צבי גרפונקל

ביוגרפיה

צבי גרפונקל נולד בשנת 1938 בעיר קובנה שבליטא, בן ללייב גרפונקל, מנהיג ציוני. ניצל מהשואה ועלה ארצה עם הוריו ב-1948. סיים את הגימנסיה העברית בירושלים בשנת 1956. עשה את חוק לימודיו הגבוהים בגאולוגיה באוניברסיטה העברית, סיים תואר שני ב-1964 ודוקטורט ב-1970. עבודת הדוקטורט שלו עסקה במבנה הגאולוגי של אזור אילת, ומה ניתן ללמוד מכך על יצירת הבקע ועל ההיסטוריה של ארץ-ישראל. העבודה נערכה בהדרכת פרופסור יעקב בן-תור. בשנים 1970–1972 שהה בהשתלמות במעבדה הסייסמולוגית במכון הטכנולוגי של קליפורניה ובמכון לגיאופיזיקה באוניברסיטת קליפורניה בריוורסייד. מששב לישראל ב-1972 מונה למרצה במחלקה לגאולוגיה באוניברסיטה העברית, ב-1977 מונה למרצה בכיר, ב-1980 לפרופסור חבר, וב-1986 לפרופסור מן המניין. ב-1988 הופקד על הקתדרה על שם קראביץ, ושנים 1989–1991 כיהן כיו"ר החוג במכון למדעי כדור הארץ, בשנים 1996–1999 עמד בראש המכון למדעי כדור הארץ, ובשנת 2007 פרש כפרופסור אמריטוס. שהה בשבתונים בשנים 1982–1983 במחלקה למדעי כדור הארץ באוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס ובמחלקה למדעי כדור הארץ (במעבדות בולארד) בקיימברידג' שבאנגליה, ושם שהה גם בשנת 1991. כיהן כנשיא החברה הגאולוגית הישראלית. ומאז שנת 2000 הוא חבר המועצה האקדמית של המכללה האקדמית להנדסה ירושלים.
בשנת 1965 זכה בפרס פרץ גרדר ובשנת 1987 בפרס רפאל פרוינד מטעם החברה הגאולוגית הישראלית, ובשנת 2006 זכה בפרס א.מ.ת במדעי כדור הארץ.
צבי גרפונקל נשוי לאורנה ולהם בת.

מחקריו

חלק ניכר מעבודתו של צבי גרפונקל עניינה בגאולוגיה של ארץ-ישראל והמרחב שלה ואת יתרת מחקריו הקדיש לנושאים גלובליים יותר. חלק ממחקריו בוצעו בשיתוף פעולה עם עמיתים ותלמידים. פרסם כ-100 מאמרים.

טרנספורם ים המלח

הנושא שהקדיש לו גרפונקל זמן רב יותר מנושאים אחרים הוא הטרנספורם של בקע ים המלח (מושג שהוא טבע). הוא חקר את ההיבטים הבסיסיים שלו: ההיסטוריה שלו, מבנהו הפנימי והיחס לתנועת הלוחות באזור שלנו. מדובר באחד המבנים הגאולוגיים החשובים בישראל – גבול בין לוחות שנוצר על ידי ביקוע צעיר של יבשות, ומהווה גם דוגמה לשברי תזוזה אופקית – אזורים גדולים של שבירה שתנועתם מקבילה. הוא רואה את השבר כנשלט על ידי תנועת אופקית עם קצת פתיחה ניצבת, שלאורכו ישנם שברים מסודרים בצורה מדורגת, מה שגורם ליצירת שורת אגנים עמוקים מאד דוגמת ים המלח ומפרץ אילת. להערכתו, הבקע נוצר לפני 17–18 מיליון שנים וקצב התנועה האופקית הנוכחית לאורכו הוא כ-5 מ"מ לשנה. המספר הזה חשוב מבחינה מעשית מכיוון שהוא משפיע על תכיפות רעידות האדמה באזור.

בקעים צעירים אחרים ותנועת הלוחות באזור

טרנספורם ים המלח הוא חלק ממערכת בקעים וגבולות לוחות צעירים גאולוגית באזורנו. גרפונקל חקר גם מרכיבים אחרים של המערכת הזאת. בזמן שישראל שלטה בסיני חקר גרפונקל את בקע מפרץ סואץ וקבע את עקרונות ההיסטוריה והמבנה שלו, שנשלט – בניגוד לטרנספורם ים המלח – על ידי פתיחה ניצבת. בפרט, הוא הראה שהמבנה השתנה משמעותית לפני 16–17 מיליון שנים: לפני זה השבירה הייתה מפוזרת בצורה אחידה לכל הרוחב, ואחר-כך התרכזה בחלק המרכזי שהיום מכוסה במים. הוא גם חקר את מבנה קרקעית ים סוף, חקר בפירוט את תנועת הלוחות הצעירים באזור עד אתיופיה ואת יחסה למבנה ולתולדות מערכת הבקעים האזורית.

מערכות הניקוז בנגב

גרפונקל חקר את התפתחות הנוף במערכות הניקוז בנגב וזיהה שבאזור התקיימו מערכות נחלים שונות שהחליפו אחת את השנייה בתגובה לתנועות טקטוניות, כאשר המערכת הקדומה ביותר – לפני 12–20 מיליון שנים – חצתה את בקע ים המלח. הוא הראה שניתן לעקוב אחר התפתחות הנוף ובאמצעות תפוצה של משקעי נחלים שונים. במהלך השנים היוותה העבודה בסיס להרבה מאמרים נוספים ולמחקרים שנמשכים וחוקרים עד היום.

גלישות ענק בים מול חופי ישראל

קרקעית הים מול חופי ארץ ישראל מופרעת על ידי שברים והעתקים רבים. גרפונקל הראה שרוב רובן של הפרעות אלה, אם לא כולן, נוצרו על ידי גלישות המשקעים הרדודים על-גבי שכבות מלח שמצויות מתחתם בחלקים גדולים של מדרון היבשת ובאגן העמוק הסמוך. זה מראה שאין להתייחס לשברים אלה כיוצרי רעידות אדמה הרסניות מול ריכוזי האוכלוסייה העיקריים של ישראל, אם כי ייתכן ששברים עמוקים יותר שקשה לזהותם מהווים סיכון.

ההיסטוריה הגאולוגית הקדומה של ארץ-ישראל

גרפונקל חקר את השלבים הראשונים של ההיסטוריה הגאולוגית של ישראל והתפתחות קרום כדור הארץ באזורנו. הממצאים העיקריים שלו הם שהקרום באזורנו עוצב בשני אירועים עיקריים של אורוגנזה – בניית רכסי הרים, ושעיצוב הקרום הסתיים באירוע של ארוזיה רבה מאוד (סחיפה של שכבת סלע עבה, אולי עד 10 ק"מ). המסקנות האלה ישימות לשטח גדול במזרח התיכון ובצפון-מזרח אפריקה. הוא גם חקר את סלעי המשקע הקדומים שהצטברו לאחר-מכן באזורים אלה, שהם חלק מגוף סלעי המשקע הגדול ביותר ששמור ביבשות, והגדיר את המסגרת הכללית של הצטברות סלעים אלה.

התפתחות אגן הים התיכון

גרפונקל חקר את התפתחות החלק המזרחי של הים התיכון (אגן הלבנט) ושל שוליו ואת יחסו לשאר חלקי הים התיכון. הוא פיתח את ההבנה שאגן זה ושוליו נוצרו בעקבות אירועים של התפרקות יבשות-על לפני כ-180–200 מיליון שנה (פנגיאה), ושאירועים אלה השפיעו מאד על התפתחות המאוחרת יותר של ארץ ישראל ושל הארצות האחרות הגובלות באגן. הוא חקר את הקשר בין אירועים גאולוגיים אלה לבין ההתרחקות של יבשות אפריקה מאירואסיה ואת היחס בינם לבין יצירת אגן הים התיכון בכללותו.
בנוסף לכך הוא חקר גם אירועים שהיו קשורים לסגירת האגן מאז שאפריקה ואירואסיה החלו להתקרב זו לזו לפני כ-100 מיליון שנה. הוא חקר מבנים שנוצרו אז בים האגאי, במיוחד את ההצבה של פיסות קרום אוקייני (אופיוליטים) בזמן תהליך זה על-גבי היבשות בשולי האגנים שנסגרו באזור שבין איראן לבלקן.

פעילות געשית בארץ-ישראל בקרטיקון תחתון ויחסה לתנועות אנכיות

גרפונקל עסק גם בהיסטוריה של הגעשיות בארץ-ישראל, במיוחד בקרטיקון תחתון (מלפני 145 מיליוני שנים עד לפני 97 מיליון שנים). הוא הראה שפעילות זאת התרחשה במספר שלבים והייתה מלווה בתנועת התרוממות גדולה, שגרמה לסחיפת שכבת סלע בעובי של עד כקילומטר בנגב המרכזי. הוא גם חקר מנגנונים שמסבירים את הקשר בין הפעילות הגעשית לתנועות האנכיות, וגילה שפעילות מגמטית זו היא המבשר של נקודה חמה ביבשת אפריקה. פעילות זו יצרה שורה של תופעות געשיות לאורך רצועה שנמשכת עד סודאן, שם נמשכת געשיות פעילה עד ימינו. זו אחת הנקודות החמות העתיקות ביותר שעדיין פעילות על-פני כדור הארץ.

הבטים גלובליים של טקטוניקת הלוחות

בעבודות שעשה גרפונקל על תנועת הלוחות הוא מצא שהגאומטריה של גבולותיהם משתנה כל הזמן, והבדיקה של שינויים אלה הוכיחה שהלוחות הנוחתים באזור הפחתה מתחת ללוחות אחרים נעים כלפי מטה ונודדים הצידה. הוא ניתח את ההיבטים הכמותיים של תופעה זו והראה שהיא כרוכה בתנועות של נפחים גדולים של חומר בפנים כדור הארץ, ושזאת תופעה עקרונית של טקטוניקת הלוחות. הוא גם הציע מודל להגדרת העובי של הלוחות וכיצד עובי זה יכול להשתנות בתגובה לזרימת החומר בפנים כדור הארץ. הוא גם מצא שהערכות של עובי הלוחות מחייבות שיצירת שדות געשיים גדולים מתרחשת במקומות חמים מהרגיל ושחלים שינויים משמעותיים בלבות תוך כדי עלייתן אל פני השטח.

מגנוט סלעים

גרפונקל הכיר בכך שגושי סלע גדולים יכולים להסתובב סביב צירים אנכיים וחקר את התופעה. הוא היה שותף לעבודות שבהן נעשה שימוש במגנוט של סלעים כדי לתעד סיבובים כאלה על ידי ניצול העובדה שמינרלים מגנטיים בסלעים מתעדים את כיוון הצפון כפי שהיה בזמן היווצרות המינרלים. מדידת הסטייה של המגנוט מהכיוון המקורי הצפוי מאפשרת לכן לזהות סיבוב סביב ציר אנכי. הוא גם הראה את חשיבות התופעה בדפורמציה של שטחים גדולים וניתח את ההיבטים הגאומטריים של התופעה הזאת.