עמוד הבית > מדינת ישראלעמוד הבית > מדעי כדור-הארץ והיקום > גיאולוגיה > גיאולוגיה של ארץ-ישראל
אאוריקה : כתב-עת להוראת מדעים וטכנולוגיה


תקציר
על תעשיית המחצבים בארץ שהתפתחה ועברה מהפך כמותי ואיכותי הן במגוון המוצרים והן בסוגי התהליכים שיושמו לניצול המשאבים הטבעיים. מהם משאבי הטבע הגאולוגיים המאפיינים את ישראל? כיצד הם מנוצלים כיום? ואֵלו תעשיות התפתחו סביבם?



המוציא לחם מן הארץ
מחבר: יאיר הראל


"כי יש לכסף מוצא ומקום לזהב יזוקו. ברזל מעפר יקח ואבן יצוק נחושה…ארץ ממנה יצא-לחם ותחתיה נהפך כמו אש. מקום ספיר אבניה ועפרות זהב לו." (איוב כ"ח, א-ו).

עושר קדמון

לו היה האדם הקדמון היושב בישראל יכול לייצא את חומרי הגלם שלו, אולי היו אבני הצור תופשות מקום כענף (יצוא) ראשון במחשיבותו.

ארץ ישראל התברכה בצור – חומר הגלם העיקרי של התקופה הפריהיסטורית, החומר שממנו הופקה אש וממנו נעשו רוב כליו של האדם הקדמון. כלי הצור של האדם הקדמון מתקופת האבן העתיקה (הפליאוליטית – למעלה מ-10,000 שנים לפנה"ס) מפוזרים בכל רחבי הארץ – מהגליל בצפון ועד הנגב בדרום.

מאוחר יותר, בתקופת האבן החדשה (הניאוליטית – 7500-4000 שנים לפנה"ס) למד האדם לביית בעלי חיים וצמחים והחל לייצר בעצמו מזון, לבוש ומגורים. הוא שִכלל את כלי האבן, למד להכין גרזנים חדים, מכתשים ואבני רחיים לגריסה. בסוף אותה תקופה התחיל בארץ עיבוד של חומר גלם חדש – חרסית, שממנו ייצרו כלי חרס והחלה להתפתח טכנולוגיה ששילבה ידע בתהליכים כימיים ותרמיים.

אך גולת הכותרת של התקופה הייתה "הבשורה" החדשה של חומרי הגלם – נחושת.

ממקורות מקראיים ואחרים ברור שבארץ ישראל הפיקו נחושת בכמויות ניכרות. במחקר ארכאולוגי מעמיק ויסודי שנערך בבקעת תמנע על-ידי הארכאולוג בנו רותנברג התגלה תנור מצרי להפקת נחושת. התנור תוארך לסוף האלף הרביעי לפנה"ס. אתר תמנע נקבע כאחד האתרים הקדומים ביותר בעולם מסוגו. בחפירות ארכאולוגיות באזור באר שבע (ביר מטר) גילו תעשייה של כלי נחושת כבר מהאלף הרביעי לפנה"ס. תעשייה זו נסמכה כפי הנראה על מסורת מטאלורגית מפותחת. כמו כן, מטמון של כלי נחושת שהתגלה במערה בנחל משמר במדבר יהודה תוארך לתקופת הברונזה. מטמון זה הוא בעל ערך ייחודי למחקר ההיסטורי של תעשיית המתכות בעולם והוא מעיד על רמה גבוהה של טכנולוגיית עיבוד.

"... ואת כל הכלים האוהל אשר עשה חירם למלך שלמה בית ה' נחושת ממורט. בכיכר הירדן יצקם המלך במעבה האדמה בין סוכות ובין צרתן." (מלכים א' ז' מו' מז)

מסורת בדואית מקומית שנסמכה על כמה פסוקים מהתנ"ך קשרה את מכרות הנחושת בתמנע לפועלו של שלמה המלך. אמונה עממית זאת הכתיבה אפילו את ראשיתו של המחקר הארכאולוגי במקום, וכך נחפז הארכאולוג נלסון גליק להסיק ששלמה המלך ייצא נחושת מתמנע דרך נמל עציון גבר המקראית (אילת של ימינו) ותמורת מתכת יקרה זו ייבא "זהב וכסף, שנהבים וקופים ותוכיים" ועוד. יותר מאוחר נסתרה השערתו של נלסון גליק במחקר שערך הארכאולוג הישראלי בנו רותנברג ועל פיו נקבע שהפקת הנחושת בתמנע נעשתה בידי המצרים, הרבה לפני תקופת שלמה. הפקת הנחושת בתמנע נמשכה במקום גם לאחר תקופת המצרים וכך, לסירוגין, ניצלו את אתר הכרייה תושבים מקומיים, מדיינים ולתקופה קצרה, מאוחר יותר, גם הרומאים. למרות אלפי השנים שחלפו בין התקופות השונות נראה שמבחינת שיטות ההפקה עצר הזמן מלכת וקדמונים מצרים ורומאים, השתמשו בשיטות דומות כדי לכרות את הנחושת, להתיכה ולהפרידה מסלעי המקום.

מתקני ההפקה המצריים שהתגלו בתמנע מציינים את תחילתה של תקופת המתכות באזורנו.

בתקופה הכנענית (3150 - 1200 לפנה"ס) צעדה תעשיית המתכות צעד גדול קדימה כאשר החל ייצור של מתכת מלאכותית, מסוג של נחושת ובדיל – ברונזה. מתכת עמידה וקשה זו אפשרה את ייצור המחרשה שהזניקה את רמת העיבוד והייצור החקלאי. במקביל לטכנולוגיית הברונזה החל גם השימוש בזהב, כסף, עופרת וזכוכית.

"והחוכמה מאין תבוא …לא יערכנה זהב וזכוכית ותמורתה כלי פז" (איוב כ"ח, י"ב, י"ז).

רוב החוקרים מייחסים את תחילת עיבוד הזכוכית למצרים הקדומה, אזור מצרים התחתונה עשיר בחולות קוורץ שהוא חומר הגלם לייצור זכוכית. טכנולוגיית ייצור הזכוכית הייתה קשה וערכו של חומר זה היה שווה לזהב. עדויות לטכנולוגיה לייצור זכוכית נמצאו בכתב יתדות מן האלף השני לפנה"ס. הרשימות הנדירות הללו כללו הרכבים כימיים והוראות ייצור מדויקות: צביעה, הקמת כבשנים וכו'. אך על פי ממצאים ארכאולוגיים אחרים, ייצור הזכוכית החל הרבה קודם לכן, באלף הרביעי לפנה"ס במצרים העתיקה. בארץ התגלו כלי זכוכית בחפירת לכיש, בית שאן, מגידו וחצור. הזכוכית שימשה להכנת תכשיטים ולזיגוג פנימי לאיטום כלי חרס. באותה תקופה השתכללה גם תעשיית החרס שאימצה טכנולוגיות וכלים מיובאים בעיקר על ידי "אדוני" הסחר הימי הפיניקים.

"וחרש לא יימצא בכל ארץ ישראל כי אמרו פלשתים פן יעשו העברים חרב או חנית. וירדו כל ישראל הפלשתים ללטוש איש את מחרשתו ואת אתו ואת קרדומו." (שמואל ב', א-י"ג, י"ט).

הברזל שהגיע מאסיה הקטנה בישר את תחילתה של תקופה נוספת – תקופת הברזל (1200 – 587 לפנה"ס). עמידותו וחוזקו הביאו לדחיקתה של מתכת הברונזה בייצור כלי עבודה ומלחמה. המקור הראשון לברזל שממנו ייצרו בני האדם כלים, כבר באלף השלישי לפנה"ס, היה מטאוריטים שנחתו על פני כדור הארץ. הפקת ברזל מעפרות נתגלתה כנראה רק באלף השני לפנה"ס. הפקתו הייתה פשוטה: ערבוב העפרה עם פחם עץ והבערתו בתוך תנור. במזרח הקרוב קיימים מרבצי ברזל מעטים, אך על פי המקרא (ראו הפסוק למעלה) ברור שיסודות עיבוד הברזל היו ידועים לחרשי המתכת בארץ ישראל.

כלי הברזל אפשרו חציבה באבן והביאו להתפתחותה של תעשיית אבני גזית וכרייתן של אמות מים תת קרקעיות (נקבת השילוח, למשל). בתנ"ך מובא שמו של תובל קין, אבי חרשי המתכת של משפחת האדם "תובל קין לטש כלי נחושת וברזל" (בראשית ד, כ"ב). יותר מאוחר מוזכרים הפלישתים כבעלי שליטה בלעדית על תעשיית הברזל.

בארץ אותרו ריכוזים מעטים של עפרות ברזל שמסיבות כלכליות אינם מנוצלים כיום באזור רמים בגליל, ליד בקעת בית נטופה, למרגלות הר תבור ובכמה מקומות בנגב –.

אחרי אלפיים שנה

תעשיית המחצבים בארץ התפתחה ועברה מהפך כמותי ואיכותי הן במגוון המוצרים והן בסוגי התהליכים שיושמו לניצול המשאבים הטבעיים

את הבשורה על ישראל כמדינה מודרנית נשא תיאודור הרצל, בתחילת המאה ה-20. בספרו "אלטנוילנד" התייחס הרצל, בין היתר, גם אל ניצול אוצרותיה הטבעיים של המדינה ורקם חזון מפורט של ניצול אוצרות ים המלח. הוא ראה בהפקת אשלג, ברום ומגנזיום מים המלח, אתגר פוליטי, הנדסי וכלכלי מהמעלה הראשונה. הרצל גם הגה את רעיון תעלת הימים – תעלה שתחבר בין הים התיכון לים המלח ותנצל את הפרש הגבהים ביניהם להפקת אנרגיה הידרו-אלקטרית. עם תחילת העלייה ההמונית לישראל ברור היה שאי אפשר לקלוט את זרם האנשים הגדול רק באמצעות תעסוקה חקלאית. תכנון של כלכלה מודרנית המבוססת על תעשייה ומאזן של סחר חוץ חייב חיפוש וניצול כל משאב אפשרי (כלכלי) שסלעי הארץ יכולים להציע.

תעשיית המחצבים בתחילת המאה ה-20 כללה בעיקר מחצבות אבן לבנייה, ומפעל לייצור מלט בנשר, מפעל שהשתמש בחומרי גלם מקומיים עם חרסיות מעמק יזרעאל וגבס מעמק הירדן. בתחילת שנות ה- 30 החלה הפקה תעשייתית של חומרים מים המלח. אחרי קום המדינה, עם פתיחתו של הנגב למאמצי חיפוש המחצבים, הוקם המכון הגאולוגי הישראלי ומאז ועד היום הוא מרכז את המחקר בנושא זה. תעשיית המחצבים בארץ התפתחה מאז ועברה מהפך כמותי ואיכותי הן במגוון המוצרים והן בסוגי התהליכים שיושמו לניצול המשאבים הטבעיים.

נהוג לחלק את האוצרות המינרליים הטמונים בסלעי כדור הארץ לשתי קבוצות: מרבצים מתכתיים ומרבצים אל-מתכתיים. רוב המחצבים המנוצלים בישראל הם אל-מתכתיים.
מהם משאבי הטבע הגאולוגיים המאפיינים את ישראל?
כיצד הם מנוצלים כיום?
אֵלו תעשיות התפתחו סביבם?

מלח הארץ

"ונאה לדבר גם על תכונת ים המלח. הוא אשר אמרתי, כי מימיו הם מרים ואין בו נפש חיה --- "
(יוספוס פלביוס. "תולדות מלחמות היהודים עם הרומאים")

ההתיישבות המודרנית באזור ים המלח קשורה קשר הדוק עם אופיו של האגם, תכונות המים שלו והחומרים המצויים בהם. מבחינה מעשית כמות המלחים במי ים המלח היא בלתי מוגבלת. המקורות העיקריים של מלחים אלה הם נביעות של תִמלחות מרוכזות העולות מן העומק ושרידים של אגמים קדומים שנוצרו בעמק הירדן ומימיהם התנדפו. ייתכן שמקור חלק ממלחים אלה הוא הים התיכון שחדר בלשון ימית ארוכה לבקעת הירדן דרך עמק יזרעאל. התפרצויות געשיות ברמת הגולן וזרמי הלבה שנשפכו לבקעת הירדן גרמו לחסימת הקשר עם הים התיכון. בעקבות חסימה זו נותקה אספקת המים מהים התיכון והאגם המבודד שנוצר עבר תהליך ממושך של אידוי והשקעת מלחים.

ים המלח מכיל כ-45,000 מיליון טון של מלחים: תרכובות של מגנזיום, כלור, נתרן, סידן וברום. את המלחים מפיקים מהים בשיטת האידוי. בתהליך זה קרינת השמש גורמת לאידוי המים והמלחים שוקעים בקרקעיתן של ברכות רדודות. המלחים מופרדים זה מזה בשיטות שונות.

התעשייה הכימית המנצלת את חומרי ים המלח היא אחת התעשיות המובילות בישראל.

אוצרות מים המוות

מלח (מלח בישול)
הקדמונים ראו בהמצאת השימוש במלח את אחת ההמצאות הגדולות בעולם. במיתולוגיה הפיניקית המצאה זו אינה נופלת בחשיבותה מהמצאת השימוש בברזל, כלי הדיג והציד, הכתב ו... ההשבעה והכישוף. בתקופות קדומות שמשו "לבנים" של מלח כסחורה עוברת לסוחר שניתן להעבירה ממקום למקום. המלח שימש גם לצורכי פולחן "וכל קורבן מנחתך במלח תמלח ולא תשבית מלח ברית אלוהיך מעל מנחתך על כל קרבנך תקריב מלח." (ויקרא ב, י"ג). המלח היה גם גורם מטהר ובשל עמידותו שימש גם כאות ברית בין הצדדים "... נתתי לך ולבניך ולבנותיך אתך לחוק עולם ברית מלח עולם הוא לפני ה' לך ולזרעך אתך". (במדבר יח' י"ט).

מלח הבישול הופק בארץ כבר בתקופות קדומות: שכבות המלח של הר סדום נוצלו כבר בתקופות פרה-היסטוריות. חפירות ארכאולוגיות בחופי ים המלח גילו מתקנים להטענת מלח מהתקופה הרומית. המפעל הראשון להפקת מלח בתקופה המודרנית הוקם בעתלית ואליו הצטרפו מפעלים להפקת מלח גם בים המלח וגם באילת, כלומר המלח בארץ מופק משלושה מקורות ימיים שונים. המלח מופק בתהליך שלאידוי סולרי. המפעל שהוקם באילת מנצל בשנים האחרונות גם את המלח המסולק ממתקני המפעל להתפלת מים. וכך בנוסף להגברת תפוקת המלח פותר המפעל גם בעיה סביבתית – הן בסילוק עודפי מלח והן בחיסכון בהקצאת קרקעות להקמת ברכות אידוי. תפוקת המלח שנוספה בדרך זו עומדת על 30% ועתידה להגיע ל 40%. עלות הפקת המלח כתוצאה מהשימוש בתמלחות מתקני ההתפלה ירדה ב 15% ועשויה לרדת בעתיד בעוד - 10%.

אשלג
אחד המלחים המצוים בים הוא האשלגן הכלורי. האשלגן הכלורי הוא יסוד כימי חיוני להתפתחות יצורים חיים. מלחי האשלגן הם חומר דשן עשיר המשמש חקלאים ברחבי העולם. הפקת ה"אשלג" – שם מסחרי של אשלגן כלורי, הוחל כבר בשנת 1930 על ידי המהנדס החלוץ נובומיסקי. המפעל הראשון הוקם בקצהו הצפוני של ים המלח ובשנת 1937 הוקם מפעל נוסף בדרום האגם. עם הריסתו של המפעל הצפוני במלחמת השחרור נשאר רק המפעל הדרומי. מפעל זה נכנס לקצב ייצור מוגבר החל משנת 1955.

במשך השנים, בעקבות התפתחות של שיטות חדשות לדישון ובהתאמה לדרישות השוק העולמי הנוגעות לשיקולים סביבתיים, פותחו במפעלי ים המלח דשנים חדשים. אחד המוצרים הללו הוא ה"אשלג המגולען" שגבישיו גדולים יותר. האשלג הזה מיוצר מאשלג אבקתי הנדחס בתהליכים שונים. האשלג המגולען מהווה כ- 40% מייצור האשלג בים המלח. בשנת 2001 כמות האשלג שהופקה בים המלח עמדה על כ- 3,000,000 טון לשנה.

ברום
במהלך ההפקה של מלחי האשלגן נשארות בברכות האידוי תמיסות העשירות ביסוד ברום. הברום המיוצר במפעלי ים המלח הוא חלק חשוב מענף ייצור הברום העולמי. הברום משמש בתעשיית התרופות, חומרי החיטוי וכן בתעשיית סרטי הצילום, הקוסמטיקה והצבעים. אחד המוצרים העיקריים של מפעלי ים המלח היה אתילן די ברומיד המשמש חקלאים ברחבי העולם לחיטוי קרקעות. מחקרים גילו שחומר זה פולט לאטמוספירה גז הפוגע בשכבת האוזון. אי לכך ירד היקף הייצור של חומר זה והכנסותיהם של מפעלי ים המלח נפגעו באורח משמעותי.

מגנזיום
בים המלח מצויה כמות עצומה של כלוריד המגנזיום. ריכוזו הגבוה של מלח המגנזיום וניקיונו הפך את ישראל לאחד ממקורות המגנזיום הגדולים בעולם. המגנזיום מיוצר במפעלי ים המלח – בשלוח אשר במישור רותם בנגב. המגנזיום משמש בעיקר לתעשיית לבנים חסינות אש. בתהליך של קלייה ושרפה של תחמוצת המגנזיום מתקבל חומר גרגרי צפוף המשווק ברחבי העולם. החברה הישראלית לייצור מגנזיום פיתחה שורה של מוצרים ייחודיים ובלעדיים המובילים בתחרות על השוק העולמי. בישראל עיקר השימוש בלבנים חסינות אש הוא בתעשיית הפלדה. המגנזיום משמש גם להכנת חומרי בידוד, תרופות ומזון לבעלי חיים.

פוספטים
הפוספטים הם תרכובות עשירות ביסוד זרחן, המצויות בסלעים ששקעו מתוך מי-ים. הפוספטים בארץ הם חלק מרצועת הפוספטים הים-תיכונית המשתרעת ממרוקו במערב ועד ירדן במזרח.

חוקרים משערים שהפוספטים שקעו במים רדודים בלשונות ובמפרצים ימיים שחל בהם אידוי מוגבר. בשל האידוי עלה ריכוז הזרחן במים ומתוכם שקע פוספט עתיר זרחן. ייתכן, כך סוברים החוקרים, שבשל עושר המים בזרחן גדלה אוכלוסיית הדגים בעלי שלד המכיל זרחן. שלדי הדגים הללו שקעו על קרקעית והוסיפו לריכוז הזרחן הגבוה (ששקע קודם לכן בצורה כימית).

הפוספטים משמשים בעיקר חומר דשן בחקלאות – כמקור ליסוד הזרחן החיוני להתפתחות הצמחים. הפוספטים משמשים גם בתעשיות כימיות שונות, בין היתר מקור העשרה למזון עופות ובהמות.

המרבץ הראשון של פוספטים התגלה בשנת 1950 באורון – מדרום למכתש הגדול. אחריו התגלו שדות נוספים בנחל צין, במכתש הקטן וליד ערד.

ייצור הדשנים בישראל נהנה מהסמיכות הגאוגרפית של שלושת היסודות הללו : החנקן, הזרחן והאשלגן. תנאים אלה מאפשרים את ייצורם ושיווקם של דשנים חדשים, משולבים ומרוכזים ששיווקם רווחי יותר.

מיליוני טונות של סלע נלקחים מהסביבה הטבעית ומובלים למפעלי הפוספטים. פעילות זו גורמת לשינוי פני הנוף באתרי ההפקה ומסבה נזק לשמורות הטבע ולמערכות האקולוגיות באזור. כדי להתמודד עם הפגיעה בנוף הוצעו מספר תכניות שיקום למכרות הפעילים ולמכרות שננטשו אחר שההפקה בהם הסתיימה. במסגרת תכניות אלה שוקמה מחדש הדרך המובילה למכתש הקטן שהוא תופעה גאולוגית ייחודית בקנה מידה עולמי. כמו כן, במכרות הפעילים יוקמו טרסות מחומרי הכרייה. טרסות אלה מתייחסות למבנה הטבעי של השטח ומקטינות את שינוי פניו.

בניין הארץ

"ולגודרים ולחוצבי האבן ולקנות עצים ואבני מחצב לחזק את בדק בית ה'..." (מלכים ב', יב, יג)

בית המקדש נבנה מאבני גזית – אבנים המסותתות בקווים ישרים. שימוש באבנים כאלה מקובל עד היום וניכר בנוף בתי האבן של ירושלים, צפת, חיפה ובכל אזורי ההר. חומר הגלם לתעשיית הבניין וסלילת כבישים (אבני גזית וחצץ) מופק כמעט מכל סוג של סלע על פני כדור הארץ. בישראל משתמשים בסלעים כחומרי בנייה על פי תפוצתם באזורי הארץ השונים: בהרי יהודה, בנגב ובגליל - בסלעי גיר ודולומיט; באזור החוף - בסלעי כורכר; וברמת הגולן ובגליל התחתון – בבזלת.

בעבר השתמשו בפטישים ובמסורים כדי להפיק את אבני הבניין הללו – בעבודה ידנית. כיום נעזרים בציוד הנדסי כבד ובחומרי נפץ. החצץ המשמש בתעשיית הבטון לסלילת כבישים ושדות תעופה, הוא מופק בארץ בעיקר מסלעים קשים של גיר ודולומיט.

החול
החול בתעשיית הבנייה מופק בעיקר מחולות קוורץ נקיים ומ"זיפזיף" – חולות מעורבים עם שברי צדפים. בשל הפגיעה בנוף החופי עוברים כיום יותר ויותר לשימוש בסלעי גיר גרוסים וטחונים. הפקתו של חומר זה יקרה יותר בשל תהליכי העיבוד המורכבים שלו.

משאבי החול בארץ הולכים ומִדלדלים וגניבת חול – כריית חול לא מאושרת – הולכת ומתרחבת. מכל מקום, עתודות החול בארץ עדיין לא מוצו; עוד אפשר יהיה להפיק חול במקומות שונים בארץ: במישור רותם, באזור ניצנה ועוד. ישנן תכניות לייבא חול ממצרים ומירדן.

השיש
עוד חומר גלם בתעשיית הבנייה הוא שיש. המונח המדעי של שיש מתייחס לסלעי גיר שעברו תהליכי התמרה (מטמורפוזה) בתנאים של חום גבוה ולחץ. השיש בשימוש המסחרי המקובל בארץ הוא כל סלע שניתן לנסרו ללוחות דקים וללטשו. אנחנו מכירים את השיש בביתנו, במטבח ובציפוי בניינים. בלוחות השיש בארץ אפשר להבחין בשרידי מאובנים (שכמובן אינם קיימים בשיש אמִתי). שיש מסחרי אחר, מסוג מיוחד מופק בסביבות ערד. הוא נקרא "שיש ערד" והוא שיש צבעוני שנוצר בטבע בתהליך ייחודי של שרֵפה טבעית מקומית של חומרים אורגניים המצויים באותם סלעים. בעקבות השרֵפה חלים שינויים במבנה המינרלוגי של סלעי הקרטון המקוריים וכן במידת קשיותם.

גבס
הגבס הוא חומר תעשייתי המשמש להכנת מלט ותפקידו העיקרי להאט את קצב ההתקשות של המלט במגעו עם המים. הגבס משמש גם לבנייה (קירות גבס) וגם להכנת גבס רפואי. הגבס נוצר משקיעה כימית של מינרלים עקב התאדותם של מי ים באגנים רדודים. אגנים אלה הם בעיקר מפרצים ימיים ולגונות שהקשר בינם ובין הים הפתוח נותק עם נסיגתו.

בארץ התגלו מרבצי גבס בכמויות כמעט בלתי מוגבלות. המרבץ הגדול ביותר התגלה במכתש רמון. כריית הגבס בארץ מספקת את צורכיהן של כל התעשיות המקומיות, בעיקר תעשיית המלט.

"כמו חומר וכמו יוצר"

"כמו חומר וכמו יוצר ירמס-טיט" (ישעיהו מא, כה)

חרסית
הפיכתו של טין (בוץ) לחרס היא אחת ההמצאות המהפכניות ביותר בתולדות התרבות האנושית. חומרי הגלם לייצור חרס מצויים כמעט בכל מקום. הכלים המיוצרים מהם זולים, נוחים ומאפשרים טווח גדול של שימושים מגוונים: הובלת מים מן המעיין, אגירת מים ומזון, בישול ואפייה וכן שימוש בטקסים פולחניים.

בשלהי תקופת האבן החדשה (האלף החמישי לפנה"ס בקירוב) החלה מלאכת הקדרות בארץ ישראל ובמזרח הקדום. כלי החרס הקדומים ביותר נמצאו בחפירות יריחו. במרוצת הדורות הלכה והשתכללה תעשיית החרס, והכלים שיוצרו הפכו גם לכר ביטוי אמנותי ובכך שיקפו סגנונות תרבותיים ייחודיים ואפנתיים.

חומר הגלם לתעשיית כלי החרס הוא סלעי החרסית. אלה הם סלעים "אדמתיים" רכים המורכבים ממינרלים זעירים. במגע הסלעים הללו במים הם הופכים עיסתיים וכאשר הם מחוממים הם מתקשים.

מרבית החרסיות לתעשיית הקרמיקה בארץ מסופקת ממקורות מקומיים. חרסית הקאולין, שצבעה הלבן אינו משתנה בשרֵפה, משמשת בתעשיית אריחי חרסינה לאמבטיות וכלי האוכל. חרסית זו מופקת משכבות סלע ששקעו באגמים קדומים במכתש הגדול ובמכתש רמון. חרסית המשמשת לתעשיית לבנים חסינות אש מופקת ממרבצים של "חרסית דמוית צור", סלע שקיבל את שמו בשל הדמיון בקשיותו ובצורת שבירתו לאבן הצור. סלע חרסית זה הוא נדיר בעולם. בארץ כורים את החרסית דמוית-צור במכתש רמון.

זכוכית
תעשיית הזכוכית מבוססת על חולות קוורץ. ככל שחולות אלה נקיים מתוספות של מינרלים אחרים (בדרך כלל מינרלי ברזל) פחות השקעה נדרשת בעיבודם וערכם לתעשיית הזכוכית גדול יותר. בארץ התגלו מרבצים מתאימים לתעשיית הזכוכית במכתשים שבנגב ובאזור תמנע-אילת. החול הנחצב עובר השבחה במתקני ניפוי שבהם ממיינים את גרגרי החול על פי גודלם ובמתקני שטיפה שבהם מפחיתים את אחוז תחמוצות הברזל מחומר הגלם.

"ארץ אשר אבניה ברזל ומהרריה תחצוב נחושת" (דברים ח' ט)

נחושת
מרבץ הנחושת בתמנע התגלה בשנת 1949 אחרי חיפושים עוד בתקופת המנדט הבריטי. המרבץ מורכב מסלעי משקע המכילים חומרים שנשטפו בתהליכי הבליה של סלעי הגרניט באזור. נחלים המֵסו את מלחי הנחושת שמצויים בתוך סלעי הגרניט ושטפו אותם אל אזורים נמוכים.

200 שנה אחרי, בשנת 1955, נפתח מכרה תמנע המודרני שהפיק עשרות אלפי טונות נחושת שחלקן יוצאו לחו"ל דרך נמל אילת. המכרה סיפק עבודה ל- 500 אנשים והיה בזמנו עמוד השדרה הכלכלי של אזור אילת. בשל תנאי השוק העולמי נסגר מכרה תמנע אחרי עשרים וחמש שנים של פעילות. אולי בעוד אלפיים שנה תפתח תמנע שוב למחזור כרייה חדש?

מנגן
בארץ התגלה מנגן באזור מרבץ הנחושת של תמנע. המנגן מופיע שם בצורת תרכיזים (גושים של סלע המכילים ריכוז גבוה של החומר). תרכיזים אלה מופיעים בפיזור בלתי אחיד בתוך שכבה של סלעי חרסית ובשל כך הפקתם אינה כלכלית.

טיפת מזל ו... אנרגיה

לרוע המזל (עד כה) לא זכתה ישראל בעושר הגדול שנפל בחלקן של מדינות "שכנות".

"מזל אחד" - כך קראו לקידוח הנפט הראשון שנעשה בארץ לאחר קום המדינה. הקידוח לא העלה ולו גם טיפה קטנה אחת של נפט. שלוש שנים אחר כך, במקום אחר, החלה חברת "לפידות" לקדוח באתר 'חוליקת' במישור החוף הדרומי. (אתר זה שנקדח על ידי הבריטים ננטש עם פרוץ מלחמת השחרור). ביום 23 בספטמבר 1955, הגיעו המקדחים לעומק של 1515 מ' ונפט פרץ והעלה על מפת התקוות את שמו העברי של המקום – הוא חלץ.

נפט
חלומות ותכניות למציאת נפט מזינות את מאמצי המחקר בארץ והם אתגר כלכלי מהמעלה הראשונה. החיפוש אחר נפט מחייב היכרות מעמיקה (תרתי משמע) עם מבנה השכבות מתחת לפני הקרקע. מחפשי הנפט בארץ נעזרים בכל האמצעים המודרניים לדוגמה: אמצעים סיסמיים לפענוח מבנה שכבות הסלע, אמצעים גרווימטריים המצביעים על הבדלים בצפיפויות השונות של שכבות הסלע ועוזרים אף הם לאתר מבנים אפשריים למלכודות נפט.

לרוע המזל (עד כה) לא זכתה ישראל בעושר הגדול שנפל בחלקן של מדינות "שכנות".

מאגרי הנפט הגדולים ביותר שנמצאו בישראל עד כה מצויים באזור חלץ, דרומית מזרחית לעיר אשדוד. מתוך 80 קידוחים ויותר שנעשו באזור חלץ, רק 55 הפיקו נפט. 17,000 חביות הופקו מהם עד היום, כמות קטנה שהיא אחוז קטן מאוד מצריכת הנפט בארץ.

גז
בשנת 1958 מצאה חברת "נפטא" שדה גז. הגז הטבעי הוא תערובת של סוגים שונים של גז, בעיקר גז מתאן (CH4). חברות הנפט משקיעות מאמצים רבים לחפש גז בשוליים המזרחיים של הים התיכון. על פי סיפור התהוותו של האגן המזרחי של הים התיכון, משערים שהיו בו תנאים טובים ליצירת נפט וגז. עם זאת עלות הקידוחים הימיים גבוהה ביותר ויש לערוך מחקרים רבים לפני שנגשים לבצע קידוחים כאלה.

גז בכמות ניכרת התגלה בשנות ה - 90 מול חופי אשדוד והפיח תקווה מחודשת אצל קברניטי משק האנרגיה בארץ.

"עמק השידים הוא ים המלח.... ועמק השידים בארות בארות חומר". (בראשית יד, ג ,י)

אספלט (זפת)
השימוש בחומר או גופר – האספלט - ידוע עוד מתקופת הפרעונים. מסמכים היסטוריים מעידים על חשיבותו של ים המלח כמקור לאספלט ועל שימושיו השונים – מציפוי סירות ועד ייצור תרופות. במפת מידבא העתיקה מכונה ים המלח "ים האספלט".

מדענים משערים שהיווצרות האספלט דומה להיווצרות הנפט ומקורותיו הם חומרים אורגניים שנקברו בקרקעית הים. כמו הנפט, גם האספלט הוא חומר דליק שתכונות עושות אותו למקור אנרגיה. האספלט מופיע לעתים במרבצים גדולים כשהוא ספוג באבן חול.

תהליכי הפקת אנרגיה מאספלט כרוכים בכריית הסלע שבו הוא נמצא והפרדתו באמצעות מים חמים וקיטור. הפקה כזאת היא יקרה ובינתיים אינה יכולה להתחרות במחירי הנפט. השימוש העיקרי כיום באספלט (זפת) הוא לציפוי גגות ולסלילת כבישים.

המחקר הגאולוגי החדש בארץ גילה שלאספלט ערך כלכלי בשני מקומות: דרומית לים המלח ומערבית להר סדום.

פצלי שמן (ביטומן)
במלחמת העולם הראשונה ניסו התורכים להניע את קטרי הרכבות שלהם באמצעות שרֵפה של פצלי שמן. פצלי השמן הם סלעי משקע המכילים אחוז גבוה של חומר אורגני שממנו ניתן לייצר אנרגיה, בזיקוקו לנפט או בהבערתו הישירה.

בארץ נמצאו מרבצים של פצלי שמן באזור עין בוקק, בנחל אפעה ליד ערד ובנגב הצפוני.

עתודות פצלי השמן בארץ מוערכות ב- 15 מיליארד טון בערך, 90% אחוז מהן נמצאים בנגב הצפוני – מעין בוקק ועד לשדה בוקר. מעתודות אלו ניתן לייצר כ- 500 מיליון טון נפט, או להניע תחנות כוח בהספק של 10,000 מגה-ווט במשך 50 שנים.

בעקבות הפקות ניסיוניות של נפט מפצלי שמן שנעשו בסוף שנות ה- 90 מעריכים המהנדסים שניתן להקים בארץ מפעל שיוכל לייצר כ -1 מיליון טון נפט בשנה, בעלות של 25-34 דולר לחבית.

אתגרי העתיד

לאור הניסיון העולמי סביר להניח שגם בארץ מרבית מרבצי המינרלים כבר אותרו. התקווה הגדולה ביותר לגילויים חדשים טמונה בקידוחי הנפט והגז בקרקעית הים התיכון. שיקולי ההפקה של המחצבים השונים בארץ חורגים לעִתים משיקולים אוניברסליים הקשורים בתנאי השוק וברמת הפיתוח הטכנולוגי. מצבה הגאופוליטי של ישראל מחייב התייחסות לשיקולי דעת ייחודיים, מלבד ההיבט הכלכלי. שיקולים כאלה משפיעים על החלטות אסטרטגיות הנוגעות למקורות ההספקה של חומרי גלם ולהיקף היבוא שלהם.

בארץ, כמו בכל העולם, העלייה בכמות האוכלוסין וברמת החיים (שמתבטאת בעלייה בצריכה) יוצרת לחץ גדול על משאבי הטבע. ניצולם המוגבר לתעשייה גורם הן לדלדולם והן להצטברות מסוכנת של שאריות בלתי מנוצלות. כמה מהפתרונות לשתי בעיות אלה נוגעים לדרכים שבאמצעותן אנו מטפלים בפסולת שלנו. בעולם המודרני מקובלת שיטת "הטיפול המשולב" הכוללת שימוש בכמה אמצעים במקביל:

הפחתה במקור – צמצום השימוש בחומרי הגלם וצמצום ייצור הפסולת באמצעות חסכון וצמצום הצריכה;
מִחזור – שימוש חוזר בחומרי הגלם לצורך ייצור מוצרים שונים;
פסולת לאנרגיה – ניצול פסולת אורגנית לייצור אנרגיה באמצעות בעירה;

שיעור המִחזור עולה בהתמדה במדינות המפותחות. בארץ ממחזרים כיום כ- 15% מהפסולת הביתית וכאשר מביאים בחשבון את מרכיבי פסולת התעשייה, הגרוטאות והשמן המשומש, שיעור המִחזור מגיע ל- 20% . היעד של המשרד לאיכות הסביבה הוא להגיע לשיעור מִחזור של 25% מהפסולת הביתית עד סוף שנת 2007.

יחסית למדינות מפותחות אחרות הנתונים הארציים לגבי ניצול פסולת ושיעור ההפחתה במקור צנועים למדי. אבל, אולי דווקא משום כך, אפשר להתנחם ב... גודל האתגר שלפנינו ובדרך הארוכה שעדיין מחכה לנו.

ביבליוגרפיה:
כותר: המוציא לחם מן הארץ
מחבר: הראל, יאיר
תאריך: מרץ 2004 , גליון 18
שם כתב העת: אאוריקה : כתב-עת להוראת מדעים וטכנולוגיה
בעלי זכויות : רמות; אוניברסיטת תל אביב
הוצאה לאור: אוניברסיטת תל אביב; רמות
הערות: 1. כתב העת יוצא ביוזמת למדע: מרכז מורים ארצי להוראת מדע וטכנולוגיה בבתי הספר היסודיים.
הערות לפריט זה: 1. יאיר הראל הוא מפתח תוכניות לימודים במדע וטכנולוגיה.
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית