גשם בקופסת זרעים

אתם בטח כבר יודעים שאף טיפת מים לא הולכת לאיבוד. הפעם נכיר את מחזור המים, נראה איך הם הופכים לאדים ומִתעַבּים בחזרה לנוזל, וניווכח בתרומתם לנביטה ולצמיחה. לשם כך ניעזר בטֵרַרְיוּם – שהוא כמו אקווריום, אבל עם אדמה במקום מים.

ציוד

• צנצנת זכוכית גדולה עם מכסה

• אדמה פורייה לשתילה

• בקבוק ריסוס או משפך קטן

• שתיל קטן מושרש (או כמה שתילים)

• אבני חצץ

• פינצטה או מלקחיים קטנים

מהלך הניסוי

מוסיפים לתחתית הצנצנת שכבה דקה של חצץ. מעליה מוסיפים אדמה עד לכרבע עד שליש מגובה הצנצנת. בוחרים שתילים מושרשים ונועצים אותם בעדינות בקרקע. אפשר לסדר אותם יפה בעזרת הפינצטה או המלקחיים. משקים עד שהאדמה רוויה מים ומבריגים את המכסה. כל שנותר כעת הוא לחכות בסבלנות ולראות את הצמחים גדלים ואת הטיפות מתעבות ויורדות כגשם להשקות את האדמה מחדש.

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון:

הסבר 

הטרריום מציג מערכת קטנה וסגורה שמתרחשים בה תהליכים דומים לאלה שקורים בטבע. למשל מחזור המים. קרני השמש מחממות את המים שריססתם על הקרקע, עד שהם מתאדים ומצטברים על המכסה בטיפות מים קטנות. לתופעה הזאת קוראים התעבּות. בהדרגה משקל הטיפות גדל, והמים מתחילים לטפטף למטה כמו גשם. במערכת סגורה, אדי המים אינם יכולים להתפזר החוצה. הם הופכים לנוזל וזולגים לאורך דפנות הטרריום עד לתחתיתו – ואז הם מתאדים שוב. כך האדמה מושקית ללא הרף, הזרעים מקבלים את המים הדרושים להם ויכולים לנבוט ולצמוח בלי שנצטרך לטפל בהם.  

המערכת הסגורה יוצרת מחזור מים קטן. כשמדברים על מחזור המים בטבע מתייחסים למעבר של המים בין מצבי צבירה שונים – מוצק (קרח), נוזל (מים) וגז (אדים) – מפני כדור הארץ לאטמוספרה וחזרה. כשמים מתחממים, מצב הצבירה שלהם משתנה מנוזל לגז בפעולה שנקראת אידוי, כלומר המים הופכים לאדים; האדים הופכים חזרה מגז לנוזל כשהם מתקררים, בפעולה שנקראת עיבוי, כפי שראינו בניסוי. כל המים בעולם, בכל מקום, הם חלק ממחזור המים: המים באוקיינוסים, הקרח בקטבים ועל פסגות הרים גבוהים, המים שחלחלו לתוך הקרקע, אדי המים בעננים, ואפילו המים שבתוך גופנו ובגופם של כל היצורים החיים.

קרני השמש שמחממות את כדור הארץ מניעות מגוון תהליכים. חימום הקרחונים גורם להפשרתם והמים הנוזליים מגיעים לים. אנרגיית החום גורמת למולקולות להתרחק זו מזו ולזוז יותר במרחב, אל האוויר, וכך המים הופכים לאדים. אדי המים נישאים לגובה על זרמי אוויר ומתקררים בגובה הרב. הקירור גורם לאדי המים להתעבות לטיפות. כשמספיק טיפות כאלה מתקבצות יחד, נוצר ענן.

כוח הכבידה בכדור הארץ אינו מאפשר למולקולות אדי המים להתנדף לחלל. גם אם יגיעו לשכבות הגבוהות ביותר של האטמוספרה, הן לא יצליחו להימלט לחלל, מפני שבגבהים האלה שורר קור קיצוני. עקב הקור הן גם יהפכו לקרח וגם יאבדו את האנרגיה הדרושה להימלטות מכוח הכבידה של כדור הארץ.  בטרריום, דפנות המכל והמכסה מונעים מהמים להיפלט מהמערכת.

בטבע יש מחזורים נוספים שפועלים כל הזמן. למשל מחזור הפחמן, שבו הגז פחמן דו-חמצני נפלט לאטמוספרה מנשימה של בעלי חיים וצמחים. צמחים משתמשים בפחמן הזה בתהליך הפוטוסינתזה לבניית סוכרים וחומרים אחרים, שבעלי חיים אוכלי עשב יכולים לנצל. כשבעלי החיים הללו, או הטורפים שניזונו מהם, מתים, חיידקים מפרקים את רקמותיהם. בתהליך הריקבון הזה, פחמן דו-חמצני נפלט מחדש לאטמוספרה.

באופן דומה במקצת, במחזור החנקן חיידקים מקבעים את אטומי החנקן שנמצאים באטמוספרה בצורתם החופשית, שאיננה זמינה לשימושם של צמחים או בעלי חיים, ומשלבים אותם בתוך תרכובות חנקן. צמחים משתמשים בתרכובות האלה לגדילתם ובונים מהן חלבונים שמגיעים בהמשך גם לעולם החי. כשבעלי החיים והצמחים מתים, חיידקים בקרקע מפרקים את התרכובות החנקניות והחנקן חוזר לאטמוספרה. 

מה היתרון במערכת הסגורה הזאת? 

זרעים זקוקים למים כדי לנבוט. אחרי שהזרעים סופגים מספיק מים, הם מצמיחים שורש קטן (שורשון) וגבעול ראשוני (נצרון), שמהם יתפתחו הגבעול והעלים. אם המערכת מכילה די מים (ההמלצה היא כרבע כוס לטרריום בגודל של ליטר), וחשופה מספיק לאור השמש, יוכלו לצמוח גם שאר חלקי הצמח, כמו גבעולים, עלים ופרחים.

מאחר שהמערכת סגורה, אדי מים לא נפלטים ממנה החוצה ולא צריך להוסיף מים למערכת בשום שלב. כלומר, המערכת היא גם עצמאית ומתנהלת לבד, וגם ניצול המים בה הוא מרבי, בלי שום בזבוז. ייתכן שבמערכת הזאת יגדלו בין השאר גם פטריות וחיידקים לא מתוכננים, שהיו במקרה בתוך הצנצנת כשסגרנו אותה, אבל אל דאגה – גם להם יש תפקיד חשוב במִחזור חומרי ההזנה בקרקע.