علماء «كاوست» يحلون لغز اختفاء قطع البلاستيك في البحر الأحمر

كشفوا عن دور المحار العملاق في فقدان جزء منها

قطع ضئيلة من البلاستيك تشق طريقها إلى داخل المحار العملاق الذي يعيش في البحر الأحمر
قطع ضئيلة من البلاستيك تشق طريقها إلى داخل المحار العملاق الذي يعيش في البحر الأحمر
TT

علماء «كاوست» يحلون لغز اختفاء قطع البلاستيك في البحر الأحمر

قطع ضئيلة من البلاستيك تشق طريقها إلى داخل المحار العملاق الذي يعيش في البحر الأحمر
قطع ضئيلة من البلاستيك تشق طريقها إلى داخل المحار العملاق الذي يعيش في البحر الأحمر

اكتشف باحثون في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) أن المحار العملاق يلتهم جزءاً كبيراً من الجسيمات البلاستيكية البحرية الدقيقة، وهو الأمر الذي قد يساعد على حل لغز البلاستيك المفقود من البحر الأحمر.
كان باحثو مركز أبحاث البحر الأحمر التابع لـ«كاوست» سبق أن أثبتوا أن البحر الأحمر يحتوي على كميات متدنّية نسبياً من الحطام البلاستيكي العائم على مياهه السطحية، وهو ما ظل عصياً على الفهم، قبل أن يقيّم الباحثون الدور الذي يؤدّيه المحار العملاق كبالوعة تلتهم البلاستيكيات البحرية، ويكتشفوا عدداً من النتائج المدهشة.
جمع الباحثون أربعاً وعشرين محارة من البحر الأحمر، ووضعوها في أحواض مائية تحتوي على حبيبات بلاستيكية يتراوح حجمها بين 53 إلى 500 ميكرومتر - وكانت دراسة مسحية تعود لعام 2017 قد أفادت بفقدان هذا النطاق الحجمي من البحر الأحمر - وبقياس التغيير في تركيز الجسيمات البلاستيكية الدقيقة بعد 12 يوماً، وبإحصاء الحبيبات في الجهاز الهضمي للمحار وأصدافه، قدّر الفريق كمية البلاستيك التي اصطادها المحار.
وكشف التحليل الذي أجراه الباحثون عن استهلاك المحار للحبيبات، بمعدل 100 حبيبة لكل محارة في أثناء التجربة.
وبينما كان المحار الأكبر يميل إلى التهام الحبيبات الأكبر، لم يفضّل المحار الأصغر حجماً معيناً، ولم تعتمد الكمية المستهلكة على تركيز الحبيبات، لكن ما أثار دهشة الفريق البحثي أن هذا الاستهلاك النشط لم يمثّل سوى جزء صغير من البلاستيك الذي اصطاده المحار.
وتوضِّح باحثة الدكتوراه، سيلفيا أروسا، المؤلف الرئيسي للدراسة: «في البداية، ركزنا على عملية الهضم، ولكننا أدركنا بعد ذلك أن معظم البلاستيك كان ملتصقاً بسطح الأصداف».
وبلغ عدد الحبيبات المتراكمة سلبياً على الأصداف من 30 إلى 100 ضعف العدد الذي استهلكه المحار، مما أدَّى إلى إزالة نحو 66 في المائة من البلاستيكيات الدقيقة من عمود الماء، ولم يؤثّر حجم المحار في عدد أو حجم الحبيبات الملتصقة، ولكن ارتفع عدد الحبيبات التي اصطادها المحار مع زيادة تركيزها.
وعمود الماء هو مفهوم يستخدم في مجال علم البحار والمحيطات لوصف الخصائص الفيزيائية والكيميائية لمياه البحر على أعماق مختلفة في منطقة جغرافية بعينها. ويمتد عمود الماء من السطح إلى القاع ويمكن أن يصل إلى عمق 11 كيلومتراً.
تعدّ هذه الدراسة واحدة من أولى الدراسات التي تتحرَّى كمية البلاستيكيات التي تعلق بسطح الكائنات البحرية.
تقول أروسا: «لعل معظم الناس يعرفون أن الحيوانات البحرية تأكل البلاستيك البحري، ولكنهم على الأرجح لا يدركون أن هذا البلاستيك يمكن أن يتراكم على سطح هذه الحيوانات، وأن تأثيره لا يتوقف عند حدود الكائن الحي فحسب، وإنما يمتّد أيضاً إلى النظام البيئي بوجه عام».
وتتراكم الجسيمات البلاستيكية الدقيقة على امتداد السلسلة الغذائية، حتى تجد طريقها في النهاية إلى داخل أجسام البشر، الذين لا يتوقفون عن امتصاص الملوّثات أيضاً.
وبينما تبدو عملية إزالة الجسيمات البلاستيكية الدقيقة بفعل المحار مفيدة للنظام البيئي، تؤكد أروسا أن الكمية المزالة ضئيلة بالمقارنة مع مقدار التلوث البلاستيكي في المحيطات، وتابعت: «في الواقع، ربما يفوق الضرر اللاحق بالمحار أي فوائد ممكنة لإزالة البلاستيك من النظام البيئي».
وتضيف أروسا: «ينبغي أن نجد طُرقاً بديلة لحلِّ هذه المشكلة، بما في ذلك منع النفايات البلاستيكية من تلويث الأنظمة البيئية البحرية في المقام الأول».
تقدّم هذه الدراسة تفسيراً جزئياً لانخفاض كثافة البلاستيكيات الدقيقة في العمود المائي بالبحر الأحمر، كما تعرض أهمية دراسة البنية ثلاثية الأبعاد للكائنات والأنظمة البيئية لفهم مصير المواد البلاستيكية الدقيقة في الأنظمة البيئية البحرية.



«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية
TT

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

في المستقبل، يمكن تغطية سيارتك الكهربائية بألواح شمسية -ليس فقط على السطح، ولكن في جميع أنحاء الجزء الخارجي من السيارة- بفضل طلاء خاص.

وسواء كنت تقود السيارة أو كانت متوقفة، يمكن لهذا الطلاء الشمسي حصاد الطاقة من الشمس، وتغذيتها مباشرة في بطارية السيارة الكهربائية. وربما يبدو الأمر وكأنه شيء من كتاب خيال علمي، إلا أن الباحثين في شركة «مرسيدس بنز» يعملون بالفعل على جعله حقيقة واقعة.

عجينة لطلاء شمسي

يقول يوشين شميد، المدير الأول لشركة «مستقبل القيادة الكهربائية» Future Electric Drive، للبحث والتطوير في «مرسيدس بنز» الذي يستكشف تقنيات السيارات الكهربائية في مرحلة مبكرة: «نحن ننتج مئات السيارات يومياً، وسطح السيارة مساحة كبيرة جداً. فلماذا لا نستخدمها لحصاد طاقة الشمس؟».

إن المادة الكهروضوئية التي تبحثها شركة مرسيدس تشبه العجينة التي يمكن وضعها على الجزء الخارجي للسيارة. يبلغ سمك الطلاء 5 ميكرومترات فقط (يبلغ متوسط ​​سمك شعرة الإنسان نحو 100 ميكرومتر)، ويزن 50 غراماً لكل متر مربع.

وقود شمسي لآلاف الكيلومترات

في سيارة رياضية متعددة الأغراض SUV متوسطة الحجم، ستشغل العجينة، التي تطلق عليها مرسيدس أيضاً طلاءً شمسياً، نحو 118 قدماً مربعة، ما ينتج طاقة كافية للسفر لمسافة تصل إلى 7456 ميلاً (12000 كم) في السنة. ويشير صانع السيارة إلى أن هذا يمكن أن يتحقق في «ظروف مثالية»؛ وتعتمد كمية الطاقة التي ستحصدها هذه العجينة بالفعل على قوة الشمس وكمية الظل الموجودة.

طلاء مرن لصبغ المنحنيات

ولأن الطلاء الشمسي مرن، فيمكنه أن يتناسب مع المنحنيات، ما يوفر فرصاً أكبر للطاقة الشمسية مقارنة بالألواح الشمسية الزجاجية التي لا يمكن ثنيها، وبالتالي لا يمكن تثبيتها إلا على سقف السيارة أو غطاء المحرك. يُعدّ الطلاء الشمسي جزءاً من طلاء متعدد الخطوات يتضمن المادة الموصلة والعزل والمادة النشطة للطاقة الشمسية ثم الطلاء العلوي لتوفير اللون (يشكل كل ذلك معاً عمق بـ5 ميكرونات).

لن تكون هذه الطبقة العلوية طلاءً قياسياً للسيارات لأنها لا تحتوي على صبغة. بدلاً من ذلك، ستبدو هذه الطبقة أشبه بجناح الفراشة، كما يقول شميد، وستكون مادة شديدة الشفافية مليئة بجسيمات نانوية تعكس الأطوال الموجية من ضوء الشمس. كما يمكن تصميمها لتعكس أطوال موجية محددة، ما يعني أن السيارات الكهربائية يمكن أن تأتي بألوان أخرى.

وسيتم توصيل الطلاء الشمسي أيضاً عن طريق الأسلاك بمحول طاقة يقع بجوار البطارية، الذي سيغذي مباشرة تلك البطارية ذات الجهد العالي.

تأمين أكثر من نصف الوقود

ووفقاً للشركة فإن متوسط سير ​​السائق هو 32 ميلاً (51.5 كم) في اليوم؛ هناك، يمكن تغطية نحو 62 في المائة من هذه الحاجة بالطاقة الشمسية من خلال هذه التكنولوجيا. بالنسبة للسائقين في أماكن مثل لوس أنجليس، يمكن أن يغطي الطلاء الشمسي 100 في المائة من احتياجات القيادة الخاصة بهم. يمكن بعد ذلك استخدام أي طاقة إضافية عبر الشحن ثنائي الاتجاه لتشغيل منزل شخص ما.

على عكس الألواح الشمسية النموذجية، لا يحتوي هذا الطلاء الشمسي على أي معادن أرضية نادرة أو سيليكون أو مواد سامة أخرى. وهذا يجعل إعادة التدوير أسهل. وتبحث «مرسيدس» بالفعل عن كيفية جعل إصلاحه سهلاً وبأسعار معقولة.

يقول شميد: «قد تكون هناك مخاوف من أن سيارتي بها خدش، فمن المحتمل أن لوحة الباب معطلة»، وتابع: «لذا اتخذنا احتياطاتنا، ويمكننا بسهولة القول إن لدينا تدابير مضادة لذلك».

ومع تغطية المركبات الكهربائية بالطلاء الشمسي، لن يكون هناك الكثير من القلق بشأن شبكات الشحن، أو الحاجة إلى قيام الناس بتثبيت أجهزة الشحن في منازلهم. ويقول شميد : «إذا كان من الممكن توليد 50 في المائة أو حتى أكثر من قيادتك السنوية من الشمس مجاناً، فهذه ميزة ضخمة ويمكن أن تساعد في اختراق السوق».

ومع ذلك، فإن حقيقة طلاء سيارتك الكهربائية بالطاقة الشمسية لا تزال على بعد سنوات، ولا تستطيع مرسيدس أن تقول متى قد يتم طرح هذا على طرازاتها، لكنها شركة واثقة من تحقيقها.

* مجلة «فاست كومباني»، خدمات «تريبيون ميديا».

اقرأ أيضاً