س & ج

جيرمين رييس، عبر البريد الإلكتروني Jermaine Reyes, Via Email

كيف تُصنع دوائر المحاصيل تحت الماء؟

قبل عدة سنوات، في المياه شبه الاستوائية بجنوب اليابان، اكتشف غواصون أشكالاً هندسية كبيرة منحوتة في قاع البحر الرملي. يبلغ عرض الدوائر نحو مترين (6 أقدام) وتتكون من حلقتين متحدتي المركز مع برامق تشع من المركز. لقد كانت نسخة مائية من دوائر المحاصيل التي ليس لها تفسير. ولم يتمكن أحد من معرفة ماذا أو مَن الذي صنع هذه الأشكال الغامضة.

بعدها تمكن فريق من العلماء أخيراً من رؤية فناني قاع البحر منهمكين في العمل. لقد رأوا ذكر سمكة منتفخة (من نوع Torquigener)، يبلغ طوله نحو 12 سم (4 بوصات)، يندفع عبر الرمال، ويهز زعانفه ويصنع أنماطاً في الرمال. بعد ذلك، رُصد مزيد من السمكات المنتفخة وهي ترسم دوائر في قاع البحر، وكل واحدة منها تؤدي سلسلة مماثلة من الخطوات.

في البدء يرسم الذكر أشكالاً دائرية أساسية، ثم يزينها بحوافَّ عن طريق السباحة إلى الداخل بزوايا مختلفة. بعد ذلك يملأ الدائرة برسومات ذات خطوط متعرجة عشوائية. وكلمسة نهائية يجمع الذكر قطعاً من المرجان الميت والأصداف البحرية لتزيين التحفة التي أبدعها في قاع البحر. تستغرق العملية برمتها أسبوعاً على الأقل.

يتضح الهدف من هذه الأشكال عندما تظهر أنثى السمكة المنتفخة وتتفقد الأعمال الفنية للذكر. وكما تبين فإن هذه الأشكال هي عبارة عن أعشاش. ويبدو أن التصميم الدائري يوجه المياه نحو منتصف العش، لذلك بغض النظر عن الطريقة التي يتدفق بها التيار، تدفع المياه الغنية بالأكسجين إلى منطقة التفريخ المركزية، مما يخلق ظروفاً مثالية لنمو البيض.

إذا استساغت أنثى السمكة المنتفخة مظهر العش، فإنها تضع بيضها في المنتصف ثم تسبح بعيداً، في حين يبقى الذكر المجتهد في المكان ستة أيام أخرى، يحرس العش والبيض النامي، في حين ينهار عمله الفني تدريجياً ويُجرف بعيداً. وفي كل مرة يريد جذب شريكة أخرى، عليه بناء عش جديد. HS

ماريا سيلفا، لشبونة  Mariah Silva, Lisbon

كم عدد الأشخاص الذين يحتاج التيرانوصور ريكس إلى أن يأكلهم ليشبع؟

يزن التيرانوصور ريكس البالغ نحوَ سبعة أطنان. يأكل التمساح نحو 5% من وزن جسمه أسبوعياً، في حين يحتاج المفترس ذو الدم الحار، مثل الأسد، إلى تناول 25% من وزن جسمه كل أسبوع. من المحتمل أن عمليات الاستقلاب في التيرانوصور ريكس كانت في مكان ما بينهما. لذا، إذا قلنا 15%، فهذا يعني أنه سيحتاج إلى أكثر من طن من اللحوم أسبوعياً، أو نحو شخصين يومياً. في الواقع، لا تتناول الحيوانات المفترسة وجباتها عادة بانتظام، لذلك قد يتضور تي ريكس جوعاً مدة شهر ثم يأكل حافلة ممتلئة بالسياح الذين سافروا عبر الزمن دفعة واحدة. LV

جوناثان مالون، أوهايو Jonathan Malone, Ohio

لماذا ينمو قرع اليقطين إلى حجم كبير جداً؟ 

يزداد حجم قرع اليقطين الحائز جوائزَ سنة بعد أخرى، وذلك بفضل الاختيار الدقيق للبذور، ومساحة النمو الكبيرة وغالونات من الماء. الرقم القياسي الحالي يعود إلى ثمرة قرع عملاقة يبلغ وزنها 1,226 كغم (2,702 رطل) زرعها الإيطالي ستيفانو كوتروبي Stefano Cutrupi. بعض أنواع اليقطين، مثل العملاق الأطلسي Atlantic Giant، مهيأة وراثياً للنمو إلى أحجام مذهلة.

ينمو قرع اليقطين بسرعة خلال مرحلة انقسام الخلايا التي تستمر فترة أطول بكثير مما هي لدى أقاربها من القرع مثل الخيار. بعد الانقسام تتوسع الخلايا مدة تصل إلى شهرين، مما يتيح نمو خلايا أكبر من تلك الموجودة في الفواكه الأخرى.

يتمتع القرع أيضاً بمستويات أعلى من الأنسجة المتخصصة التي تسمى اللحاء Phloem وتنقل السكريات إلى حيث تكون ضرورية للنمو. الشيء الوحيد الذي لم يتمكن مزارعو الجوائز من التغلب عليه حتى الوقت الحالي هو تسطح قاعدة اليقطين عندما يصير ثقيلاً جداً بحيث لا يمكنه الحفاظ على استدارته التامة. ED

جاكلين بيرتون، وورسستر Jacqueline Burton, Worcester

ما مدى ثقتنا بأن مفاعلات الاندماج النووي ستعمل بالفعل؟

العلماء والمهندسون واثقون جداً بأن طاقة الاندماج النووي ستصير حقيقة في يوم من الأيام. توفر التكنولوجيا إمدادات طاقة نظيفة وبأسعار معقولة وتقريباً بلا انقطاع. ومع ذلك ما زالت هناك بعض المشكلات التكنولوجية الجدية التي يتعين حلها.

ستستخدم هذه التقنية العملية نفسها التي تحول الهيدروجين إلى عناصر أثقل في قلب النجوم، ومن ثم تطلق كميات كبيرة من الطاقة. تحدث هذه التفاعلات في ”البلازما“ Plasma – حيث تُجرد الذرات من إلكتروناتها – تحت ضغوط هائلة وعند درجات حرارة تتجاوز 10 ملايين درجة سيليزية
(18 مليون درجة فهرنهايت). في غياب الضغوط العالية الموجودة في النوى النجمية، يتطلب تكرار هذه التفاعلات النووية على الأرض درجات حرارة أعلى؛ نحو 100 مليون درجة سيليزية (180 مليون درجة فهرنهايت).

إن تسخين الوقود النووي إلى مثل درجات الحرارة هذه، واحتجازه على نحو آمن، والحفاظ على استقراره، واستخلاص الطاقة الناتجة، هي التحديات الرئيسة التي تواجه طاقة الاندماج. هناك عديد من الحلول الهندسية المتنافسة لهذه المشكلات.

أحد هذه الحلول يحصر البلازما الساخنة باستخدام مجالات مغناطيسية قوية بحيث يمكن تثبيت البلازما بقوة في شكل ”حلقي“ (أو على شكل كعكة). تقوم المجالات المغناطيسية أيضاً بضغط البلازما لزيادة الضغط. ثم يُحدَث تيار كهربائي قوي في البلازما. تُطلق أيضاً موجات صغروية و/أو جسيمات متسارعة في الوقود، مما يؤدي إلى زيادة درجة حرارته حتى تبدأ تفاعلات الاندماج النووي. تلتقط الطاقة المنطلقة، على شكل نيوترونات سريعة الحركة، فيما يشبه ”بطانية“ تحيط بالبلازما.

نجح المهندسون حالياً في إنتاج طاقة الاندماج فترات قصيرة من الزمن مع التقاط كمية صغيرة من الطاقة. وعلى الرغم من أن الأبحاث مشجعة، فإننا قد لا نكون قادرين على حل التحديات الهندسية بنحو كامل قبل 30 عاماً أخرى أو نحو ذلك.

من المؤكد إلى حد ما أن الاندماج النووي سيوفر يوماً ما احتياجات البشرية من الطاقة من الوقود المسُتخرج بتكلفة زهيدة من مياه البحر الوفيرة. لن تنتج هذه التكنولوجيا أي منتجات ثانوية ضارة أو نفايات مشعة أو غازات دفيئة، وسيكون تشغيلها آمناً. AG