חוקרים מאוניברסיטת תל אביב ומחקר ימים ואגמים לישראל פרסו סיב אופטי לאורך קרקעית האגם. השינויים הזעירים באור החוזר מן הסיב מאפשרים לזהות רעידות אדמה קטנות, למפות העתקים ולחקור את תנועת המים ושינויי הטמפרטורה — אך לא לחזות רעידות אדמה
סיב אופטי באורך כ־14 קילומטרים שנפרס על קרקעית הכינרת מאפשר לחוקרים להפוך חלק ניכר מן האגם למערך צפוף של חיישנים. במקום להסתמך רק על תחנות סייסמיות המרוחקות זו מזו, אפשר למדוד תנודות לאורך הסיב במרווחים של מטרים בודדים, לזהות רעידות אדמה קטנות ולחקור את התהליכים המתרחשים בקרקע שמתחת לאגם ובמים שמעליה.
את המיזם מובילים פרופ׳ אריאל ללוש מהחוג למדעי כדור הארץ וכוכבי הלכת באוניברסיטת תל אביב וד״ר שקד שטיין מהמכון לחקר הכנרת ומדעי המים בחקר ימים ואגמים לישראל (חיא״ל). העבודה הוצגה בכנס Galileo לחישה בסיבים אופטיים במדעי כדור הארץ, המתקיים בצרפת בין 31 באוגוסט ל־4 בספטמבר 2026.
תקציר הכנס מתאר פריסה חדשה של סיב ייעודי באורך 13 קילומטרים; אוניברסיטת תל אביב מעגלת את אורכה לכ־14 קילומטרים. המסלול תוכנן לחצות העתקים גאולוגיים מוכרים ולהצטלב עם תחנות ניטור קיימות. עומק הפריסה המרבי הוא כ־35 מטרים. החוקרים מציגים בשלב זה תשתית מחקרית ותוצאות ראשוניות של ניטור רעידות ורעש סביבתי, ולא מאמר מחקר מלא שעבר ביקורת עמיתים.
אלפי חיישנים בתוך סיב יחיד
הטכנולוגיה מכונה חישה אקוסטית מבוזרת, או DAS בראשי תיבות באנגלית. מערכת המדידה משגרת פעימות לייזר לתוך הסיב ובוחנת חלק קטן מן האור המתפזר בחזרה. כאשר גל סייסמי, תנועת מים או מקור אחר של רטט מותחים או מכווצים מעט את הסיב, משתנה האות האופטי החוזר.
מדידת זמן החזרה והשינוי במופע של האור מאפשרת לקבוע היכן לאורך הסיב התרחשה ההפרעה ולאפיין את האות. כך הסיב אינו מתפקד כחיישן יחיד, אלא כשרשרת ארוכה ורציפה של נקודות מדידה. רזולוציה מרחבית כזאת יכולה לחשוף אירועים קטנים שאינם נמדדים היטב כאשר התחנות הסייסמיות פרושות במרחק של קילומטרים זו מזו.
הכינרת משתרעת על שטח של כ־170 קילומטרים רבועים ומוקפת ב־12 תחנות למדידת תנועות קרקע חזקות. נתוני התחנות ישמשו את החוקרים להשוואה ולאימות עצמאי של המדידות המתקבלות מן הסיב. השילוב בין מערך החישה הרציף לבין התחנות הקיימות עשוי לשפר את זיהוי הרעידות, את קביעת מיקומן ואת ניתוח מנגנון השבר שיצר אותן.
מבט אל ההעתקים שמתחת לאגם
הכינרת שוכנת לאורך טרנספורם ים המלח, מערכת העתקים פעילה המפרידה בין הלוח האפריקני ללוח הערבי. לאורך ההיסטוריה התרחשו באזור רעידות אדמה שפגעו ביישובים שסביב האגם. חלק מן ההעתקים נמצאים מתחת לקרקעית, ולכן קשה יותר למפות אותם ולעקוב אחר פעילותם באמצעים יבשתיים רגילים.
מחקר שפורסם בשנת 2020 כבר מיפה 19 העתקים צעירים מתחת לכינרת והראה כי הפעילות אינה מוגבלת לצד המזרחי של האגם. הסיב החדש תוכנן לחצות העתקים שמופו ולהוסיף ממד אחר של מידע: במקום תמונה גאולוגית שהתקבלה בסקר מוגבל בזמן, הוא יכול לספק תיעוד ממושך של רעידות זעירות ושל הרעש הסייסמי הטבעי.
אירועים קטנים אינם בהכרח סימן לרעידה גדולה המתקרבת. עם זאת, מיקומם, תדירותם וצורת הגלים שהם יוצרים יכולים לסייע בחקר המבנה התת־קרקעי ובהבנת האופן שבו ההעתקים באזור פועלים. ככל שייאספו יותר נתונים, יהיה אפשר לבדוק אילו חלקים במערכת פעילים ולשפר את הערכת הסיכון הסייסמי סביב הכינרת.
בעיית ה־GPS הפכה לכלי מיפוי
בזמן הנחת הסיב נתקלו החוקרים בשיבושי GPS, ולכן לא התקבלה מפה מדויקת דיה של מסלול הכבל על הקרקעית. הבעיה משמעותית במיוחד במערך מבוזר: כדי לקשר אות שנמדד בנקודה מסוימת בסיב למקום פיזי באגם, חייבים לדעת היכן בדיוק נמצא אותו קטע של הכבל.
החוקרים ניצלו את רגישות הסיב כדי לפתור את הבעיה. לאחר שאותות ה־GPS חזרו לפעול, הם השיטו מעל האגם סירה המצוידת במקלט GPS. תנועת הסירה יצרה אותות שנקלטו בסיב, והשוואת מיקום הסירה לזמן ולמקום של המדידה האופטית אפשרה לשחזר את תוואי הכבל על קרקעית הכינרת.
הפתרון מדגים גם את הרגישות של המערכת למקורות שאינם רעידות אדמה. גלים, כלי שיט, זרמים ותהליכים אחרים במים עשויים כולם להשאיר חתימה בנתונים. האתגר המחקרי הוא להבחין בין המקורות השונים ולחלץ מכל חתימה את המידע הרלוונטי.
גם המים שמעל הסיב נמצאים במעקב
המסלול נבחר לא רק לפי העניין הגאולוגי. הוא חוצה גם אזורים שבהם חיא״ל עוקבת אחר זרמי מים וטמפרטורה. לכן אותה תשתית יכולה לשמש לחקר שתי מערכות המקיימות ביניהן יחסי גומלין: הקרקע וההעתקים שמתחת לאגם, ושכבות המים שמעליהם.
תנועה של מים, גלים ושינויים סביבתיים משפיעים על הסיב ויוצרים אותות שאפשר לנתח. החוקרים מבקשים לבדוק כיצד משתנות תנועת השכבות והערבול באגם לאורך היממה ובין עונות השנה, וכיצד ניתן לשלב את נתוני הסיב עם עשרות שנות הניטור של הכינרת.
גם כאן מדובר בשלב ראשוני. עצם העובדה שהסיב רגיש לשינויים אינה מבטיחה שכל אות יתורגם מיד למדידה מדויקת של זרם או של טמפרטורה. נדרשים כיול, השוואה לחיישנים אחרים ושיטות עיבוד שיפרידו בין השפעות סייסמיות, הידרודינמיות ואנושיות.
התשתית אינה חוזה רעידות אדמה
פריסה צפופה יכולה לגלות יותר רעידות קטנות ולשפר את מיפוי ההעתקים, אך אין פירוש הדבר שאפשר לחזות מתי תתרחש רעידה חזקה. חיזוי כזה דורש קביעה אמינה מראש של המקום, העוצמה והזמן — יכולת שאינה קיימת כיום.
יש להבחין גם בין חיזוי לבין התרעה מוקדמת. מערכת התרעה מזהה רעידה לאחר שכבר החלה ומנסה להזהיר מקומות שאליהם הגלים החזקים עדיין לא הגיעו. הסיב בכינרת נועד בראש ובראשונה למחקר ולניטור. רק לאחר שיצטברו נתונים וייבדקו ביצועי המערכת יהיה אפשר להעריך אם היא יכולה לתרום בעתיד גם למערכות התרעה.
מסיב ייעודי לרשתות התקשורת
בכינרת נפרס סיב שתוכנן במיוחד לניסוי, אבל אחד היתרונות האפשריים של DAS הוא היכולת להשתמש גם בסיבי תקשורת קיימים. במקומות שבהם ניתן להתחבר לסיב שאינו נמצא בשימוש פעיל או להקצות ערוץ מתאים, תשתית שנבנתה להעברת מידע עשויה לשמש גם לניטור רעידות, תנועת כלי רכב, מצב תשתיות ותהליכים בים.
אין פירוש הדבר שכל כבל תקשורת יכול להפוך מיד לחיישן איכותי. רגישות המדידה תלויה באופן שבו הכבל מחובר לקרקע, בתוואי שלו, בסוג הסיב וברעש הסביבתי. למרות זאת, הניסוי בכינרת מדגים את הפוטנציאל: קו זכוכית דק אחד יכול לספק אלפי נקודות מדידה באזור שהיה קשה לנטר באמצעות מערך רגיל.
שאלות ותשובות
כיצד סיב אופטי יכול לזהות רעידת אדמה?
גלים סייסמיים מותחים ומכווצים את הסיב בשיעור זעיר. השינוי משפיע על האור המתפזר בחזרה בתוך הסיב, ומערכת DAS מודדת אותו וקובעת היכן לאורך הכבל נקלטה התנודה.
מדוע נפרס הסיב דווקא בכינרת?
האגם נמצא מעל מערכת העתקים פעילה, וחלק מן המבנים הגאולוגיים מוסתרים מתחת לקרקעית. נוסף על כך, חיא״ל מפעילה בכינרת מערך ניטור סביבתי ארוך שנים, ולכן אפשר להשוות ולשלב בין סוגי הנתונים.
האם המערכת יכולה לחזות רעידת אדמה גדולה?
לא. היא נועדה לזהות ולחקור רעידות ותנודות, לרבות אירועים קטנים מאוד, אך אינה יכולה לקבוע מראש מתי תתרחש רעידה חזקה. בעתיד הנתונים עשויים לשפר הערכות סיכון ואולי לתרום להתרעה לאחר תחילת רעידה.
מה עוד אפשר למדוד באמצעות הסיב?
החוקרים בוחנים אותות הקשורים לתנועת המים, לגלים, לערבול ולשינויי טמפרטורה סמוך לקרקעית. כדי להפיק מהם מדידות סביבתיות אמינות יש לכייל את המערכת ולהפריד בין מקורות הרעש השונים.
האם מדובר כבר במחקר שפורסם בכתב עת?
לא. התשתית והתוצאות הראשוניות הוצגו בתקציר בכנס מדעי בספטמבר 2026. פרסום בכנס מאפשר לקהילה לבחון את העבודה ולהגיב עליה, אך אינו שקול למאמר מחקר מלא שעבר ביקורת עמיתים.
המאמר המדעי
עוד בנושא באתר הידען
- מפה גיאולוגית ראשונה מסוגה של ההעתקים הצעירים בכנרת מסמנת את המקומות המועדים לרעידות אדמה
- כך גוגל משתמשת בבינה מלאכותית להתרעה מפני אסונות טבע
- המנגנונים הנסתרים מאחורי רעידות אדמה: חשיפת הסודות של התהליך הסיסמי
- האדמה רועדת והמכונה לומדת
- קידוח בקרקעית ים המלח מתעד 220,000 שנה של רעידות אדמה