מרכז מחקר משותף לארכיאולוגיה ואנתרופולוגיה
אחד הכלים החדשים במארז: מאיץ חלקיקים מתקדם לתיארוך ממצאים עתיקים
איך הגיעו בני-האדם המודרניים לאירופה ולאסיה? באיזו מהירות התפשטו שינויים תרבותיים במהלך ההיסטוריה מאזור אחד לאזור אחר? במה נבדלים השיניים והעצמות שלנו מאלה של הניאנדרתלים? אלה הן מספר דוגמאות לשאלות שייחקרו בקרוב ב"מרכז מקס פלנק-מכון ויצמן לחקר ארכיאולוגיה ואנתרופולוגיה אינטגרטיבית".
ההסכם להקמת מרכז המחקר החדש ייחתם הערב (רביעי) במכון ויצמן למדע ברחובות. בשם "חברת מקס פלנק לקידום המדע", גרמניה, חתם נשיא החברה פרופ' פטר גרוס. בשם מכון ויצמן למדע חתם נשיא המכון, פרופ' דניאל זייפמן. בראש המרכז יעמדו שני מנהלים: פרופ' סטיב ויינר ממכון ויצמן למדע, ופרופ' ז'אן-ז'אק הובלין ממכון מקס פלנק לאנתרופולוגיה אבולוציונית.
את המחקר במרכז יבצעו שתי קבוצות חדשות בארץ ובגרמניה, כל אחת מהן כוללת כעשרה מדענים ותלמידי מחקר. בנוסף למחקר העצמאי, יקיימו הקבוצות פעילויות משותפות למכון ויצמן למדע ולמכון מקס פלנק.
הקבוצה במכון ויצמן למדע ברחובות תעסוק בעיקר בכיוון מחקרי הקרוי "עיתוי התמורה התרבותית". מטרת המחקר: לשפוך אור חדש על היבטים מרתקים של ההיסטוריה האנושית, כמו התפשטות רעיונות, שינויים באורח החיים, קצב ההתפתחות השונה באזורים שונים בעולם, ונדידת עמים מאזור גיאוגרפי אחד לאחר. באופן מסורתי, נחקרות שאלות מסוג זה באמצעות תיארוך יחסי – כלומר, השוואת השינויים
החלים בכלים ובחרסים באזורים שונים. אך כדי לקבוע מתי התרחש השינוי, או כמה מהר הוא התפשט, נחוץ תיארוך אבסולוטי – כלומר, לקבוע את גילם של חפצים או של שכבות ארכיאולוגיות. המדענים יבצעו עבודת שטח יסודית, תוך ביצוע בדיקות מדעיות באתר הארכיאולוגי עצמו, ולאחר מכן יבצעו בדיקות במעבדה, במטרה לתעד את התפשטות השינויים התרבותיים בחמישים אלף השנים האחרונות. הכלים המדעיים בהם יעזרו כוללים, בין היתר, תיארוך ברזולוציה גבוהה באמצעות פחמן רדיואקטיבי, המאפשר לקבוע את גילם של חפצים ברמת דיוק של 40-20 שנה; וכן טכנולוגיות מתקדמות כמו ניתוח פחמן רדיואקטיבי במאיץ ספקטרוסקופיית מאסות.
הקבוצה במכון מקס פלנק לאנתרופולוגיה אבולוציונית, בלייפציג שבגרמניה, תתמקד במחקר בתחום הקרוי "אנתרופולוגיה פיסיקלית באמצעות חקר המבנה והתפקוד של עצמות ושיניים". מדענים בקבוצה זו יחקרו סוגיות באבולוציה של בני אדם, בעיקר בנוגע לדו-קיום של אוכלוסיות ניאנדרתליות ושל בני אדם מהתקופה המודרנית הקדומה באזור הלבנט, על הצומת בין אפריקה לבין אירו-אסיה.
באופן מסורתי, חקר המאובנים של שתי אוכלוסיות אלה התבסס על צורת העצמות והשיניים, שבאחרונה נחקרות באמצעות שחזור תלת-ממדי ממוחשב. בשחזורים אלה, המדענים יעזרו בטומוגרפיה ממוחשבת ברזולוציה גבוהה, שתעשה במכון מקס פלנק בלייפציג ובמכון ויצמן – טכנולוגיה המאפשרת לבחון פרטים בגודל של מיקרון. המדענים יחקרו את היחס בין מבנה העצמות והשיניים לתפקודם – סוגיה חיונית להבנת שינויים אבולוציוניים. מכיוון שקשה לקבוע את היחס הזה על סמך מאובנים בלבד, יתמקדו המדענים בעצמות ובשיניים מודרניים.
הקמת המרכז החדש מציינת יותר מ-50 שנה של שיתוף פעולה בין חברת מקס פלנק הגרמנית לבין מכון ויצמן למדע. שיתוף פעולה זה, אשר החל בסוף שנות ה-50 של המאה הקודמת, הוביל בשנת 1964 להסכם היסטורי, שבמסגרתו העבירה קרן מינרבה למחקר כספים מממשלת גרמניה למכון ויצמן למדע, ובכך סייעה לשיתוף פעולה מדעי נרחב בין המכון לחברת מקס פלנק. קשרים אלה עזרו לסלול את הדרך לא רק לשיתוף פעולה מדעי בין גרמניה לישראל, אלא גם, שנה לאחר מכן, לכינון יחסים דיפלומטיים בין שתי המדינות.
בנוסף להידוק הקשרים בין חברת מקס פלנק לבין מכון ויצמן למדע, יתכן כי המרכז החדש יסייע גם להרחבת הקשרים המדעיים בין ישראל לשכנותיה. "יהיה זה טבעי ביותר לשתף פעולה עם הארצות השכנות לנו; הרי אתרים ארכיאולוגיים אינם מתחשבים בקווי גבול," אומר פרופ' ויינר ממכון ויצמן למדע. "כפי שקרה ביחסים עם גרמניה, גם כאן, במזרח התיכון, שיתוף פעולה מדעי יכול לעודד קשרי שלום".
מאיץ חלקיקים לחקר העבר
המאיץ החדש צפוי להשפיע במידה ניכרת על המחקר הארכיאולוגי בארץ ובעולם, בהיותו הראשון והיחיד מסוגו במזרח התיכון. המאיץ תוכנן במיוחד לצורך מחקר ארכיאולוגי, והוא ימוקם בפקולטה לפיסיקה במכון ויצמן למדע בסוף שנת 2012. המאיץ יקדם את היכולת לתארך דוגמאות ארכיאולוגיות לרמה חדשה לחלוטין. בעבר נעשה התיארוך באמצעות מדידות חוזרות, אשר עוקבות אחר הדעיכה של האיזוטופ הרדיואקטיבי פחמן 14. בדיקה זו אורכת זמן ממושך, ודורשת כמות גדולה של חומר. המאיץ החדש מבצע מדידה ישירה של כמות הפחמן 14 בדרך אחרת: הוא מאיץ את אטומי הפחמן בדוגמה הנבדקת. כתוצאה מכך, מופרדים אטומי הפחמן 14 משאר אטומי הפחמן (שכמותם גדולה פי אלף מיליון מיליונים). בדרך זו אפשר לבצע את הבדיקה במהירות, ובהתבסס על כמות קטנה מאוד של חומר: גרגר חיטה, או שאריות של קולגן שנלקחו מעצמות. מדובר ביתרון משמעותי, שכן החומר האורגני – עליו מבוסס התיארוך – מתפרק במשך השנים ונעלם, והיכולת להסתפק בפירורי חומר קטנים, תאפשר תיארוך ממצאים שבעבר אי-אפשר היה לתארכם.
רכישת המאיץ התאפשרה הודות לתרומתו של ד"ר נעים דנגור, לונדון, בעל תואר כבוד CBE ב"מסדר המצוין ביותר של האימפריה הבריטית", מייסד ומנהל קרן "אקסילארצ'" (Exilarch), אשר תומכת במטרות חינוכיות וקהילתיות. המעבדה הייעודית בה יותקן המאיץ תקרא DREAM (Dangoor Research Accelerator Mass Spectrometer), והיא תהיה המעבדה הראשונה בעולם העוסקת בתיארוך באמצעות פחמן רדיואקטיבי, אשר מוקדשת למחקר בלבד.