מה מסתתר בעומק האדמה? הפרטים שידהימו אתכם

אנחנו יודעים כי יש בעולמנו המון חלקים שבלעדיהם לא יתכנו חיים, העולם נברא כך שהוא מותאם לכל צרכיו של האדם. בפרקים הקודמים דיברנו על התכונות המופלאות של המים, והנושא שלנו כאן הוא האדמה. לכאורה, בסך הכל קרקע מוצקה תחת רגלינו. איזה עוד דרישות יש לנו ממנה?

ובכן, קודם כל, האדמה היא מצע גידול של כל מיליוני הסוגים השונים של הצמחים. היא אוגרת את הנוזלים והמינרלים בכמות המתאימה, ומאפשרים ספיגה איטית של אבות המזון עבור הצמח, שמשמש בתורו מזון לבעלי חיים, המשמשים מזון לאדם, וכן מייצר חמצן שנצרך לנשימה של כל החיים בארץ.

האדמה צריכה להיות רכה דיה, כדי לאגור את הנוזלים והמינרלים, אבל גם קשה ומוצקה, כדי להחזיק את העצים שלא יפלו, ואת הבתים שהאדם בונה.

האדמה מורכבת משלושה סוגים של חלקיקים שתומכים אלו באלו, ומעניקים לה תכונות ייחודיות.

חול – עשוי מחלקיקים מינרליים, החל מחלקיקים גסים, שקוטרם הוא החל מ-63 מיקרומטר, ועד לגודל שקטן רק מעט משני מילימטר. החול מעניק לאדמה את החוזק המבני שלה.

טין – עשוי מחלקיקים בגודל בינוני, שבין שני מיקרומטר ועד ל-63 מיקרומטר.

חרסית – עשויה מחלקיקים בעלי גודל קטן משני מיקרומטר.

בעוד החול מקנה לאדמה את חוזקה המבני (תפקיד א'), לחרסיות יש חשיבות מיוחדת בתחום אגירת המים (תפקיד ב').

כאשר יורד גשם על האדמה נאגרים המים בחללים קטנים שמצויים בקרקע. המים הללו, המכונים "מי כובד", מחלחלים בתוך זמן קצר יחסית לשכבות עמוקות, הרחק מהישג ידם של שורשי הצמחים. אדמה נטולת חרסית מתייבשת אפוא לחלוטין בתוך שבוע ימים, והצמחים שגדלים בה נובלים. בנוסף, בהעדר חרסית, המים המפעפעים בין רגבי העפר סופחים לתוכם את המינרלים והחומרים האורגניים המצויים באדמה, וזו מאבדת את יכולת ההזנה שלה.

החרסיות פועלות כמו מגנטים זעירים שלוכדים מולקולות של מים ומינרלים. המבנה האטומי של חלקיק חרסית הוא כמו דפים של ספר, עם שכבות מתחלפות של אטומי חמצן וצורן. מבנה זה הוא אידיאלי ללכידת יונים של מים ומינרלים.

טיפות המים המיקרוסקופיות שנאחזות בחרסיות, "מי תאחיזה" קוראים להן, אינן מחלחלות לעומק האדמה. הן נשמרות בטווח קרוב יחסית לפני השטח, עד ששורשי הצמחים באים ו"קוטפים" אותן כמו אשכולות ענבים מיקרוסקופיים. בזכות החרסיות, אדמה מסוגלת לגדול צמחים הרבה לאחר שעונת הגשמים הסתיימה. בנוסף, המשיכה המגנטית של החרסיות מחזיקה יונים של מינרלים שונים, ומונעת את בריחתם יחד עם מי הכובד.

קרקע המורכבת מחרסיות בלבד אינה יעילה, שכן בגלל גודלם הזעיר, חלקיקי החרסית נשטפים ונסחפים בקלות בזרמי מים. מה שנחוץ, אפוא, הוא שילוב אופטימלי בין חרסיות עדינות לבין גרגרים גסים המחזיקים את החרסיות במקומם. השילוב האופטימלי הזה קיים באדמה.

המפליא הוא שהאדמה חיונית ללכידת המים, אך בלי מים לא הייתה אדמה. בפלנטות נטולות מים אין קרקע עם מרקם כמו שיש בכדור הארץ. למשל, הירח מכוסה בחומר הקרוי רגולית, סוג של אבק המתקבל מהפצצה חוזרת ונשנית של פני הירח באסטרואידים. לרגולית אין מרקם דומה לאדמה, ובמחקרים שנערכו לאחרונה עולה כי ניסיונות לגדל בו צמחים כנראה לא יעלו יפה. רק תהליכי השחיקה המכניים והכימיים הייחודיים למים יוצרים את שלל סוגי הגרגרים, שיוצרים את המצע המושלם הקרוי "אדמה".

עד כאן ראינו כיצד המים יוצרים את שכבת האדמה המכסה את היבשה. כעת נראה כי למים נודע תפקיד מכריע גם בשימור ובתחזוקה של היבשות עצמן.

בכל שנה ושנה, מיליוני טונות של סלע נשחקות מעל פני היבשות ועושות את דרכן אל קרקעית האוקיינוסים. בהינתן די זמן, שחיקת המים אמורה הייתה להפוך את היבשה ללוח חלק. בנוסף, מדי שנה מיליוני טונות של אשלגן, פחמן, חנקן וגופרית, המצויים בגופיהם של יצורים ימיים מתים, שוקעים לצמיתות אל מצולות הים, היכן שהחומרים שוב אינם זמינים עוד לעולם החי. בחלוף הזמן, היבשות והימים אמורים היו לאבד את המינרלים החיוניים שבלעדיהם אין חיים.

נדרש פתרון הנדסי לכמה בעיות משולבות:

• שימור ועיבוי היבשות.
• חידוש מלאי המינרלים ביבשה.
• שימור מאזן המינרלים באוקיאנוסים.

הפתרון ההנדסי המתבקש לכך הוא מחזור הסלע. בעשרות השנים האחרונות התגלה כי הליתוספירה, הקרום החיצוני של כדור הארץ, שעשוי סלע ואבן, איננו מקום דומם כלל ועיקר. מתקיימת בו מערכת דינמית של צמיחה והתחדשות, שקרויה "טקטוניקת הלוחות".

"פני כדור הארץ והחלקים שמתחתיו, כמו העור והאיברים של גופנו, נמצאים במצב תמידי של התחדשות. המבנה הכללי נשמר גם בשעה שהמרכיבים היוצרים אותו מתחלפים בהדרגה. שום דבר אינו קבוע, אבל דווקא משום כך הכל נצחי", כותבת הגיאולוגית מרסיה ביורנרוד.

מדובר במערכת משוכללת ומסובכת ביותר. סלע הוא דבר מאסיבי וכבד, והכוחות הנחוצים להזזתו מוכרחים להיות מאסיביים בהתאם. בשונה ממחזור המים, המבוסס על תכונות אידוי-עיבוי של המים, את הסלע אי אפשר לאדות, ובקושי ניתן לנזל אותו. גם אז יש לקחת בחשבון שהדבר מצריך טמפרטורות גבוהות מאוד, שאינן הולמות פלנטה נושאת חיים.

הפתרון לכך הוא לא פחות מגאוני.

הקרום החיצוני של כדור הארץ עשוי מלוחות סלע מוצקים אך ניידים, שצפים על המעטה (שכבת כדור הארץ שמתחת לקרום) כמו קרחונים על גבי המים. הלוחות מסוגלים לנוע ממקומם ואף לשקוע מתחת לפני הקרקע. מה שמניע אותם היא שכבת סלע מותך שעליה הם משייטים – המכונה "מגמה". בתוך המגמה פועלים "תאי ערבול" שמחוללים תנועה. תאי הערבול מאופסנים באופן בטוח עמוק מתחת לפני הקרקע, הרחק מפני השטח, היכן שהטמפרטורות הגבוהות שלהן היו עלולות לסכן חיים.

כך סלעי היסוד שמתחת לאדמה מתלהטים, ניתכים, ויחזרו אל פני היבשה בצורת זרמי לבה, כדי להחזיר אליו את החומרים היקרים והנחוצים לקיום החיים. האדמה היא מערכת מושלמת לקיום ולשימור החיים על פני האדמה, שנבראה בחכמה נפלאה שאין כמותה.