסטוריה הגיאולוגית של המרחב שלהם שונה משמעותית מזו של חלק מהשקעים במאדים. לכן החוקרים בחרו שלא להשתמש באזורים האלה לצורך השוואה עם מאדים.

במקום זאת פנו החוקרים לאתר הרבה יותר קרוב, ממש בחצר האחורית שלנו: הג'ובות ברמת הגולן. ג'ובה, בור בערבית, הוא הכינוי שניתן לכמה עשרות שקעים קטנים הפזורים על פני שטח של כשלושים קילומטרים רבועים בצפון רמת הגולן. המוכרת ביותר מביניהן היא ה"הג'ובה הגדולה" ביער אודם, המונגשת למבקרים.

בדומה לשקעיםבמאדים, גם הג'ובות שוכנות ברובן בשולי אזור געשי לא פעיל, בתוך מישור בזלת דק יחסית המכסה סלעי משקע. בנוסף, כמו במאדים, מנגנון הופעתם של השקעים הללו אינו ברור. בין גיאולוגים ניטש ויכוח על סיבת היווצרותם, כשחלקם מייחסים את קיומן של הג'ובות להתפרצויות של קיטור  שנוצר ממגע בין מגמה למי תהום, ואחרים סבורים שהן נוצרו מקריסה של פני השטח אל תוך חללים תת-קרקעיים.

החוקרים העריכו כי אם ישתמשו בטכנולוגיות מתקדמות למיפוי וניתוח מאפייני פני השטח של הג'ובות, הם יוכלו להצביע במדויק על מנגנון ההיווצרות שלהן, ולהיעזר בממצאים ובמסקנות שיעלו בעקבותיהם כדי לבחון מחדש את השקעים במאדים. הם בחרו לחקור את הג'ובות בכלים מתחום המיפוי ומדידות השטח, שהם בין הכלים המרכזיים שעומדים לרשות גיאולוגים במחקר של כוכבי לכת אחרים.

מיישבים את הוויכוח על מנגנון היווצרותם של השקעים. הג'ובה הגדולה ולידה הבינונית והקטנה, ברקע החרמון| צילום: פרופ' עודד אהרונסון, מכון ויצמן למדע

מיפוי מדויק

החוקרים ערכו מיפוי טופוגרפי של אזור הג'ובות באמצעות טכנולוגיית לידאר (LiDAR: "זיהוי אור וטווח"), המבוססת על כלי טיס ש"יורה" פרצי קרינה קצרים ומשתמש בהם למדידת מרחקים. באמצעותה הם יצרו מודל תלת-ממדי של פני השטח בכושר הפרדה (רזולוציה)  גבוה. על בסיס המודל הם ניתחו את מאפייני הגודל והצורה של מרכיבים בפני השטח.

אפיון כזה של השקעים באזור המחקר יכול ללמד למשל אם קיימים במרחב סוגים נפרדים של שקעים, ומה המאפיינים המדויקים של כל קבוצה כזאת. בנוסף, השיטה מאפשרת לחוקרים ליצור הגדרה מדויקת של תופעת הג'ובה, על סמך מאפיינים כמותיים של ממדים כמו קוטר, עומק והיחסים ביניהם. את ההגדרה החדשה הזאת אפשר להעמיד מול מדידות שנאספו ממכתשים ושקעים בכוכבי לכת אחרים ולהסיק אם יש דמיון בין התופעות.

החוקרים איתרו במרחב 46 שקעים. מתוכם, 17 היו ג'ובות מוכרות שנסקרו בעבר, ארבעה כלל לא הופיעו בתוך מישורי הבזלת אלא במחשופי סלעי המשקע הסמוכים שממערב לאזור הג'ובות המוכר, וחמישה שקעים נוספים הוגדרו ג'ובות אפשריות. השקעים הנותרים תוארו כ"שקעים לא מוגדרים" ונופו מהמחקר.

מניתוח הנתונים עלה כי לא קיימים הבדלים מבניים בין השקעים שמופיעים באזור הבזלתי לבין אלה שנמצאו בשכבות סלעי המשקע שאינן מכוסות בזלת ושרחוקות מפעילות געשית, כך שייתכן ששתי הקבוצות נוצרו בתהליך זהה. בנוסף זיהו החוקרים הבדלים בשיפועי הדפנות של השקעים, עובדה שמצביעה ככל הנראה על כך שכל שקע עבר תהליכי בליה שנמשכו פרק זמן שונה תחת איתני הטבע, כך שכל אחד מהם נוצר במועד אחר. השקע התלול ביותר, ולכן ייתכן שהוא גם הצעיר ביותר, אף קוטע שורות של טרסות חקלאיות שנבנו במהלך אלפי השנים האחרונות, כך שסביר להניח שהטרסות היו שם לפניו.

כמו כן, בזכות כושר ההפרדה הגבוה של המיפוי הטופוגרפי התאפשר לחוקרים לבחון באופן מדויק יותר ג'ובות המורכבות למעשה ממספר בורות חופפים. אילו הג'ובות נוצרו במנגנון פיצוץ, סביר היה להניח שמוקדי הפיצוץ הסמוכים היו מכסים זה את זה בסלעים שנפלטו לאוויר במהלך היווצרותם. אולם שכבת כיסוי כזו לא זוהתה באף אחת מהג'ובות, ואף לא בקרבתן, כך שנראה שלא זה ההסבר להיווצרותן.

לאור ממצאי המחקר, החוקרים מסיקים כי הג'ובות נוצרו בתהליך של קריסה אל תוך חלל תת-קרקעי, ולא בעקבות פיצוץ כפי שהציעו חלק מהמחקרים הקודמים. לדברי החוקרים, יש כמה תהליכים שאפשר לייחס להם את יצירת החללים התת-קרקעיים. אחד מהם עשוי להיות המסה קרסטית של סלעי המשקע מתחת לבזלת בעקבות חלחול מים – תהליך שאחראי בין השאר להיווצרות של מערות נטיפים. הסברים אחרים יכולים להיות התרוקנות של תא מגמה סמוך או ביקוע של שכבות הסלע במהלך התנועות הטקטוניות של בקע ים המלח.

חלק מהג'ובות אינן במישורי הבזלת, אלא במחשופי סלעי המשקע ממערב להם. שתיים מהג'ובות בסלעי המשקע| צילום: פרופ' עודד אהרונסון, מכון ויצמן למדע

מיער אודם למאדים

מה חקר הג'ובות בגולן מסוגל ללמד אותנו על השקעים במאדים? החוקרים מציינים כי היחס הממוצע בין העומק והקוטר של הג'ובות שנמדדו במסגרת המחקר דומה לזה שבחלק ממקבצי השקעיםבמאדים. הדמיון בין שתי קבוצות השקעים, זו שברמת הגולן ואלו שבמאדים, בא לידי ביטוי ביחסי המידות הקרובים ובסביבה גיאולוגית משוערת דומה, ומצביע על כך שייתכן שהם נוצרו בעקבות תהליכים דומים.

החוקרים, אם כן, מציעים להסתכל על הג'ובות ברמת הגולן כתופעה גיאולוגית מקבילה לשקעי הקריסה במאדים, ואף לדומיהם בכוכבי לכת וירחים נוספים במערכת השמש. הידע הגיאולוגי הרב שקיים על רמת הגולן ועל האזור שבו מופיעות הג'ובות, לצד הנגישות הגבוהה והנוחות של העבודה באזור הזה, יאפשרו לענות על שאלות חדשות ולהעשיר את המחקר של תופעות גיאולוגיות רחוקות, שחקירתן הישירה דורשת מענקי מחקר דמיוניים.

מבט מלמעלה, כמו במאדים. צילום מרחפן של צלילה לתוך מערת גבי מייש, אחת הג'ובות שנחקרו בעבודה הנוכחית. צילום: פרופ' עודד אהרונסון, מכון ויצמן למדע