פריצת דרך מדעית תאפשר לראשונה לזהות חומרים שרופים הנחשפים בחפירות ארכיאולוגיות, ולשחזר את הטמפרטורה שבה נשרפו. חוקרים מאוניברסיטאות תל אביב, העברית, בר אילן ואריאל יישמו את השיטה על ממצאים מגת פלשתים הקדומה (תל צפית) והעניקו תמיכה מדעית לפסוק התנ"כי: "אָז יַעֲלֶה חֲזָאֵל מֶלֶךְ אֲרָם וַיִּלָּחֶם עַל גַּת, וַיִּלְכְּדָהּ וַיָּשֶׂם חֲזָאֵל פָּנָיו לַעֲלוֹת עַל יְרוּשָׁלִָם" (מלכים ב', י"ב, י"ח).
החוקרים הסבירו כי בניגוד לשיטות קודמות, השיטה החדשה מאפשרת לזהות כי חומר מסוים, כמו לבנת בוץ, עבר שריפה גם בטמפרטורה נמוכה יחסית, החל מ-200 מעלות צלזיוס - מידע שעשויה להיות לו משמעות רבה לפיענוח הממצאים.
המחקר הרב-תחומי הובל על ידי ד"ר יואב וקנין מהמכון לארכיאולוגיה באוניברסיטת תל אביב ומהמעבדה הפליאומגנטית באוניברסיטה העברית. עוד השתתפו במחקר: פרופ' רון שער מהמכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית, פרופ' ארז בן-יוסף ופרופ' עודד ליפשיץ מהמכון לארכיאולוגיה באוניברסיטת תל אביב, פרופ' אהרן מאיר מהמחלקה ללימודי ארץ ישראל וארכיאולוגיה ע"ש מרטין (זוס) באוניברסיטת בר-אילן, וד"ר עדי אליהו בהר מהמחלקה ללימודי ארץ ישראל וארכאולוגיה והמחלקה למדעי הכימיה באוניברסיטת אריאל. המאמר פורסם בכתב העת המדעי PLOS ONE.
פרופ' ליפשיץ הסביר על המחקר: "לאורך תקופות הברונזה והברזל חומר הבנייה העיקרי ברוב אזורי ארץ ישראל היה לבני בוץ. מדובר בחומר זול וזמין, ששימש לבניית קירות במרבית המבנים, לעתים מעל ליסודות אבן. לכן יש חשיבות רבה להבנת הטכנולוגיה שבה השתמשו לייצור הלבנים".
ד"ר וקנין הוסיף: "בארצות אחרות, למשל במסופוטמיה שחסרו בה מקורות אבן זמינים, השתמשו באותה עת בטכנולוגיה של שריפת לבני הבוץ בכבשן, שהופכת אותן לקשות ועמידות הרבה יותר. טכניקה זו אף מוזכרת בספר בראשית, בסיפור מגדל בבל: "וַיֹּאמְרוּ אִישׁ אֶל רֵעֵהוּ הָבָה נִלְבְּנָה לְבֵנִים וְנִשְׂרְפָה לִשְׂרֵפָה וַתְּהִי לָהֶם הַלְּבֵנָה לְאָבֶן" (בראשית י"א 3); אך לדעת מרבית החוקרים השיטה הגיעה לארץ ישראל רק עם הכיבוש הרומאי ועד אז השתמשו רק בלבני בוץ מיובשות בשמש. לכן, כשמוצאים לבנים בחפירה ארכיאולוגית חשוב לתת מענה למספר שאלות: ראשית, האם הן עברו שריפה, ואם כן, האם הן נשרפו בכבשן לפני הבנייה, או נשרפו באתרן, באירוע של חורבן בשריפה? השיטה שפיתחנו נועדה לסייע במתן תשובות חד-משמעיות לשאלות אלה".
השיטה החדשה מתבססת על מדידת השדה המגנטי שהתקבע בלבנה במועד השריפה. ד"ר וקנין הסביר: "בתוך החומר שממנו עשויה הלבנה יש מיליוני מינרלים פרומגנטיים - כלומר בעלי תכונות מגנטיות, שמתנהגים כמו המוני 'מצפנים' או מגנטים זעירים. בלבני בוץ מיובשות בשמש המגנטים הללו מסודרים בצורה כמעט אקראית, ובמידה רבה מבטלים זה את זה, כך שהאות המגנטי של הלבנה כולה הוא חלש ולא ממש אחיד. חימום לטמפרטורה של 200 מעלות ומעלה, כמו שקורה בשריפה, משחרר את האותות המגנטיים של החלקיקים ומעניק להם חופש תנועה, ואז, סטטיסטית, הם מתיישרים לפי השדה המגנטי של כדור הארץ באותו מקום ובאותה עת. כך נוצר סביב הלבנה שדה מגנטי חזק יחסית ובעל כיוון אחיד שניתן למדידה באמצעות מגנטומטר - והוא מעיד על כך שהלבנה אכן נשרפה".
לאחר מדידת המגנוט שמוקלט בלבנה, החוקרים "מוחקים" אותו בהדרגה, בתהליך שנקרא דה-מגנטיזציה תרמלית. לשם כך הם מחממים את הלבנה בתנור מיוחד, במעבדה פלאו-מגנטית ייעודית המנטרלת את השדה המגנטי של כדור הארץ. החימום משחרר את חלקיקי המינרלים בלבנה והם פונים שוב לכיוונים אקראיים, מבטלים זה את זה, והאות המגנטי נחלש ומאבד את כיוונו.
ד"ר וקנין תיאר את התהליך: "אנחנו מבצעים את התהליך בהדרגה. בהתחלה מחממים ל-100 מעלות - טמפרטורה שמשחררת רק חלק קטן מהמינרלים המגנטיים בלבנה, ואז מקררים ומודדים את האות שנותר. אחר כך חוזרים על ההליך בטמפרטורה של 150 מעלות, 200 מעלות, וכך הלאה, בצעדים קטנים, עד 700 מעלות. כך בהדרגה המגנטיות של הלבנה הולכת ונמחקת. הטמפרטורה שבה כל מינרל משתחרר מהנעילה, היא פחות או יותר הטמפרטורה שבה הוא התקבע, ובסופו של דבר, הטמפרטורה שבה המגנטיות נמחקת כליל מעידה על הטמפרטורה של השריפה המקורית".
החוקרים בחנו את השיטה במעבדה: הם שרפו לבני בוץ בתנאים מבוקרים של טמפרטורה ושדה מגנטי ולאחר מדידת המיגנוט שהוקלט מחקו אותו בהדרגה. הם מצאו שהמגנטיות נעלמה סופית בטמפרטורה שבה נשרפה הלבנה – הוכחה שהשיטה אכן אמינה.
ד"ר וקנין: "הייחוד של השיטה הוא היכולת שלה לזהות שריפה בטמפרטורה נמוכה בהרבה מכל שיטה אחרת. רוב השיטות לזיהוי לבנים שרופות מבוססות על שינויים שמתרחשים במינרלים עצמם, לרוב בטמפרטורות הגבוהות מ-500 מעלות, כשחלק מהמינרלים נהרסים ואחרים נוצרים במקומם".
ד"ר אליהו בהר הוסיפה: "אחת השיטות המקובלות לאפיון השינויים המינרלוגים שעוברים מינרלי החרסית (המרכיב העיקרי בלבני בוץ) כתוצאה מחשיפה לטמפרטורות גבוהות, מבוססת על שינויים בבליעה של קרינה אינפרא אדומה במינרלים השונים. במחקר זה השתמשנו בשיטה זו ככלי נוסף לאימות התוצאות שהתקבלו בשיטה המגנטית".
ד"ר וקנין vsdha: "היתרון בשיטה שלנו הוא שדי בזיהוי שינויים בעוצמתו של האות המגנטי ובכיוונו, שמתרחשים גם בטמפרטורות נמוכות בהרבה - ולכן היא רגישה הרבה יותר. כבר מטמפרטורה של 100 מעלות יש שינוי באות המגנטי ומ-200 מעלות ומעלה הממצאים חד-משמעיים."
היבט נוסף של השיטה הוא היכולת לקבוע את הכיוון של השדה המגנטי בעת "הנעילה". ד"ר וקנין: "כששורפים לבנה בכבשן כדי לחזק אותה לפני הבנייה, השדה המגנטי שלה מתקבע על פי השדה המגנטי של כדור הארץ באותו זמן ובאותו מקום. בארץ ישראל המשמעות היא בכיוון צפון וכלפי מטה. אך כשהבנאים נוטלים לבנים מהכבשן ומניחים אותן בכיוון אקראי בתוך הקיר, לא בהכרח באותה אוריינטציה שבה הן הונחו בכבשן, כיווני השדות המגנטיים של לבנים שונות בקיר הם אקראיים. לעומת זאת, כשקיר נשרף באתרו בדליקה, למשל בעת כיבוש וחורבן בידי אויב, השדות המגנטיים של כל הלבנים מתקבעים באותו כיוון".
לאחר הוכחת יעילות השיטה יישמו אותה החוקרים כדי להכריע במחלוקת ספציפית: האם מבנה בנוי מלבנים שנמצא בתל צפית, המזוהה כגת פלשתים המקראית - עירו של גוליית הפלישתי - נבנה מלבנים שרופות או שנשרף באתרו? הסברה הנפוצה, המבוססת על התנ"ך, על מקורות היסטוריים, ועל בדיקות פחמן 14, מייחסת את הרס המבנה לחורבן העיר בידי חזאל מלך ארם דמשק בערך בשנת 830 לפנה"ס.
מנגד, במחקר קודם של חוקרים וביניהם פרופ' מאיר, מנהל החפירה בתל צפית, הוצע שרוב המבנה לא חרב בשריפה, אלא קרס בהדרגה לאורך שנים, ושהלבנים השרופות שנמצאו בו נשרפו בכבשן לפני הבנייה. אם גישה זו נכונה, הרי שמדובר בדוגמה הקדומה ביותר לשימוש בטכנולוגיה זו בארץ ישראל.
כדי להכריע במחלוקת, בדקו החוקרים דגימות מהקיר ומהמפולת שלצדו באמצעות השיטה החדשה. הממצאים היו חד משמעיים: בכל הלבנים בקיר ובמפולת התקבע שדה מגנטי בעל כיוון זהה - צפונה ולמטה. ד"ר וקנין הסביר: "משמעות הממצאים היא שהלבנים נשרפו והתקררו באתרן, במקום שבו נמצאו, כלומר באירוע של שריפה במבנה, שקרס בתוך שעות בודדות. אילו היה מדובר בלבנים שנשרפו מראש בכבשן ולאחר מכן הונחו בקיר, כיוון המיגנוט של כל לבנה היה שונה".
ד"ר וקנין הוסיף: "בנוסף, אילו התמוטט המבנה לאורך שנים ולא במהלך שריפה, כיווני האותות המגנטיים של החומרים במפולת היו אקראיים ושונים זה מזה. לדעתנו, הסיבה העיקרית לפירוש המוטעה של קודמינו, הייתה אי-היכולת לזהות שריפה מתחת לטמפרטורה של 500 מעלות. מכיוון שחום עולה למעלה, חומרים בתחתית המבנה נשרפו בטמפרטורה נמוכה יחסית של פחות מ-400 מעלות, ולכן הם כלל לא זוהו כשרופים - דבר שהוביל למסקנה כי המבנה לא חרב בשריפה. מכיוון שבחלקים גבוהים יותר של הקיר היו לבנים שזוהו כשרופות מכיוון שעברו שינויים מינרלוגיים, הסיקו אותם חוקרים שהן נשרפו בכבשן לפני הבנייה. בשיטה שלנו הצלחנו לזהות שכל הלבנים בקיר ובמפולת עברו שריפה: אלה שבתחתית נשרפו בטמפרטורה נמוכה יחסית, ואילו אלה שנתגלו בנדבכים הגבוהים של הקיר ואלה שקרסו מלמעלה נשרפו בטמפרטורות גבוהות מ-600 מעלות".
פרופ' מאיר סיכם: "הממצאים שלנו חשובים מאוד להבנת עוצמת השריפה והיקף החורבן של גת פלשתים, העיר הגדולה והחזקה ביותר בארץ ישראל באותם ימים, וגם להבנת שיטות הבנייה באזור באותה תקופה. כמו כן, חשוב לשוב ולבחון מסקנות של מחקרים קודמים, ואף לסתור קביעות קודמות, גם אם הם יצאו מבית מדרשך".
פרופ' בן-יוסף הוסיף: "מעבר לידע ההיסטורי והארכיאולוגי, היו לשיטות הבנייה גם השלכות אקולוגיות משמעותיות: הטכנולוגיה של שריפת לבנים מצריכה כמויות עצומות של חומרי בעירה, ובעת העתיקה היא עלולה הייתה להוביל לכריתת יערות מסיבית, ואף לאובדן מיני עצים באזור (כך לדוגמה, סוגי שיחים ועצים שנוצלו באותה תקופה לצורכי תעשיית הנחושת בבקעת תמנע לא התאוששו עד היום, וגם התעשייה עצמה קרסה בשל כך בסופו של דבר). הממצאים שלנו מראים שטכנולוגיית שריפת הלבנים ככל הנראה לא הייתה נהוגה בארץ ישראל של ימי מלכי יהודה וישראל".
