اكتشاف مذهل... وجود عنصر أساسي للحياة على أحد أقمار زحل

عُثر على الفوسفور في محيط تحت السطح الجليدي لإنسيلادوس، أحد أقمار كوكب زحل (رويترز)
عُثر على الفوسفور في محيط تحت السطح الجليدي لإنسيلادوس، أحد أقمار كوكب زحل (رويترز)
TT

اكتشاف مذهل... وجود عنصر أساسي للحياة على أحد أقمار زحل

عُثر على الفوسفور في محيط تحت السطح الجليدي لإنسيلادوس، أحد أقمار كوكب زحل (رويترز)
عُثر على الفوسفور في محيط تحت السطح الجليدي لإنسيلادوس، أحد أقمار كوكب زحل (رويترز)

حصل البحث المستمر منذ زمن بعيد عن حياة خارج كوكب الأرض على جرعة دعم كبيرة، إذ عُثر على الفوسفور، وهو عنصر أساسي للحياة، في محيط تحت السطح الجليدي لإنسيلادوس، أحد أقمار كوكب زحل.

هذا الاكتشاف الذي حصل بناءً على دراسة بيانات جمعها مسبار كاسيني التابع لوكالة الفضاء الأميركية (ناسا)، نُشر الأربعاء عبر مجلة «نيتشر» العلمية المرموقة.

وقد استكشف مسبار كاسيني كوكب زحل وحلقاته وأقماره من عام 2004 حتى تدميره في الغلاف الجوي لكوكب الغاز العملاق في عام 2017.

استكشف مسبار كاسيني كوكب زحل وحلقاته وأقماره من عام 2004 (أ.ف.ب)

وقال كريستوفر غلين من معهد ساوث ويست للأبحاث، وهو أحد المعدين المشاركين في العمل البحثي: «هذا اكتشاف مذهل في مجال علم الأحياء الفلكية».

وأضاف: «وجدنا فوسفوراً وفيراً في عينات أعمدة الجليد المقذوفة من المحيط الجوفي».

وتبصق الفوارات الحارة الموجودة في القطب الجنوبي لإنسيلادوس جزيئات جليدية بالغة الدقة في الفضاء تغذي الحلقة «إي» (E) التابعة لزحل، وهي الأبعد والأرفع في الكوكب العملاق.

وكان العلماء اكتشفوا فيما مضى معادن ومركّبات عضوية في جزيئات الجليد، التي أطلقها إنسيلادوس، ولكن ليس الفوسفور، وهو عنصر أساسي في الحمض النووي والحمض النووي الريبي الموجود أيضاً في عظام وأسنان البشر والحيوانات، وحتى في عوالق المحيط.

في الواقع، لا يمكن للحياة كما نعرفها أن تكون موجودة من دون الفوسفور.

وكانت نماذج جيوكيميائية تحدثت عن إمكان وجود الفوسفور في هذه الجسيمات، وهو توقع نُشر في مقالة علمية سابقة، لكن لم يتم تأكيد ذلك بعد، على ما أوضح كريستوفر غلين.

وأوضح فرانك بوستبرغ، المتخصص في علم الكواكب في «جامعة برلين الحرة»، في تصريحات أوردها بيان وكالة «ناسا»، أن «هذه المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف هذا العنصر الأساسي في محيط غير موجود على كوكب الأرض».

وللتوصل إلى هذا الاكتشاف، حلل معدّو الدراسة بدقة شديدة البيانات التي جُمعت بواسطة أداة «كوسميك داست أنالايزر» (محلل الغبار الكوني) التابعة لمسبار كاسيني. وأكدوا النتائج من خلال إجراء تجارب مخبرية لإثبات أن محيط إنسيلادوس يحتوي على الفوسفور في أشكال مختلفة قابلة للذوبان في الماء.

على مدار الـ25 عاماً الماضية، اكتشف علماء الكواكب أن هناك عوالم كثيرة ذات محيطات موجودة تحت طبقة سطحية من الجليد في نظامنا الشمسي.

وثمّة ما يوجد منها على سبيل المثال على أوروبا، قمر كوكب المشتري؛ وعلى تيتان، أكبر أقمار زحل، وحتى على الكوكب القزم بلوتو.

ويجب أن تكون الكواكب التي لها محيطات سطحية، مثل الأرض، على مسافة كافية من نجمها للحفاظ على درجات حرارة توفر الظروف الملائمة لبقاء الحياة.

ويزيد اكتشاف العوالم ذات المحيطات الجوفية من عدد الكواكب التي يمكن أن تكون صالحة للعيش.

وقال كريستوفر غلين: «بهذا الاكتشاف، أصبح من المعروف الآن أن محيط إنسيلادوس يلبي ما يُعتبر عموماً أول شرط ضروري للحياة».

وأضاف: «الخطوة التالية واضحة، إذ يجب أن نعود إلى إنسيلادوس لنرى ما إذا كان المحيط الصالح للحياة مأهولاً بالفعل».


مقالات ذات صلة

بعد 8 أشهر في الفضاء... رواد «ناسا» يرفضون الإفصاح عن شخصية من أصيب منهم بالمرض

يوميات الشرق رواد الفضاء ماثيو دومينيك ومايكل بارات وجانيت إيبس يعقدون مؤتمراً صحافياً في مركز جونسون الفضائي في هيوستن (أ.ب)

بعد 8 أشهر في الفضاء... رواد «ناسا» يرفضون الإفصاح عن شخصية من أصيب منهم بالمرض

رفض 3 رواد فضاء تابعين لـ«ناسا» انتهت مهمة طويلة قاموا بها في محطة الفضاء الدولية بالمستشفى، الشهر الماضي، كَشْفَ مَن منهم كان مريضاً.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
يوميات الشرق بين يدَي تاكاو دوي نموذج هندسي لـ«ليغنوسات» (رويترز)

أول قمر اصطناعي خشبي في العالم تُطلقه اليابان إلى الفضاء

انطلق أول قمر اصطناعي خشبي في العالم صنعه باحثون يابانيون إلى الفضاء، الثلاثاء، في اختبار مُبكر لاستخدام الأخشاب باستكشاف القمر والمريخ.

«الشرق الأوسط» (كيوتو اليابان)
لمسات الموضة استغرق العمل على هذه البدلة سنوات طويلة تفرغ لها 10 عاملين في دار «برادا» (أ.ف.ب)

الموضة تصل إلى القمر

ما أكدته رحلة «أرتميس 3» التابعة لـ«ناسا» المرتقبة في النصف الثاني من عام 2026 أن التكنولوجيا وحدها لم تعد كافية وأن الموضة وسيلة إغراء قوية.

جميلة حلفيشي (لندن)
يوميات الشرق بدلة فضاء صُممت بالتعاون مع «برادا» ستستخدمها «ناسا» بدءاً من عام 2026 (أ.ب)

في رحلتهم عام 2026... روّاد الفضاء العائدون إلى القمر يرتدون بزّات من «برادا»

يرتدي رواد فضاء رحلة «أرتيميس3» من «وكالة الفضاء الأميركية (ناسا)» إلى القمر، التي حُدِّدَ سبتمبر (أيلول) 2026 موعداً لها، بزّات فضائية من دار «برادا».

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
يوميات الشرق «شجرة القمر» على الأرض (أ.ب)

مدرسة أميركية تزرع «شجرة القمر» ببذور حلّقت في الفضاء

زُرِعت «شجرة القمر»، كما أُطلق عليها، ببذور طارت حول القمر، ثم وُضعت على عربة شحن برفقة تلاميذ يحملون مجارف للمساعدة في حفر موطنها الجديد.

«الشرق الأوسط» (كاليفورنيا)

ألياف طبيعية تعزز كفاءة تقنيات تحلية المياه بتكلفة منخفضة

الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)
الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)
TT

ألياف طبيعية تعزز كفاءة تقنيات تحلية المياه بتكلفة منخفضة

الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)
الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)

تُشكل ندرة المياه العذبة تحدياً عالمياً زائداً، خصوصاً في المناطق الجافة التي تشهد استنزافاً سريعاً لمواردها المحدودة. كما يزيد النمو السكاني والتطور الاقتصادي من حدة المشكلة، حيث يرفعان الطلب على المياه لأغراض الشرب والزراعة والصناعة؛ مما يهدد الصحة العامة والأمن الغذائي.

وتعتمد الطرق التقليدية لتحلية المياه على الطاقة بشكل مكثف ولها آثار بيئية سلبية، بينما تعد تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية حلاً واعداً لمعالجة ندرة المياه والعمل المناخي، حيث تستفيد من الطاقة الشمسية المتجددة. وعلى الرغم من أن أنظمة «المقطرات» الشمسية لتحلية المياه تعد طريقة مستدامة، فإنها تواجه تحديات مثل الكفاءة المنخفضة التي تتراوح بين 30 و40 في المائة، ومعدلات إنتاج منخفضة للمياه العذبة، بالإضافة إلى التلوث البيئي الناجم عن استخدام مواد تقليدية، مثل المواد ذات التغير الطوري.

ألياف طبيعية

واستعرضت دراسة مرجعية أجراها باحثون مصريون، إمكانية استخدام الألياف الطبيعية بوصفها وسيلة مستدامة لتعزيز أداء الأنظمة الشمسية لتحلية المياه. وتتميز الألياف الطبيعية، المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية متاحة في المناطق النائية، بكونها بديلاً منخفض التكلفة، وقابلة للتحلل الحيوي، ومتعددة الاستخدامات.

ووفق النتائج المنشورة بعدد نوفمبر (تشرين الثاني) بدورية (Solar Energy)، يمكن للألياف الطبيعية مثل القطن، وقش الأرز، وألياف شجرة الموز، ونبات السيزال، وقش الخيزران، تحسين الأداء من خلال توفير الهيكل المسامي من أجل ترشيح المياه، وإزالة الشوائب، وتعزيز نقل الحرارة.

يقول الدكتور محمد عجيزة، الباحث الرئيسي للدراسة بقسم الهندسة الميكانيكية في جامعة كفر الشيخ، إن الألياف الطبيعية توفر حلاً مستداماً لتحسين كفاءة تحلية المياه بالطاقة الشمسية مع تقليل الأثر البيئي، لأنها تتميز بالتحلل البيولوجي، ما يجعلها خياراً جذاباً لتعزيز كفاءة الأنظمة الشمسية في المناطق التي تفتقر إلى الموارد.

وأضاف لـ«الشرق الأوسط» أن الألياف الطبيعية توفر امتصاصاً عالياً للإشعاع الشمسي؛ مما يُحسّن الاحتفاظ بالحرارة ويزيد معدلات التبخر، كما تعزز الكفاءة الحرارية والعزل وتقلل الفاقد الحراري؛ مما يزيد من كفاءة التكثيف بفضل مساحتها السطحية الكبيرة، فيما تُسهّل خصائصها نقل المقطر الشمسي، وتوزيعه في المناطق النائية، حيث تقلل من الوزن الإجمالي له.

تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية تعد حلا ًواعداً لمعالجة ندرة المياه والعمل المناخي (جامعة واترلو)

تقييم الأداء

أثبتت الدراسة أن الألياف الطبيعية تتمتع بقدرة استثنائية على امتصاص المياه تصل إلى 234 في المائة، بالإضافة إلى خصائصها الحرارية المميزة؛ مما يتيح استخدامها بوصفها مواد عازلة أو ممتصة أو موصلة للحرارة في الأنظمة الشمسية. ويسهم ذلك في تحسين عمليات التبخير والتكثيف. وتعمل هذه الألياف على تعزيز نقل الحرارة وتقليل فقد الطاقة؛ مما يؤدي إلى تحسين الكفاءة بنسبة 15 في المائة. كما وجد الباحثون أن هذه الألياف أثبتت قدرتها على زيادة إنتاجية المياه العذبة بشكل ملحوظ، حيث حققت زيادة تصل إلى 123.5 في المائة مع قشور الجوز الأسود، و126.67 في المائة مع مزيج من ألياف النباتات التي تنمو في البرك والمستنقعات وألياف السيزال.

وبالمقارنة مع المقطرات التقليدية، حققت بعض الألياف زيادة ملحوظة في إنتاج المياه العذبة، مثل نشارة الخشب وقش الأرز (62 في المائة)، واللوف الأسود (77.62 في المائة)، وألياف السيزال (102.7 في المائة)، والقماش القطني (53.12 في المائة)، وألياف النخيل (44.50 في المائة)، وألياف الكتان (39.6 في المائة).

وحددت الدراسة أبرز مميزات التوسع في استخدام الألياف الطبيعية في تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية، مثل وفرة الموارد الشمسية والمساحات الواسعة لتركيب الأنظمة، بالإضافة لكون الألياف خياراً مستداماً. كما تدعم زيادة استنزاف الموارد المائية العالمية، ونمو السكان، وزيادة الوعي بتغير المناخ الحاجة الملحة لهذه التكنولوجيا.

في المقابل، أشار الباحثون إلى تحديات تواجه هذه التقنيات، منها قلة الاستثمارات في الطاقة المتجددة، والوعي المحدود بفوائد أنظمة التحلية الشمسية، بالإضافة إلى قلة الانتشار والعوائق التجارية مقارنة بالتقنيات التقليدية، والاختلافات في سياسات الطاقة بين الدول، ما يؤثر على إمكانية توسيع نطاق استخدامها.

وأوصى الباحثون بإجراء مزيد من الأبحاث لتحسين تركيبات الألياف الطبيعية، واستكشاف بدائل قابلة للتحلل الحيوي لتقليل الأثر البيئي. وأكدوا أهمية إجراء تقييمات شاملة لتقنيات التحلية الشمسية لتحقيق أقصى تأثير ممكن وتلبية الاحتياجات الزائدة للمياه بشكل مستدام؛ مما يسهم في دعم الأمن المائي، وتعزيز القدرة على التكيف مع التغيرات المناخية.