«الساندويتش»... نظرية جديدة لتشكّل الكواكبhttps://aawsat.com/%D8%B9%D9%84%D9%88%D9%85/4415351-%C2%AB%D8%A7%D9%84%D8%B3%D8%A7%D9%86%D8%AF%D9%88%D9%8A%D8%AA%D8%B4%C2%BB-%D9%86%D8%B8%D8%B1%D9%8A%D8%A9-%D8%AC%D8%AF%D9%8A%D8%AF%D8%A9-%D9%84%D8%AA%D8%B4%D9%83%D9%91%D9%84-%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%88%D8%A7%D9%83%D8%A8
اكتشف باحثون من جامعة «واريك» البريطانية، طريقة جديدة لتشكيل الكواكب في «بيئة ولادة» الكواكب، وهي مناطق من الغاز والغبار تدور حول نجم مركزي، تُعرف باسم قرص الكواكب الأولية.
وتشبه الطريقة الجديدة التي عرضها الباحثون (الاثنين) في المؤتمر الوطني لعلم الفلك، الذي نظمته الجمعية الملكية الفلكية، طريقة إعداد «الساندويتش»؛ إذ يمكن لكوكبين كبيرين في قرص الكواكب الأولية، أن يؤديا إلى ظهور كوكب أصغر بينهما، بشكل يشبه ملء الساندويتش.
ويقول الباحثون إن السبب في ذلك هو أن الكوكبين الكبيرين الأصليين يقيدان التدفق الداخلي للغبار، وهذا يعني أن كمية الغبار التي تتجمع بينهما تقل مقارنةً بعدم وجود كوكب خارجي، ويتجمع هذا الغبار في النهاية ليشكل كوكباً، ويكون هذا الكوكب الأوسط أصغر من الكوكبين الخارجيين، مثل الطعام الذي يكون محصوراً في الساندويتش.
وفي حين أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث في هذا المجال، فإن هذه النظرية يمكن أن تقدم تفسيراً محتملاً لتشكيل الكواكب الصغيرة، مثل «المريخ» و«أورانوس»، وكلاهما محاط بكواكب أكبر، كما تقول فرزانا ميرو من قسم الفيزياء الفلكية بجامعة «واريك»، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للجمعية الملكية الفلكية.
وتوضح أنه «في العقد الماضي، كشفت الملاحظات أن الحلقات والفجوات موجودة في أقراص الكواكب الأولية، والفجوات هي المكان الذي نتوقع أن تكون فيه الكواكب، ونعلم من العمل النظري أن الكواكب تتسبب في تشكيل حلقات الغبار خارجها، وما يحدث بالضبط في تلك الحلقات يطرح سؤالاً مهماً لعلماء الفلك في جميع أنحاء العالم».
وتضيف: «في دراستنا، نقترح الحلقات كمواقع لتشكيل الكواكب، وعلى وجه التحديد، نعتقد أن هناك كواكب محصورة يتم تشكيلها حالياً في تلك الحلقات، وهذا يختلف تماماً عن النظرة التقليدية لتكوين الكواكب؛ إذ نتوقع عادة أن تتشكل الكواكب بالتتابع من داخل القرص إلى خارجه لاكتساب المزيد والمزيد من الضخامة، والأمر المثير للاهتمام حقاً هو أن هناك أمثلة وجدناها من ملاحظات الكواكب الخارجية التي تُظهر في الواقع بنية الكواكب المحصورة؛ إذ يكون الكوكب الأوسط أقل كتلة من جيرانه».
توصل باحثون من جامعة بوردو الأميركية إلى أن نيزكاً يعود أصله إلى المريخ تعرضَ لتفاعل مع المياه السائلة أثناء وجوده على سطح الكوكب الأحمر قبل نحو 742 مليون سنة.
قال بنيامين رولستون الأستاذ المساعد في الفيزياء بجامعة كلاركسون الأميركية، إنه لا توجد لكوكب «المشتري» أرض صلبة ولا سطح مثل العشب أو التراب الذي نطأه على الأرض.
ألياف طبيعية تعزز كفاءة تقنيات تحلية المياه بتكلفة منخفضةhttps://aawsat.com/%D8%B9%D9%84%D9%88%D9%85/5082627-%D8%A3%D9%84%D9%8A%D8%A7%D9%81-%D8%B7%D8%A8%D9%8A%D8%B9%D9%8A%D8%A9-%D8%AA%D8%B9%D8%B2%D8%B2-%D9%83%D9%81%D8%A7%D8%A1%D8%A9-%D8%AA%D9%82%D9%86%D9%8A%D8%A7%D8%AA-%D8%AA%D8%AD%D9%84%D9%8A%D8%A9-%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%8A%D8%A7%D9%87-%D8%A8%D8%AA%D9%83%D9%84%D9%81%D8%A9-%D9%85%D9%86%D8%AE%D9%81%D8%B6%D8%A9
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)
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.
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.