בעתיד נוכל ללבוש משקפי תלת ממד, לסייר באתר עתיק, ולחוש כיצד הוא נראה בתקופת גדולתו. ד”ר פיליפ ספירשטיין, חוקר אמריקני שבילה בשנים האחרונות בחפירות בישראל וביוון הצליח לפענח בתלת ממד כיצד נראו מבנים שנשארו מהם רק שרידים, ועל הדרך לתקן את התרשימים ששרטטו חוקרים מלפני 100 שנה.
טכנולוגיית תלת-ממד חדשה עשויה לחולל מהפכה בניהול חפירות ארכאולוגיות ובניתוח התוצאות שלהן – שיחה עם הארכאולוג ד”ר פיליפ ספירשטיין מארה”ב, המתארח באוניברסיטת תל אביב
דמיינו סיור באתר עתיקות מפורסם, מצדה בישראל, למשל, או אולימפיה ביוון. רבים מכם ודאי חושבים כעת על שמש מתישה הקופחת על ראשכם ועל כמה קירות אבן ועמודים נפולים שקשה מאוד להבין את משמעותם. פה ושם ניצב מבנה משוחזר למחצה, שאולי מקל על עומס החום אבל עדיין דורש דמיון מפותח כדי להעלות בעיני רוחכם כיצד נראה ארמונו של הורדוס או המקדש שאירח את האש האולימפית הקדומה. כעת, דמיינו את אותו סיור כשעל עיניכם מורכבים משקפי תלת-ממד חצי שקופים המאפשרים הצגה של מציאות רבודה. אתם עדיין יכולים לראות את השרידים העתיקים, אבל המשקפיים מציגים לכם רובד נוסף שבו אתם יכולים לראות בדיוק כיצד נראו הבניינים והרחובות בעבר הרחוק. באתרים מורכבים יותר, כמו בירושלים העתיקה, תוכלו לעבור בלחיצת כפתור מתקופת הבית השני לתקופה ההלניסטית, ומשם לימי הצלבנים. אין ספק שסיור כזה יהפוך את הביקור לחוויה בלתי נשכחת – ולמעשה, יהיה אפשר לקיים את החלקים הווירטואליים של הסיור גם מן הבית.
התרחיש המעט עתידני הזה נשמע אולי בדיוני, אבל הארכאולוג ד”ר פיליפ ספירשטיין משתמש בטכנולוגיה שתאפשר סיור כזה, והוא עושה זאת למטרות מחקריות רציניות. ספירשטיין מתארח באוניברסיטת תל אביב, בקבוצת המחקר של ד”ר אלכס פאנטלקין, כחוקר פוסט-דוקטורנט במסגרת תכנית פולברייט. בפגישתנו הוא סיפר לי על משלחת החפירות שבה השתתף בישראל: אשדוד ים, ועל התרומה של הטכנולוגיה שהוא מקדם.
בקיץ 2013 התקיימה עונת החפירות הראשונה באתר אשדוד ים, המצוי בחלקה הדרומי של העיר אשדוד של ימינו. במהלך החפירות שהתנהלו בראשותו של ד”ר אלכסדר פאנטלקין, מטעם המכון לארכאולוגיה של אוניברסיטת תל-אביב ובשיתוף מוסדות מן הארץ ומחו”ל, נחשפו שרידים של מערכת ביצורים מן המאה ה-8 לפני הספירה, שמקיפים בין השאר כעין מעגן. מדובר בחומה מסיבית של לבני בוץ (בעובי של כ-4 מטרים) שהיא עיקרה של מערכת חלקלקות (כעין סוללות עפר) פנימיות וחיצוניות. מערכת הביצורים היא מתקופה שבה שלטו האשורים בחלק הדרומי של אגן הים התיכון המזרחי, שלטון שגרר אחריו מאבקי כוח ומלחמות. אשדוד הפלישתית נזכרת בכתובות אשוריות שבהן אוזכרו פרשיות מרד והתנגדות לשלטון האשורי בשלהי המאה ה-8 לפנה”ס. ממלכת יהודה, תחת שלטונו של המלך חזקיהו, דחתה אז את פניותיה של אשדוד להצטרף למרד. בתגובה למרד נענשה אשדוד הפלישתית קשות ונהרסה על ידי הריבון האשורי. בעקבות זאת, עבר מרכז הכובד מאשדוד עצמה לאשדוד ים. לדעת ד”ר פאנטלקין, יש להניח ששרידי הביצורים שנחשפו עתה קשורים באופן כלשהו למאורעות אלה.
בחפירות במתחם נחשפו גם שרידי מבנים מרשימים מן התקופה ההלינסטית (שלהי המאה ה-4 ועד המאה ה-2 לפנה”ס), שהניבו ממצא מרתק. ספירשטיין, מאוניברסיטת נברסקה-לינקולן בארה”ב, הוא מומחה לארכיטקטורה יוונית קדומה. האתר באשדוד ים מעניין אותו ואת קבוצת המחקר באוניברסיטת תל אביב, מפני שהוא עשוי לספק מידע הן על טיב השלטון האשורי בארץ והן על קשרים בין יוון לבין הלבנט. בקיץ 2014 מתוכננת עונת החפירה השנייה שתרחיב את איזור המחקר.
שחזור תלת-ממדי בשטח
כלי המחקר שבאמצעותו חוקר ספירשטיין את הממצאים הוא תוכנה שרק בשלוש השנים האחרונות החלה לשמש בארכאולוגיה, וליתר דיוק בפוטוגרמטריה – טכניקה המאפשרת מיפוי תלת-ממדי של האתר באמצעות צילומים.
במאה ה-19, בראשית ימיה של הארכאולוגיה, ולפני שהחלו להפעיל בה שיטות מחקר מודרניות, החופרים היו באים לאתר ומתחילים לתור אחר ממצאים. “צריך לזכור שהארכאולוגיה לא רק חושפת אלא גם הורסת,” מסביר ספירשטיין. לדוגמה הוא מביא את אתר אולימפיה ביוון, שבו שהה במשך שנה. “החוקרים מן המאה ה-19 הרסו את רוב השרידים של עיר הלניסטית ביזנטית (מן המאה ה-6 לספירה) שנבנתה מעל לשרידי המקדשים הקלאסיים והרומאים כדי להגיע לשרידים שעניינו אותם.” גם כיום נאלצים החוקרים להרוס ממצאים כשהם מעמיקים וחופרים, אבל כללי החפירה השתנו – חייבים לתעד בדיוק רב כל ממצא וממצא. עד כה, היו חייבים לעצור את החפירה, לערוך מדידות מדויקות, באופן ידני, או אם התקציב אפשר באמצעות ציוד מדידה מתוחכם, כמו מד-טווח לייזר, ולסרטט את הממצאים, שכבה אחר שכבה.
במקביל, התפתחה טכנולוגיה המאפשרת לקבל מידע תלת-ממדי באמצעות השוואת תמונות. במקור, בשנות ה-50 של המאה ה-20, שימשה השיטה למיפוי טופוגרפי באמצעות תצלומי אוויר. מנתחי התצלומים היו מוצאים נקודות זהות בתמונות שכיסו את אותו אזור מזווית מעט שונה, ומנתחים את ההיערכות התלת-ממדית של העצמים בתמונה. גרסה דיגיטלית ממוחשבת ראשונה של השיטה פותחה בראשית שנות ה-80 ליישומים תעשייתיים. השימוש בטכניקה התרחב עם שיפורי תוכנה בשנות ה-90 אבל היא עדיין דרשה שעות עבודה רבות. ואולם, בראשית שנות ה-2000 התוכנות נעשו מקובלות יותר, ולפני כ-5 שנים החלו לשלב אותן עם תוכנות לראייה תלת-ממדית ממוחשבת ועם תמונות ממצלמות דיגיטליות פשוטות.
כיום אפשר למצוא ברשת תוכנות פוטוגרמטריה חינמיות, אבל התוכנות המקצועיות ובעלות היכולות הגבוהות יותר עולות כמה מאות עד כמה אלפי דולרים. התוכנה מוצאת באופן אוטומטי מיליוני נקודות דמיון בין תמונות, ואפשר להשתמש בכל מצלמה, אפילו מטלפון נייד. בדרך זו אפשר לצלם כ-10 תמונות במהלך החפירה ועוד באותו יום לקבל שחזור תלת-ממדי של האתר. התוכנה חוסכת 80%-90% מן הזמן והכסף שדרשו השיטות האחרות.
“השיטה תחולל מהפכה בניהול חפירות ארכאולוגיות,” אומר ספירשטיין. מנהל החפירה יוכל לקבל כל יום מודל תלת-ממדי של האתר ולהחליט על כיווני החפירה למחרת. כמו כן, כל הנתונים נשמרים, כך שהחפירה מתועדת ברמת פירוט גבוהה ומאפשרת גם לחקור את האתר לאחר סיום העבודות בשטח. בעתיד הקרוב, כשישוב לארה”ב, שוקל ספירשטיין לשלב בשיטה גם מדפסות תלת-ממד למטרות הוראה.
האש האולימפית
בנוסף לשחזור האתר באשדוד-ים מראה לי ספירשטיין כמה תמונות ממקדש באולימפיה שבו הציתו את האש האולימפית בעת העתיקה. ספירשטיין משתמש בתוכנת התלת-ממד כדי לשחזר את המבנה. בפועל הוא שהה באולימפיה במשך שבועיים בלבד, לפני כשנה, ומאז הוא עוסק בשחזור על גבי המחשב הנישא שלו. “בנוסף לבניית המודל התלת-ממדי של הממצאים, אפשר לדמות גם אבנים שנפלו והתפזרו ולנסות לשלבם בשרידים העומדים עדיין על תִלם, בכעין תצרף (פאזל) תלת-ממדי, ולאפשר את שחזור המבנה,” אומר ספירשטיין. התוכנה מאפשרת גם מדידות מדויקות מאוד שחושפות טעויות בשחזורים קודמים. אם השחזור לא נעשה היטב, הוא הרסני, ולכן שחזור ארכאולוגי נעשה בשנים האחרונות למדע העומד לעצמו.
גם האתר באשדוד-ים יצטרך שחזור וירטואלי. חומת הלבנים שנחשפה תיהרס אם לא יגנו עליה באמצעות מבנה גדול ויקר, ולכן, בתום החפירות האתר מכוסה שוב בעפר. הדרך היחידה להמשיך לשחזר אותו תהיה באמצעות מחשב.
ומה הלאה? ספירשטיין סבור שבתוך חמש שנים תיעשה השיטה לתקנית בכל האתרים. הוא מספר שרשות העתיקות הביעה עניין ומתקיים פרויקט דומה גם בעכו. באוניברסיטת נברסקה מתכננים להקים בקרוב ארכיון ממוחשב שיכיל את המידע מאתרים ברחבי העולם והוא יהיה זמין באינטרנט.
וכשספירשטיין מספר לי שתוכנות דומות משמשות גם בתעשיית הקולנוע, אנו מפליגים על כנפי הדמיון ורואים את עצמנו מבקרים במצדה בעת המצור הרומי או בחצר המקדש בירושלים. כעת, באמצעות התוכנה הפשוטה והזולה באופן יחסי, אנו קוראים לרשות העתיקות ליזמים להפוך את הדמיונות שלנו למציאות.
הארכאולוג ד”ר פיליפ ספירשטיין שוהה בישראל במסגרת תכנית פולברייט האמריקנית לחילופי מרצים וסטודנטים. פולברייט היא התכנית הממשלתית הראשונה שהופעלה לקידום הקשרים המדעיים בין ישראל לבין ארה”ב. השתתפותה של ישראל בתכנית זו מנוהלת על ידי קרן חינוך ארה”ב-ישראל (www.fulbright.org.il). הריאיון נערך בסיוע הילה עובדיה-אקרמן.
על המחבר
ד”ר איתן קריין הוא כימאי המנהל את תכנית תרבות-מדע בחמד”ע, המרכז לחינוך מדעי בתל אביב. מכהן כעורך ראשי שותף של סיינטיפיק אמריקן ישראל.
