המרכז לחקר מערות בישראל

המרכז לחקר מערות בישראל (מלח"ם) הוא מכון מחקר שהוקם על ידי עמוס פרומקין במסגרת החברה להגנת הטבע בשנת 1981 ביישוב עפרה, ועבר ב-1994 לאוניברסיטה העברית בירושלים. מ-2016 ממוקם המלח"ם במכון למדעי כדור הארץ בגבעת רם, במסגרת האוניברסיטה העברית בירושלים.

פעילות המלח"ם
המלח"ם עוסק במחקר רב-תחומי של מערות לגוניהן, בעיקר מערות טבעיות, אך גם חללים תת-קרקעיים שנוצרו או עוצבו בידי אדם בתקופות השונות. בנוסף, המלח"ם מנהל בסיס נתונים על מערות בישראל, ומוציא פרסומים באתר המלח"ם, בספרים, במאמרים ובכתב העת של המלח"ם "נקרות צורים".

המלח"ם מוביל את המחקר הגאולוגי במערות ישראל. גילוין, מיפויין ומחקרן של מרבית המערות המוכרות כיום בישראל (כעשרות אלפי מערות), מתבצע על ידי המלח"ם בשיטות מגוונות. איתור מערות חדשות מתבצע על ידי המלח"ם בשני אפיקים עיקריים – גילויים אקראיים המתרחשים באתרי בנייה וחציבה או בסיורי שטח עצמאיים של שוחרי מערות, ופרויקטים שיטתיים ואינטנסיביים המתמקדים בתאי שטח מרובי מערות, בזיקה לשאלות מחקר ספציפיות.

המלח"ם פועל בעזרת צוות קבוע מצומצם, ומערך גדול של מתנדבים וסטודנטים לתארים מתקדמים. חלק חשוב מעבודתו מתבצע בשיתוף פעולה עם מכוני מחקר ואוניברסיטאות בישראל ובעולם.

מחקרים בולטים
בין מחקרי המלח"ם הבולטים (רובם בשיתוף חוקרים נוספים):

אזורים ומערות שנחקרו
מערות המלח בהר סדום, שבו נחקרו כ-150 מערות המתפקדות כנחלים תת-קרקעיים באורך כולל של עשרות קילומטרים. הם התפתחו בתנאים ייחודיים במחדר מלח, ובהן מערות המלח הארוכות בעולם. הר סדום מתפקד לכן כמעבדת השדה החשובה בעולם לחקר קרסט במלח, תיארוך מפלסי הזרימה הקדומים, חתכי הרוחב, ההידרולוגיה, וקצב ההתחתרות של המערות סייע להבנת קצב עליית מחדר המלח, מועד חשיפתו, לשחזור האקלים הקדום, מפלס ים המלח, והשואתו לנתונים היסטוריים ולנתונים ממקומות סמוכים. התברר כי עמוד המלח המכונה אשת לוט נוצר לפני כ-4000 שנה בגלל מערה שהתמוטטה. גזע עץ שנסחף לתוך מערת סדום איפשר את פיענוח ההידרדרות האקלימית בתקופת הברונזה הביניימית.
הבולענים לאורך חוף ים המלח מהווים גורם סיכון מרכזי לפיתוח האזור. במחקר המלח"ם נמצא לראשונה כי הבולענים מתפתחים בגלל המסת שכבת מלח מתחת פני השטח, כתוצאה מירידת מפלס ים המלח. זה מתרחש בעיקר מעל חזית ההמסה בקצה שכבת מלח בתת-הקרקע, ושניתן לגלותם באמצעים גיאופיזיים, באופן דומה לגילוי מנהרות טרור. מיפוי גיאופיסי של מי התהום באזור מסייע לאיתור האזורים הרגישים.
 גילוין ומחקרן של מאות מערות מדבר יהודה, שבחלקן נתגלו תעודות כתובות. בצפון מדבר יהודה נמצאו מערות גדולות במיוחד. ביניהן, בנחל תקוע עליון, הארוכה במערות הגיר בישראל - מערת חריטון. בדרום מדבר יהודה נחקרו מערות שחלקן תלויות במצוקים וקשות לגישה. ממצאים מיוחדים, דוגמת ערכת כתיבה נדירה, מעידים על שימוש רב תקופתי במערות וסביבתן.
סקר מערות מפלט במצוק ההעתקים שממערב לים המלח, בגזרה שבין קומראן ומצדה, בחן את מפת התפוצה של מערות המפלט מימי מרד בר-כוכבא, אשר קודם לכן היו ידועות בעיקר מן המרחבים שמצפון ומדרום לגזרת הסקר. במהלך הסקר נחקרו כ-500 מערות ובהן כ-25 מערות שבהן עדויות למפלט ימי המרד. בין מערות המפלט הבלתי מוכרות, התגלו שתיים בקרבת עין גדי, בנחל ערוגות, ואחרות מצפון לה, ביניהן מערות הרומח. מערות בלתי ידועות אלו הכילו מגוון של כלי נשק מימי המרד, בהן חנית מאולתרת שהיא ממצא יחידאי בעולם הרומי כולו, מגוון מטבעות שטבעו המורדים ובהן שני מטמונים, שרידי מזון רבים (זרעים ופירות) וחפצים העשויים מחומרים אורגניים (עור, עץ, עצם), וכן שתי תעודות כתובות. ממצאים אלו שימשו להערכה מחודשת של מהלך המרד בחודשיו האחרונים, עת נמלטו למדבר יהודה פליטים ומורדים יהודיים עקב הלחימה באזורים המיושבים של יהודה, ושם ניהלו לוחמת גרילה זעירה כנגד הכוחות הרומיים עד לסיום המרד. בין מערות המפלט שנחקרו ניתן למנות את מערת חג המולד שבעבר שייכו את ממצאיה בטעות, מערת הר ישי, מערת צבר, מערות תאנים, מערות הרומח, מערת סלבדורה ומערות המטבע. במערת נחל תקוע התגלה מטבע יהודי מתקופת המרד, המעיד על הימצאותם של המורדים באזור זה, ששוכן בסמוך להרודיון. במערת מורינגה התגלו תכשיטים מהתקופה הפרסית מתחת למשקעי נביעה. ממצאי מחקר זה ושאר מחקרי המערות באזור רוכזו ב"אטלס מערות מדבר יהודה" שנועד לממשיכי המחקר ולמטיילים.
מחקר גאולוגי של מערות המדבר מלמד כי מדבר יהודה עשיר במיוחד במערות היפוגניות - שנוצרו על ידי מים שזרמו ממרחק רב ועלו דרך העתקים לפני התפתחות בקע ים המלח. בחלק מהמערות השתמרו משקעים מגוונים, ביניהם סחף נחלי שתוארך ל-3 מיליון שנה במערת האגרות ובמצדה. ומכאן שהבקע והקניונים כבר התפתחו באותו זמן. תיארוך סטרומטוליטים במערות הבקע אפשר לשחזר את תנודות מפלס האגם במצוקים שלא הופרעו מטקטוניקה.
הכרמל זכה לכינוי 'הר אלף המערות' והתגלו בו מערות בלתי מוכרות שבהן השתכן האדם בתקופת האבן, דוגמת מערות נחל אורן (מחקר משותף בהובלת דני נדל). נמצא שצנירי הר הכרמל התפתחו בבלייה יבשתית בשכבות סלע רגישות. במערת מסליה בכרמל התגלתה (מחקר משותף בהובלת ישראל הרשקוביץ ומינה עברון) לסת של האדם המודרני הקדום ביותר מחוץ לאפריקה.
בשומרון התגלו מערות נטיפים רבות, בחלקן עם שרידי פעילות אדם. המבנה השכיח הוא מערות אולם, שחלקן התמוטט, דוגמת מערת קסם. תפרושת המערות לאורך החתך הגאולוגי מלמדת על התנאים שאפשרו את התפתחותן. במערת סיף נמצא כי המילוי החוזר של מים במערה, ובעקבותיה של האקוויפר, מתחילים רק לאחר כמות נכבדה של גשם, ומכאן הרגישות לבצורות. במערת נחל קנה נמצאו שרידי פעילות מכמה תקופות פרוטוהיסטוריות משולבים במשקעי מערות מאותן תקופות. במערת רנתיס נמצאו עצמות יונקים קדומים, ככל הנראה מהתקופה הבינקרחונית האחרונה. נמצא לראשונה באזור זה כי במרד בר כוכבא ברחו פליטים למערות טבעיות רבות, ביניהן מערת אלקנה (לרבות שרידים מרשימים קדומים יותר), עראק בטן א־ג'מיע, מערת הנמרים, ומערות קיביא ונעלה. ממצא עשיר ביותר מתקופות מגוונות, ובראשן מרד בר כוכבא, התגלה במערת עאבוד, לרבות מחצבת בהט (ספלאותמים).
מערת התאומים נחקרת על ידי המלח"ם ואוניברסיטת בר-אילן, בבדיקה שיטתית של חללי המערה תוך שימוש באמצעי עזר שונים. התגלתה מחדש מערכת של חללים עמוקים בחלקה הפנימי של המערה. במהלך מיפוי מערכת זו התגלו שלושה מטמונים יקרי ערך מימי מרד בר כוכבא, בסך של 120 מטבעות, המכילים את מקבץ מטבעות הכסף הגדול ביותר שנתגלה במהלך מחקר ארכאולוגי של מרד זה. שורה של גילויים דומים מעידה על המצאות של מערות מפלט גדולות מימי מרד בר-כוכבא גם בחלקים המערביים של תחום מדינת המורדים, בהרי יהודה ובשפלת שומרון. במערת התאומים נמצאו גם עדויות לפולחן אלילי מסתורי בתקופה הרומית. הממצא הרב במערת התאומים כלל גם מחצבה קדומה של משקעי מערות (בהט בטרמינולוגיה הארכאולוגית).
במחקר מערות הנגב נמצא מגוון גדול של מערות טבעיות ומלאכותיות. התגלה כי בתקופה הכלקוליתית הרחיקו התושבים לקבור את מתיהם במעמקי מערות מסועפות נידחות דוגמת מערת אשלים וקינה, שהן מערות היפוגניות. בקבורה במערת אשלים התגלתה אלה בעלת ראש עופרת וידית עץ, העתיקה מסוגה בלבנט. תיארוך רדיומטרי הראה כי הצטברות משקעי מערות במערת אשלים החלה לפני כשלושה מיליון שנה. בנחל עמרם התגלו מכרות נחושת תת-קרקעיים באורך מאות מ'.
במרחבי המזרח התיכון חוקר המלח"ם מערות בשיטות מגוונות ותוך שיתוף פעולה עם חוקרים מקומיים. צינור הלבה הארוך ביותר שנחקר בממלכת ירדן, בדרום החורן, הוא מערת חשיפה, שאורכה 920 מ'. בבשן בתחומי סוריה, בדרום הלג'א הגדולה, התגלה בעזרת צילומי לוויין צינור הלבה הארוך ביותר במזרח התיכון, שאורכו הכללי 20.5 ק"מ – מערכת שיחאן-חראן. כיום צינור לבה זה מקוטע: חלקים ממנו התמוטטו וסייעו לזיהויו מלמעלה. באקלים המדברי של איחוד האמירויות נחקרו לראשונה נטיפי שתנן שהושקעו מהפרשות עטלפים.

מחקרים מדעיים תוך שימוש בממצאים במערות
קמינים קרסטיים. התגלו מאות קמינים (מערות אנכיות) בצפון ומרכז ישראל. בעפרה נחקרה רמה קרסטית מפותחת עשירה בקמינים ודולינות, שהיא הדרומית מסוגה בלבנט, ומלמדת שגב ההר עוצב בעיקר בהמסה קרסטית.
האקלים והסביבה הקדומים של ישראל והלבנט לפי ממצאים במערות. הממצא במערות עדכן את המידע על פעילות האדם הקדמון במחזור הקרחוני האחרון, תזמון יציאת האדם המודרני מאפריקה במסגרת נדידת האדם הקדמון, והבנת התפתחות החקלאות ופתרון בעיות המים באזור. במערת מצפה שלגים בחרמון נמצא שמים חילחלו רק בתקופות חמות, ואילו ברוב תקופת הקרח לא שקעו נטיפים. בירושלים הצטברו משקעי מערות בכל התקופות, והרכבם האיזוטופי אפשר שחזור חדירת האבק לאזור, התפתחות הקרקע והצומח, והרכב המים. במערות בצל הגשם של ההר המרכזי, דוגמת מערת צבוע, מערות ממערב לים המלח ומערת מעלה אפרים, נמצא כי משקעי מערות הצטברו בתקופות הקרח בלבד, ומכאן שתקופות אלה היו לחות יחסית. רוב הנגב לעומת זאת היה יבש בתקופות הקרח, ומשקעי מערות הצטברו בו לאחרונה בתקופה הבין קרחונית לפני כ-120,000 שנה. משקעי מערות קדומים יותר] מעידים על תקופות לחות ממושכות בנגב בעבר הרחוק (פליוקן-פליסטוקן). צנירים ומשקעים במערות ראש הנקרה ומערות בחוף הכרמל שימשו לשחזור מפלסי הים הגבוהים בתקופה הבין-קרחונית.
מחקר מערות שנתגלו בעומק רב. בגלל קשיי הגישה המערות הללו נחקרו בעיקר בעזרת ניתוח קידוחים. מערות עמוקות בודדות נחדרו על ידי מנהרות באזור ירושלים, מה שאיפשר מחקר בלתי אמצעי. מערת האומה שנתגלה במהלך עבודות חפירה לבניית תחנה בעבור מסילת ירושלים - גנות, בעומק של 75 מטרים מתחת לפני הקרקע. שתי מערות נטיפים התגלו במהלך העבודות להנחת קו מים חדש בהרי ירושלים. מערת איילון ושכנותיה נחשפו בעקבות כריית פיר במחצבת נשר, והן נוצרו בעליית מים אגרסיביים מעומק רב.
הכרת הפעילות הקרסטית שכוללת היווצרות טבעית של מערות בסלעים מגוונים בישראל, לרבות אזורים שתת-הקרקע בהם היה בבחינת "ארץ לא נודעת", בצפון, במרכז ובדרום. המחקר כלל איתור, מיפוי ולימוד של המערות והקרסט בכל אזורי הארץ. באזורים נבחרים נערך סקר מערות מדוקדק. המבנה והגאולוגיה של המערות איפשרו לפענח את חידת היווצרות מערות המבוך מול מערות האולם. בחרמון וגולן התגלו המערות הגבוהות בישראל, וכן המערות היחידות בסלע וולקאני. העמוקה במערות ישראל, מערת רהב, התגלתה בסקר מרום הגליל. מערות הגליל המערבי מציגות מסכת ארוכה של פעילות אדם, מתקופת האבן שבה נבחרו מערות בודדות לשימוש, ועד מלחמת השחרור. הגליל התחתון עשיר במיוחד במערות במצוקי הגיר מגיל איאוקן שבמזרחו, בעוד שבנחל צלמון נחקרה מערת נטיפים נדירה עם ממצא פלאואקלימי. המערות הפרהיסטוריות שימשו להבנת התפתחות הנוף הקרסטי. חבל בנימין עשיר הן במערות אנכיות (קמינים) והן במערות היפוגניות אופקיות. נזירים השתכנו במערות אחדות והסבו אותן לצרכיהם. מודיעין עילית בצפון השפלה התגלתה כעיר עשירה במיוחד במערות נטיפים. בדרום הרי יהודה ומזרחו נחקרו מערות קרסטיות ארוכות במיוחד.

פעילות אנושית
מחקר של מערות מרד בר כוכבא ברחבי ישראל. מערכות המסתור בשפלת יהודה היוו מוקד מרכזי ראשון למחקרים אלה. הרחבת המחקר למערות מפלט ומסתור בהר המרכזי עם גילוי המפלט במערת טור צפא, הרחיבה את המידע על תחומיו המדויקים של המרד. מערות מפלט, מסתור ומקלט בגליל מציגות אור חדש על המרידות בתקופות שונות.
מחקר גיאוארכאולוגי-פרהיסטורי במערות, שכולל התחקות אחרי יציאת האדם מאפריקה, תיארוכה והרקע האקלימי שלה, והעדפות האדם הקדמון בבחירת מערות. מערת מנות היא מערת הנטיפים המרשימה ביותר שבתוכה התגלו (בהובלת עופר מרדר, עמרי ברזילי וישראל הרשקוביץ) שרידי אדם קדמון בישראל. נמצאו בה שכבות עתירות ממצא שתוארכו לפלאולית העליון. במערת קסם התגלו (מחקר משותף בהובלת אבי גופר ורן ברקאי) סימנים לשימוש קבוע באש כבר לפני כ-300,000 שנה, בתרבות האשלו-יברודית. במחצבת נשר-רמלה נחקר (מחקר משותף בהובלת יוסי זידנר) אתר פרהיסטורי ייחודי בתוך בולען מעל מערה שהתמוטטה. שפע נדיר של עצמות וכלים מהתרבות המוסטרית מאפשרים לשחזר את פעילות האדם וגם את התפתחות הבולענים.
מתקני מים תת-קרקעיים קדומים נחקרו ברחבי הארץ. נמצא כי מנהרות מפולשות מאפשרות שחזור הדיוק של טכניקות המדידה התת-קרקעיות. התברר כי שכם התת-קרקעית, היא ניאפוליס הרומית, עשירה ביותר במערכות מים וניקוז כאלה, וחלקן משמש עד היום לצרכים מגוונים. נקבת השילוח בירושלים תוארכה בשיטות רדיומטריות ונמצא שגילה מתאים לתיאור התנכי. הוצע פתרון לחידות הנקבה: פיתוליה ואופן מפגש החוצבים. הנקבה מקבלת את מימיה ממעיין הגיחון, שבמחקרו התברר כי הפסיק לפעום במאה השנים האחרונות, ומימיו מושפעים מאוד מהגשם והזיהום בירושלים. מפעלים ממלכתיים מתקופת בית שני מתאפיינים בין השאר בסיתות עדין וקמרונות חביתיים בנויים.

מחקר ביולוגי
מחקר ביולוגי במערות ששיאו בגילוי וחקירת מערת איילון בשפלת לוד, בה נתגלתה מערכת אקולוגית, כמואאוטוטרופית מבוססת על אנרגיה תת-קרקעית, וכוללת בעיקר מינים אנדמיים חדשים למדע. הגדולים שבהם - סומית איילון ועקרב ישראחנני העיוורים.
בעראק נעסנה שבנחל דליה נחקרה מערכת ביולוגית המבוססת על אנרגיית השמש המוחדרת למערה באמצעות גללי עטלפים הניזונים בחוץ.
נחקרה תפוצת קדחת המערות וקרצית המערות בישראל, והמלח"ם מסייע למחקר חדש של קדחת מערות בקרב מערנים הנערך בבית החולים איכילוב.

תוכנית עבודה
בזיקה לעבודות אלו התגבש במלח"ם צוות המיועד לעסוק באופן שיטתי ומפורט בגילוי ובמחקר של מערות במספר אזורים בהם התברר הפוטנציאל הגבוה של גילויים משמעותיים במרחב התת-קרקעי וכן במספר סוגיות עקרוניות העומדות על הפרק בחקר מערות ישראל.
מיפוי המערות הארוכות והעמוקות בישראל; פרויקט זה כולל מיפוי ראשוני ולימוד מפורט של מאפייני המערות המפותחות בארץ בסלעי משקע ימיים, ואשר אורכן הכולל עולה על 500 מ'. בין אלו מתבצע בשנים האחרונות על ידי המלח"ם מיפוי של מערות הגיר הארוכות ביותר בארץ, בהן מערת חריטון, מערת איילון, מערת עראק א-נעסאנה (נחל דליה); מערת סלע (נחל חבר), מערת צבוע (נחל להט), מערת מכוך, הוטת יאנה (רמת זרעית) ומערת רהב (גליל עליון), מערת נחל קינה ומערת אשלים (הנגב).
מערות המפלט מימי מרד בר כוכבא במערב ההר. בעקבות הגילוי של מערת התאומים, מתקיים סקר מפורט של המרחבים הקרסטיים במערב שדרת ההר המרכזי ביהודה ובדרום השומרון, שמטרתו להתחקות אחר מפת התפוצה של מערות המפלט בחבלים אלו, ואחר מאפייני התרבות החומרית במערות השונות. פוטנציאל חבל הארץ הנדון התברר בשנה האחרונה בשורה של תגליות מסקרי היכרות במרחב. במהלך הסקר המתוכנן נבדק תא שטח של כ-250 קמ"ר במערב השומרון, העשיר בפעילות קרסטית.
פעילות במערות קרסטיות גדולות בתקופות הפרוטו-היסטוריות. כתוצר לוואי של מחקר הפעילות במערות המפלט מימי מרד בר-כוכבא במדבר יהודה ובשוליים המערביים של אזור ההר, התברר היקף הפעילות במערות אלו גם בפרקי הזמן הקודמים למהפכה העירונית, קרי שלהי התקופה הנאוליתית, התקופה הכלקוליתית ותקופת הברונזה הקדומה א'. גילויים אלו שופכים אור ראשוני על השלב הקדום של ניצול אינטנסיבי של תת-הקרקע בדרום הלבנט, שלב שעדיין רב הנסתר בו על הגלוי. לצורך לימוד מהות הפעילות מתקופות קדומות אלו נערך סקר שיטתי, שמטרתו התחקות אחר מאפייני התרבות החמרית מפרק הזמן הנדון ולימוד היקף התופעה בזיקה למחקר של התפתחות חברות מורכבות באזורנו.
מחקר שינויי אקלים לפי ממצאי מערות. במערות רבות קיימים נטיפים, זקיפים, ומשקעים אחרים הצוברים מידע על האקלים ששרר באזור בזמן שקיעתם. המחקר מורחב למיליוני שנים בעזרת משקעים בנגב ובהרי יהודה, בעזרת שיטות תיארוך חדשות.
מחקר בולענים. נחקרים שקעים בפני השטח שנוצרו בגלל התמוטטות ושקיעה לתוך חללים קרסטיים. תופעה זו גורמת נזקים כבדים ואף פגיעות בנפש בחוף ים המלח ובשפלה. המלח"ם חקר את התופעות בשיטות מתקדמות והציע דרכים לחיזוי מיקום הבולענים והבנת התפתחותם.
מקלטי המצוקים בגליל ההררי. בשנים האחרונות התברר ההיקף המשמעותי של השימוש בחללים תת-קרקעיים תלויים במצוקים נישאים בגליל ההררי לצורכי מקלט ומפלט בתקופות שונות, בהן בולטים מכלולי "מקלטי המצוקים" מימי המרד הראשון ברומאים (המרד הגדול) בגליל היהודי. עם זאת, מרבית המכלולים טרם נחקרו באופן שיטתי מבחינה ספלאולוגית וארכאולוגית, להוציא מכלול סלע עכברה ומצוקי הר נתאי והארבל. אלו נחקרים בהובלת "הצוות הגלילי" של המלח"ם. מקלטי מצוקים אלו כוללים הן כאלו שהיו ככל הנראה בשימוש אוכלוסייה יהודית בגליל המזרחי (ארבל, נחל עמוד, הר אביתר), והן כאלו שהיו בשימוש גורמים אתניים אחרים במערב הגליל (נחל כזיב, נחל בצת, נחל נמר).
נקבות של מעיינות שכבה נחקרות על מנת להבין את היקף התופעה, מועד המצאת הטכנולוגיה ושיכלולה.

פרסומים: ספרים וחוברות
נקרות צורים - כתב עת לחקר מערות: כתב עת מודפס ממנו יצאו לאור 20 כרכים בין 1979–1999. עוסק במגוון תחומים של מערות.
אטלס מערות מדבר יהודה. הוצאת מאגנס, האוניברסיטה העברית: מכיל מפות, נ"צ, תיאור ותמונות של מערות הגיר הגדולות בישראל, מערות המפלט והמגילות הגנוזות במדבר יהודה, ומערות מעניינות נוספות.
קמינים קרסטיים בסובב ים תיכוני (עפרה, ישראל): מחקר על מערות אנכיות בגב ההר מצפון לירושלים.
מערכת הקרסט במחדר המלח של הר סדום: מחקר על מערות המלח הגדולות בעולם ותנאי הסובב שאפשרו את היווצרותן.

קישורים חיצוניים

הערות שוליים

החברה להגנת הטבע
עפרה
קמפוס האוניברסיטה העברית בגבעת רם
האוניברסיטה העברית בירושלים: יחידות אקדמיות
מכוני מחקר בישראל