חקר את תנועת מים בתווך הבלתי רווי התווך שבין הקרקע למי התהום. שכבה זו חשובה לחקלאות, הסעת מזהמים בקרת שיטפונות
מרטינוס תיאודור רין, ואן גנוכטן האוניברסיטה הפדרלית של ריו דה ז’נרו, ברזיל הוא הזוכה בפרס וולף לחקלאות לשנת 2023.
פרופ’ ואן גנוכטן, יליד הולנד, קיבל את השכלתו המוקדמת באוניברסיטת ואכנינגן ואת הדוקטורט שלו בארצות הברית, באוניברסיטת ניו מקסיקו סטייט. לוואן גנוכטן קריירה למופת ובעלת השפעה, עם שיתופי פעולה רבים ברחבי העולם, מרטינוס שימש כעורך ועורך משותף של תשעה כתבי עת והשיק את כתב העת Journal Zone Vadose המוקדש למדע הסביבה הקרובה לפני השטח. Zone Vadose המכונה בעברית “התווך הבלתי רווי” הוא האזור השוכן בין פני הקרקע לפני מי התהום. הקרקע והסלע באזור זה אינם רוויים במלואם במים; כלומר, הנקבובים בתוכם מכילים אוויר ומים. תנועת מים בתווך הבלתי רווי חשובה לחקלאות, הסעת מזהמים בקרת שיטפונות ועוד. האזור הלא רווי נמצא בשימוש אינטנסיבי לגידול צמחים, בניית מבנים וסילוק פסולת, ומכריע בקביעת כמות ואיכות מי התהום הזמינים לשימוש האדם.
במהלך 40 שנות הקריירה שלו, פרופסור ואן גנוכטן שינה את התחומים הרחבים של פיזיקת הקרקע וההידרולוגיה של האזור הלא רווי, שהם מרכזיים בפעולות חקלאיות מודרניות ובמדעי האקלים. הוא יצר בסיס מדעי חיוני להבנת זרימת נוזלים ותהליכי הסעת מזהמים בקרקעות בלתי רוויות, כולל יחסי הגומלין שלהם עם האטמוספירה שמעל ומי התהום מתחת. ההידרולוגיה העכשווית של האזור הלא רווי הינה תוצר תרומותיו הרבות, שיצרו שילוב בין חקלאות, מדעי הקרקע, גיאולוגיה, מדעי הסביבה והנדסה אזרחית.
חשובים במיוחד היו מחקריו על התהליכים הבסיסיים השולטים בזרימת מים והסעת כימיקלים בתווך נקבובי. עבודתו הראויה לציון על הסעת כימיקלים חקלאיים במערכות שאינן בשווי משקל, הוותה ועדיין מהווה אבן דרך בתחום. מרטינוס הינו חלוץ ביצירת מודלים של נקבוביות כפולה וחדירות כפולה באזורים בתת הקרקע בהם נוזלים ניידים ואזורים בהם הם נייחים. כמו כן, הוא הציג פתרונות אנליטיים וספרתיים חדשניים, ואימת את תקפות המודלים שלו בניסויי מעבדה וניסויי שדה.
המודלים שפיתח שיפרו מאוד את התחזיות של תופעות שדה מורכבות והניעו מבול של מחקרים בקווים דומים, המטפלים בזרימת מים ובהסעת מומסים בקרקעות ובסלעים. בזכות התכונות המתמטיות האטרקטיביות שלהן ופשטותן, “משוואות ואן גנוכטן” נמצאות כיום בשימוש אוניברסלי בסימולטורים ספרתיים של תהליכי זרימה והסעה תת-קרקעית.
מנימוקי וועדת הפרס
פרופ’ ואן גנוכטן זוכה בפרס וולף על עיצוב מחדש של תחומי פיזיקת הקרקע וההידרולוגיה של התווך הבלתי רווי. הוא לא רק פרסם מאות מאמרים בכתבי עת מדעיים, אלא גם כתב מדריכים לתוכנות המחשב הרבות שלו שנמצאות כיום בשימוש ברחבי העולם. הוא הביא נראות ואמינות עצומות למקצוע מדעי החקלאות והקל על יצירת קשרים פרודוקטיביים בין תיאורטיקנים ואנשי מעשה, סטודנטים צעירים ומדענים מוכשרים, ומוסדות במדינות מפותחות ופחות מפותחות. על כל תרומותיו הרבות לחקלאות, למדעי הקרקע ולהידרולוגיה, זוכה פרופ’ ואן גנוכטן בפרס וולף לחקלאות לשנת 2023.
