بصمة الإصبع... كنز من البيانات الغزيرة

العلماء يرصدون فيها عادات المشبوهين وآثار طعامهم ودوائهم وتناولهم المخدرات

بصمة الإصبع... كنز من البيانات الغزيرة
TT

بصمة الإصبع... كنز من البيانات الغزيرة

بصمة الإصبع... كنز من البيانات الغزيرة

وفّرت بصمات الأصابع أدلة أساسية ودامغة في قضايا جنائية كبيرة لا تعدّ ولا تحصى. ولكن لا تزال هناك بعض الأوضاع التي يصعب أو حتى يستحيل فيها رفع البصمات من مواضعها، الأمر الذي يسبب الأرق للمحققين الجنائيين. وفي إطار البحث عن حلّ لهذه المشكلة، أدرك بعض الباحثين، أنّه يمكن الاستفادة من بصمة الإصبع في أمور أبعد من مجرّد تقفي الأثر.

بصمة نادرة

تتشكّل البصمة حين يحتكّ الإصبع مع سطح ما. ويترك الإصبع في هذه الحالة خلفه آثارا من العرق وغيره من المواد الموجودة عليه والتي يكون المشتبه به قد لمسها. ويأخذ شكل هذه المواد شكل ومواصفات الخطوط الرفيعة المقوّسة الموجودة في طرف الإصبع. وتكون غالبية البصمات غير مرئية للعين المجرّدة ولا يمكن رؤيتها إلا عن طريق عملية معالجة كيميائية.
وتقدّم العمليات الحديثة لرفع البصمات اليوم، معلومات أكثر عن صاحب البصمة، كنوعية المادّة التي لمسها، وما تناوله من طعام، وحتى نوع الدواء الذي تناوله ربما.
لا تحمل بصمة الإصبع المتروكة في ساحة جريمة معينة (في عالم التحليل الجنائي تعرف بـ«علامة الإصبع») عرقاً من المشتبه به فحسب، بل أيضاً آثاراً من المواد التي قد يكون احتكّ بها. وتعتبر هذه الآثار أدلة مفيدة جداً في حال كانت البصمة تحمل آثاراً من دماء الضحية أو من مكونات متفجرة، لأنها تثبت علاقة المشتبه به بشكل فوري باستخدامه لهذه المواد. ولكنّ حتى حينها، لا تساهم البصمة في أي إنجاز استقصائي ما لم يكن المشتبه به مدرجا على قاعدة البيانات الخاصة لبصمات الأصابع.
هنا، قد تظهر وسائل جديدة لتحليل البصمات. فقد أظهر الباحثون في دراسة نشرت علام 2016 قادتها الباحثة الأميركية في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو أمينة بوسليماني، أن المواد التي قد تغطي هاتفاً نقالاً قد تختلف حسب الشخص الذي يملك الجهاز، والسبب يعود لتنوع واختلاف الأطعمة والمواد التجميلية والأدوية وغيرها من الملوثات البيئية التي قد يتعرّض لها الشخص. ووفقاً للمنطق نفسه، تختلف المواد الموجودة في بصمة الأصبع بشكل مماثل، وتمّت محاولة إثبات هذه النظرية في بعض المحاولات البحثية القديمة.
في حال تمّ إثبات هذه النظرية، هذا يعني أن بصمة الإصبع تستطيع ربّما أن تقدّم توقيعاً جزيئياً يكشف أنماط أسلوب حياة والبيئة التي يعيشها الفرد، كوظيفته، وعاداته الغذائية أو مشكلاته الصحية. هذا الأمر من شأنه أن يساعد الأجهزة الأمنية في تحديد هوية الشخص صاحب البصمة.

اختبارات الأدوية

قد نكون ما زلنا بعيدين عن تطوير طريقة بسيطة لدراسة بصمات الأصابع بهذا الشكل الذي يفيد أجهزة الشرطة، إلا أن بعض التقدّم في هذا المجال قد تحقّق بالفعل. فقد أثبت الباحثون مثلاً أن الاحتكاك بالمخدرات أو المتفجرات يمكن رصده في بصمة الإصبع ممّا قد يساعد في حصر عدد المشتبه بهم.
وفي حال فكّرنا أبعد من العمل الجنائي، يمكن لبصمات الأصابع أن تقدّم بعض الاحتمالات المثيرة للاهتمام في الاختبارات الطبية المستقبلية. فقد تكون بصمة الإصبع مثلاً طريقة مناسبة جداً لإعطاء عينة في فحوصات المخدرات مثلاً، لأنها أسرع وأسهل بكثير من إعطاء عينة دم أو بول، فضلاً عن استحالة تزويرها لأنها تعتمد على رسمة الإصبع الفريدة التي تحدّد هوية الشخص.
إلى جانب المواد التي يحتك بها الفرد، تتضمّن بصحة الإصبع مواد تفرزها الغدد العرقية الموجودة في الإصبع. ولأن العرق يحتوي على آثار من المواد التي يهضمها الإنسان، هذا يعني أن بصمات الإصبع قد تتضمن بدورها آثاراً من الأدوية التي استهلكها. في ورقة بحثية جديدة نشرتها دورية «كلينيكال كيميستري»، أثبتّ العلماء أنّه يمكن رصد آثار مواد الكوكايين والهيروين والمورفين في بصمة واحدة.
تشيع هذه المواد بشكل كبير مفاجئ في بصمات الأصابع عامة بين الناس. فقد بيّن مثلاً أن 13 في المائة من الأشخاص الذين أخضعتهم الدراسة للاختبار وتبيّن أنّهم لا يتعاطون المخدرات، يحملون أثاراً للكوكايين في بصماتهم، التقطوها ربّما من الأوراق النقدية أو أي أسطح أخرى تحملها. أمّا الشخص الذي يعاقر االمخدّرات فعلاً، فسيحمل أثاراً تفوق ما يحمله هؤلاء بـ100 مرّة في بصمته. والأهمّ، هو أنّ آثار المخدّرات يمكن ضبطها حتى بعض أن غسل الفرد ليديه، لأن إفراز هذه المواد يستمرّ حتى بعد استخدامها. هذا يعني أن البصمة يمكن أن تثبت من الناس يتعاطى المخدّرات، ومن لا يتعاطاها.
قد تكون فكرة حمل آثار المواد المخدّرة رغم عدم تعاطيها مقلقة بعض الشيء، ولكنّ يجب أن نلفت الانتباه إلى أن الكمية التي ترصدها الفحوصات من هذه المخدرات لا تتعدّى عشرات البيكوغرامات (البيكو واحد من المليون مليون) من المخدّر، أي بمعنى آخر، فهذا الأمر لا يعني أننا نواجه حدثاً طبياً طارئاً. ومع تطوّر التقنيات العلمية لتصبح أكثر حساسية تجاه الآثار الصغيرة، بات أسهل علينا اليوم أن نرصد الأشياء التي كانت تفوتنا سابقاً.
ووجد الفريق أن الوصفات الدوائية يمكن رصدها أيضاً بواسطة بصمة الإصبع، وأن هذه الآثار تختفي مع توقف الفرد عن تناول أدويته. هذا يعني أننا سنتمكّن يوماً ما ربّما من اعتبار البصمة طريقة سهلة أخرى تساعد المرضى على التأكد من أن جسدهم يمتص الأدوية بالشكل الصحيح. يتمتّع هذا الأمر بأهمية كبيرة وتحديداً لدى الأشخاص الذين يخضعون لعلاجات الصرع، والسكري، والحالات القلبية أو الذهان، الذين قد يواجهون صعوبات في امتصاص الأدوية أو ينسون ما إذا كانوا قد تناولوا أدويتهم أم لا.
وإن كان علم البصمة قد تقدم بشكل كبير منذ أن اكتشف الباحثون للمرّة الأولى أن بصمة الإصبع هي الطريقة الوحيدة التي تتيح تمييز إنسان عن آخر، فإنه وفي المقابل، لا تزال هناك الكثير من الفرص التي يجب اكتشافها في المستقبل.



«النمذجة الهيدرولوجية»... حل مستدام لمواجهة أزمات المياه في أفريقيا

منظر جوي لوادي نهر النيل في مصر (رويترز)
منظر جوي لوادي نهر النيل في مصر (رويترز)
TT

«النمذجة الهيدرولوجية»... حل مستدام لمواجهة أزمات المياه في أفريقيا

منظر جوي لوادي نهر النيل في مصر (رويترز)
منظر جوي لوادي نهر النيل في مصر (رويترز)

تواجه قارة أفريقيا تحديات مائية كبيرة، بداية من الجفاف والفيضانات وانتهاء بنقص المياه النظيفة، وهي تحديات تتفاقم بفعل تغير المناخ الذي يؤثر في توازن المياه عبر القارة. ويُعد فهم العمليات الهيدرولوجية؛ مثل: التبخر، ورطوبة التربة، والجريان السطحي للمياه، أمراً أساسياً للتعامل مع هذه المشكلات؛ إذ يُسهم في اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن إدارة الموارد المائية، والزراعة، وحماية البيئة.ومع تزايد النمو السكاني وتأثيرات تغير المناخ، تزداد الحاجة إلى إدارة مستدامة للمياه، وهنا تبرز أهمية النمذجة الهيدرولوجية؛ وهي أدوات تستخدم النمذجة الرياضية والمحاكاة لفهم حركة المياه وتوزيعها على سطح الأرض وفي باطنها، وتمكّن هذه النماذج العلماء وصنّاع القرار من تطوير استراتيجيات فعّالة لإدارة الموارد المائية.

لكن تطوير نماذج هيدرولوجية فعّالة في أفريقيا يواجه الكثير من العقبات، أبرزها نقص البيانات الهيدرولوجية طويلة الأمد والموزعة جغرافياً على نطاق واسع. بالإضافة إلى ذلك، فإن التنوع الكبير في تضاريس القارة واختلاف المناخات يشكّل تحدياً في تمثيل العمليات الهيدرولوجية بدقة. وللتغلّب على هذه التحديات، تحتاج أفريقيا إلى تطوير نماذج قادرة على تمثيل تعقيدات توازن المياه مع مراعاة الاختلافات البيئية والجغرافية.

نموذج متقدموطوّر فريق بحثي دولي من الولايات المتحدة وعدد من البلدان الأفريقية نظاماً متقدماً لتحديد تدفق الأنهار في أفريقيا، باستخدام بيانات الاستشعار عن بُعد وتقنيات النمذجة الهيدرولوجية.

ومن خلال هذا النظام، حصل الفريق على مجموعة البيانات الأكثر شمولاً وتفصيلاً لتصريف الأنهار في القارة حتى الآن؛ حيث تمّ استخدام تقنيات النمذجة الهيدرولوجية المتطورة لتتبع تدفق المياه عبر أكثر من 64 ألف قطاع نهري في الفترة من 2001 إلى 2021. ونُشرت النتائج، في عدد 5 نوفمبر (تشرين الثاني) 2024، من دورية «Scientific Data».

ووفق الباحثين، تستفيد مجموعة البيانات عالية الدقة التي جُمعت باستخدام النظام المسمّى «egDischarge v1»، من بيانات الاستشعار عن بُعد والنمذجة المبتكرة؛ مما يوفّر أداة قوية لأصحاب المصلحة لمراقبة موارد المياه في أفريقيا وإدارتها.

وطُوّر هذا النظام باستخدام نموذج «VegET» التابع لهيئة المسح الجيولوجي الأميركية، إلى جانب أسلوب يجمع بين النمذجة الهيدرولوجية الزراعية المتقدمة وبيانات الأقمار الاصطناعية لمحاكاة تصريف الأنهار عبر القارة.

وبناءً على نتائج النموذج، قدّرت الدراسة أن متوسط التصريف السنوي الإجمالي لمياه الأنهار في الأحواض المحيطية الرئيسة في أفريقيا يبلغ 3271 كيلومتراً مكعباً سنوياً.

على سبيل المثال، تتدفق 1327 كيلومتراً مكعباً سنوياً إلى جنوب المحيط الأطلسي من أنهار مثل نهر الكونغو، في حين يستقبل المحيط الهندي 729 كيلومتراً مكعباً سنوياً من أنهار مثل نهر زامبيزي، في حين يُسهم نهر النيل بنحو 214 كيلومتراً مكعباً سنوياً في البحر الأبيض المتوسط.

دقة مكانية

وبلغت الدقة المكانية للنظام الجديد كيلومتراً واحداً، وهو ما يمثّل خطوة مهمة لمراقبة تدفق الأنهار بدقة في أفريقيا. وقال الباحث في مركز مراقبة موارد الأرض، التابع لهيئة المسح الجيولوجي الأميركية والمشارك في الدراسة، الدكتور غابرييل سيناي، إن استخدام دقة مكانية تبلغ 1 كلم يتيح تمثيلاً دقيقاً للعمليات الهيدرولوجية عبر قارة. وأضاف سيناي لـ«الشرق الأوسط»، أن هذه الدقة تعزّز من نتائج النموذج من خلال التقاط التباين في الجريان السطحي للمياه، والتبخر، ورطوبة التربة بدقة أكبر؛ مما يساعد في أخذ الفروقات في التضاريس، والتغطية النباتية، والمناخ بعين الاعتبار. وبفضل هذه الدقة، يمكن للنموذج تمثيل التباينات الصغيرة التي قد تُفقد عند استخدام دقة أقل؛ مما يؤدي إلى توقعات أكثر دقة للجريان النهري عبر المناظر الطبيعية المتنوعة. وأشار إلى أن هذه الدقة العالية تُحسّن من موثوقية مخرجات النموذج، وهو أمر بالغ الأهمية لفهم التفاعلات المعقّدة بين العمليات السطحية وتوافر المياه، خصوصاً في المناطق التي تعاني من ندرة أو توزيع غير متساوٍ للموارد المائية. وبالاستناد إلى تحليل أكثر من 64 ألف قطاع نهري، تقدم الدراسة رؤية شاملة حول توافر المياه وتغيّراتها المكانية والزمانية وتدفقات المياه العذبة نحو الأحواض المحيطية الرئيسة.

وأشار إلى أن هذه المعلومات تمثّل أساساً قوياً لصنّاع السياسات والمعنيين لاتخاذ قرارات مدروسة بشأن تخصيص المياه، وتخطيط البنية التحتية، واستراتيجيات التكيف المناخي. كما يمكن للبيانات حول تغيّرات الجريان النهري، بما في ذلك التغيّرات الموسمية والإقليمية، أن توجّه إدارة الموارد بشكل مستدام؛ مما يساعد على مواجهة ندرة المياه، وإدارة الفيضانات، وتحسين وصول المياه للمجتمعات.