آيسلندا تخشى من ثورة بركان جديدة

العلماء يوظفون طرق الرصد الزلزالي وتشوه سطح البراكين وظهور الغازات للتنبؤ بقرب حدوثها

صورة أرشيفية للرماد المنطلق من بركان تحت نهر آيافيالايكول الجليدي في آيسلندا عام 2010
صورة أرشيفية للرماد المنطلق من بركان تحت نهر آيافيالايكول الجليدي في آيسلندا عام 2010
TT

آيسلندا تخشى من ثورة بركان جديدة

صورة أرشيفية للرماد المنطلق من بركان تحت نهر آيافيالايكول الجليدي في آيسلندا عام 2010
صورة أرشيفية للرماد المنطلق من بركان تحت نهر آيافيالايكول الجليدي في آيسلندا عام 2010

إلى الشمال من هذه المنطقة، وفي الجانب البعيد من طبقة «فاتناجوكال» الجليدية الصلدة التي لا يمكن اختراقها، تندفع الحمم والمقذوفات البركانية من صدع في باطن الأرض يقع على خاصرة «بارداربونغا» (Bardarbunga)، أحد براكين آيسلندا الكبيرة.
ووفقا إلى المقاييس البركانية يعتبر هذا الثوران سلميا، لأن الحمم تنتشر فقط عبر الأرض المحيطة كفقاقيع غازية تنبعث منها. وبالنسبة إلى الوقت الحالي، فإن هذه الغازات، لا سيما ثاني أكسيد الكبريت الذي يسبب مشاكل تنفسية وغيرها من التعقيدات، تمثل الهم الأساسي الذي يقلق الهيئات الصحية في العاصمة رايكيافيك التي تقع على مسافة 150 ميلا إلى الغرب، وفي الأماكن الأخرى من البلاد.
لكن في وقت قريب، فقد تنفجر قمة بركان «بارداربونغا» التي تقع تحت طبقة من الثلج تبلغ سماكتها نحو نصف ميل، وهذا من شأنه إطلاق أعمدة من الرماد الرملي إلى السماء، مغلقة السفر الجوي عبر أوروبا، نظرا إلى التلف الذي قد يسببه الرماد بالمحركات النفاثة، وبالتالي إطلاق سيل جارف من مياه الثلج المذاب الذي قد يكتسح الطريق الوحيدة التي تربط جنوب البلاد بالعاصمة. وكل هذا قد يحدث.. أو لا يحدث.

* أسرار بركانية
هذا هو السر الغامض للبراكين الذي بعد مضي أربعة أشهر على قيام «بارداربونغا» بإرسال الحمم لا يزال العلماء يتناقشون حول ما الذي سيحدث في المرة المقبلة، إذ لا يعرف أحد الحقيقة. فثوران البراكين هو من بين أكثر أحداث الأرض كارثية، ومعرفة متى سيحصل ذلك قد تشكل عاملا حاسما في إنقاذ الأرواح وخفض الخسائر التي قد تصيب البنية التحتية وغيرها من الممتلكات. وللعلماء أساليب عدة متينة لتقديم يد العون، لكنهم في النهاية يصلون إلى مجرد تحليل إمكانيات تفجر الأحداث بطرق متعددة «إذ من الصعب التنبؤ بالبراكين بها، نظرا لأنها لا تدلنا على إمكانياتها، فقد تقرر فجأة أن تقوم بشيء مختلف تماما»، كما يقول بول إينارسون عالم الجيولوجيا. ويدرس إينارسون الزلازل والهزات الأرضية التي ترافق عادة النشاط البركاني الذي تسببه الصخور الحارة المنصهرة، التي ترتفع من داخل الأرض مسببة ضغطا وشقوقا وتصدعات. والرصد الزلزالي مهم هنا للمساعدة في تقرير ما إذا سيحدث الثوران، ومتى، وكيفية تطوره، لكن العلماء يدرسون أيضا تشوه سطح البراكين وتمسخها، التي هي علامة على تزايد الضغط داخل الأرض، عن طريق استخدام وحدات من نظام «جي بي إس» ورادارات الأقمار الصناعية، كما أنهم يرصدون الغازات وغيرها من الدلائل، مثل ذوبان الثلج والجليد.
وتقول ستيفاني بريجاين، الباحثة الجيولوجية التي تعمل مع الدائرة الأميركية للمسح الجيولوجي في مرصد الزلازل في ألاسكا «على الصعيد المثالي فهذا خليط جميل من البيانات الخاصة بالعديد من العوامل، وقد تكون سهلة أيضا إذا ما تصاعدت جميعها معا، وبصورة دراماتيكية». وتضيف بريجاين إنه خلال العقد المنصرم تنبأ المرصد بنجاح في ثلثي الأوقات عن نشاط وثوران أكثر من عشرات البراكين التي جرى رصدها زلزاليا من أصل 130. وفي آيسلندا، موطن 35 زلزالا نشيطا، لاقى العلماء نجاحا مماثلا كما تقول. وفي آيسلندا علم العلماء أن شيئا ما يحصل في «بارداربونغا» الذي ثار آخر مرة عام 1910. فقد شرعت المقاييس الزلزالية في تسجيل سلسلة من الهزات الأرضية الصغيرة، التي وصل عددها في النهاية إلى الآلاف في الجانب الشمالي من البركان. وكان هذا دليلا واضحا بأن الصخور المنصهرة شرعت تتسرب إلى الشقوق الواقعة على عمق خمسة إلى ستة أميال من السطح.

* تدفق الحمم
وعلى الرغم من أن ذلك كان يحدث في جزء من البركان المغطى بالنهر الجليدي، فإن العلماء كان بمقدورهم معرفة أن الصخور المنصهرة كانت تتجه أفقيا في غالبيتها إلى الناحية الشمالية الشرقية عبر الشق هذا، نظرا لأن مراكز الهزات الأرضية كانت تتحرك أيضا. وفي 29 أغسطس (آب) باتت هذه الصخور في العمق، لكنها في ذلك التاريخ وصلت إلى السطح، إلى الخاصرة الشمالية من بركان «بارداربونغا». وهذه الصخور التي تدعى حمما متى بلغت سطح الأرض انقذفت كينابيع حمراء ساخنة.
واستمر هذا الثوران الذي هو خارج نطاق أو حدود إمكانيات أي إنسان تقريبا، منذ ذلك الحين. وقذف حتى نهاية العام الماضي نحو ملياري ياردة مكعبة من الحمم، وهو ما يكفي إلى ملء نحو ألف ملعب لكرة القدم، التي انتشرت وغطت مساحة تبلغ نحو 30 ميلا مربعا.
واستنادا إلى تقرير نشر في أواسط ديسمبر (كانون الأول) الماضي في مجلة «نيتشر»، فقد أنتجت الصخور المنصهرة المنتشرة في باطن الأرض ما يدعوه علماء البراكين بالسد الذي امتد 27 ميلا قبل ثورانها.
ويقول فرايشتاين سيغموندسون، العالم الجيولوجي في جامعة آيسلندا الذي نسق هذه الدراسة، إن التشكيل الزلزالي، فضلا عن بينات التشوه والتمسخ الواسع الذي حصل، أظهر تزايدا في عدد نوبات هيجان السد، وشرع ينطلق عبر الشق، الذي رغم عمقه فإنه أقل من ياردتين في العرض. ومن شأن هذه الصخور المنصهرة أن تواجه عائقا أو حاجزا ما، مما يُضيق من عرض هذا الشق، وبالتالي يسبب في تنامي الضغط حتى يصبح كبيرا، ليتغلب على هذا العائق، ويمضي في تحركه. «ويمكن التفكير بذلك على أنه جدول ماء شبه جوفي يصب في سد حتى يتمكن في النهاية من تحطيمه، أي هذا السد»، كما يقول سيغموندسون.

تصدع عميق

ومن أسباب القلق الكبيرة ما يحصل في كالديرا (الفوهة البركانية الكبيرة) لـ«بارداربونغا» الذي هو عبارة عن واد عميق عريض في قمة الجبل المليء بالصخور المنصهرة التي تصلبت بعد ذلك، والتي هي نتيجة نشاطات بركانية سابقة. فقد أظهرت قياسات «جي بي إس» والبيانات الزلزالية أن هذه الصخور المتصلبة التي تعمل كسدادة واقية شرعت تغطس، ربما نتيجة تسرب الصخور الساخنة المنصهرة في الأسفل عبر الشق شمالا. وهذا الهبوط والتداعي سريع للغاية، بمعدل قدم واحد يوميا، والسؤال هو: إلى متى يمكن لهذه السدادة أن تتحمل وتبقى، قبل أن تتصدع كليا بفعل الضغط؟
«لكن يبدو أن الوضع برمته ثابت نسبيا حتى الآن»، كما يقول إينارسون، «غير أنه من المؤكد أن السدادة قد لا تقاوم طويلا، وهذا ما يخشاه الناس. وإذا ما تحطمت السدادة فستندفع الصخور الساخنة في الأسفل، لتجد لها طريقا جديدا سهلا إلى السطح، وتتحد مع الثلج، وتتحول إلى بخار وصخور متفجرة، مما قد يسبب ثورانا وسحابة كبيرة من الرماد قد تعرقل حركة السفر الجوي، كما فعل ثوران بركان آخر في آيسلندا عام 2010. وقد تكون آثار ذلك كارثية على المنطقة المحيطة، حيث الثلج الذائب المنساب من فوهة البركان الكبيرة التي تصدعت جوانبها (كالديرا) سيسبب فيضانات واسعة.
وهذا ما حصل مرات عدة عبر تاريخ آيسلندا الجيولوجي، وتسبب في نشوء دلتا «سكافتافيل» الواسعة المخيفة، التي تشبه سطح القمر، لأن مياه الفيضانات جلبت كميات كبيرة من الرمال البركانية السوداء نزولا من الجبال. وقد تتعرض هذه الدلتا للفيضانات مجددا اعتمادا على متى يحصل الفيضان الذي قد يأخذ مسارا شمالا أو غربا، مع إمكانية وصوله إلى السدود الكهرومائية العديدة المقامة هناك وتدميرها، والتي تولد غالبية الطاقة الكهربائية في البلاد.

* خدمة «نيويورك تايمز»



أطلس الذكاء الاصطناعي لمرض السكري

أطلس الذكاء الاصطناعي لمرض السكري
TT

أطلس الذكاء الاصطناعي لمرض السكري

أطلس الذكاء الاصطناعي لمرض السكري

أطلقت مبادرة بحثية رائدة أول مجموعة بيانات رئيسة تربط بين العوامل البيئية والعلامات الحيوية ومرض السكري من النوع الثاني. وكشفت دراسة «أطلس الذكاء الاصطناعي الجاهز والعادل لمرض السكري» -التي تهدف إلى جمع البيانات من 4 آلاف مشارك متنوع بالفعل- عن روابط مثيرة للاهتمام بين تلوث الهواء وحالة مرض السكري، مع وضع معايير جديدة للبحث الصحي الشامل.

نظرة جديدة على مرض السكري

غالباً ما ركّزت أبحاث مرض السكري التقليدية على القياسات الطبية القياسية، لكن دراسة جديدة نُشرت في مجلة «Nature Metabolism» في 8 نوفمبر (تشرين الثاني) 2024، تتبنى نهجاً مختلفاً تماماً، تجمع مبادرة «أطلس الذكاء الاصطناعي الجاهز والعادل لمرض السكري» (Artificial Intelligence Ready and Equitable Atlas for Diabetes Insights) (AI-READI) بين أجهزة الاستشعار البيئية ومسح العين ومقاييس الاكتئاب والعلامات البيولوجية، لرسم صورة أكثر اكتمالاً عن كيفية تطور مرض السكري من النوع الثاني وتقدمه.

ويتضمن الإصدار الأولي بيانات من 1067 مشاركاً، تُمثل الربع الأول من أهداف التسجيل الطموحة للدراسة. وكشفت النتائج الأولية بالفعل عن أنماط غير متوقعة، بما في ذلك وجود رابط واضح بين حالة المرض والتعرض لجزيئات صغيرة من تلوث الهواء.

آفاق جديدة في تنوع الأبحاث

تعمل مبادرة «أطلس الذكاء الاصطناعي» على إنشاء مجموعة بيانات كبيرة مصممة لأبحاث الذكاء الاصطناعي حول مرض السكري من النوع الثاني. وحتى الآن تم جمع بيانات من 25 في المائة فقط من هدف الدراسة، التي تعطي الأولوية للتنوع، وتضمن التمثيل المتساوي عبر الأعراق (الأبيض والأسود والإسباني والآسيوي) والجنسين (تقسيم متساوٍ بين الذكور والإناث) ومراحل مرض السكري (غير المصابين بالسكري ومرحلة ما قبل السكري أو مراحل مختلفة من المرض، أي من يعتمدون على الأدوية أو على الأنسولين).

ويوضح الدكتور آرون لي، الباحث الرئيس في قسم طب العيون، وأستاذ مشارك وجراح شبكية بجامعة واشنطن بالولايات المتحدة، أن المشروع يُركز على فهم عوامل الخطر للإصابة بمرض السكري، وعوامل تعزيز الصحة التي تُساعد على تحسين الحالة، ومن خلال دراسة هذه العوامل يمكن أن تؤدي مجموعة البيانات إلى اكتشافات رائدة في الوقاية من مرض السكري من النوع الثاني وإدارته.

وتؤكد الدكتورة سيسيليا لي، من كلية الطب بجامعة واشنطن في الولايات المتحدة، وهي مديرة «أطلس الذكاء الاصطناعي» أن مرض السكري من النوع الثاني ليس نفسه لدى الجميع؛ حيث يُظهِر المرضى اختلافات كبيرة في حالاتهم، ومع توفر مجموعات بيانات كبيرة ومفصلة ​​يُمكن للباحثين دراسة هذا التباين بشكل أفضل، ما يؤدي إلى اتباع نهج أكثر تخصيصاً لفهم المرض وعلاجه.

من المرض إلى الصحة والعكس

تتخذ هذه الدراسة نهجاً جديداً، ليس من خلال دراسة كيفية إصابة الناس بالمرض فحسب بل استكشاف ما يساعدهم على التعافي أيضاً. ويريد الباحثون فهم الرحلة من الصحة إلى المرض، ومن المرض إلى الصحة مرة أخرى.

وقد يؤدي هذا التركيز المزدوج إلى طرق أفضل للوقاية من الأمراض وعلاجها، ويهتم مجتمع البحث العالمي بشكل كبير بهذه الدراسة؛ حيث تمت مشاركة البيانات من مجموعة صغيرة من 204 مشاركين بالفعل مع أكثر من 110 منظمات بحثية حول العالم.

وأوضح الدكتور آرون لي أن الأبحاث التقليدية تُركز على علم الأمراض، أي دراسة كيفية تطور الأمراض وتحديد عوامل الخطر، مثل انخفاض حساسية الأنسولين وتأثيرات نمط الحياة أو الإصابة بفيروس «كورونا» أثناء الطفولة، ما قد يزيد من خطر الإصابة بمرض السكري في وقت لاحق من الحياة.

ومع ذلك يريد فريقه أيضاً دراسة علم التسبب في المرض، والذي يبحث فيما يساعد الناس على تحسين صحتهم. وعلى سبيل المثال قد يكشف فهم سبب تحسن مرض السكري لدى بعض الأشخاص عن إسهامات رئيسة.

ذكاء اصطناعي لفحص صوت مريض السكري

ويتم ذلك بتوظيف الذكاء الاصطناعي في 10 ثوانٍ من الصوت لفحص مرض السكري.

وقد أظهرت دراسة بعنوان «التحليل الصوتي والتنبؤ بمرض السكري من النوع الثاني»، باستخدام مقاطع صوتية مسجلة بالهواتف الذكية، في ديسمبر (كانون الأول) 2023، برئاسة جايسي كوفمان، في مختبرات كليك للعلوم التطبيقية، بتورنتو كندا، ونُشرت في «مايو كلينك» (Mayo Clinic Proceedings: Digital Health) كيف يمكن للتسجيلات الصوتية جنباً إلى جنب مع الذكاء الاصطناعي اكتشاف مرض السكري من النوع الثاني بدقة ملحوظة. إذ من خلال تحليل 6 إلى 10 ثوانٍ فقط من كلام الشخص، إلى جانب تفاصيل صحية أساسية، مثل العمر والجنس والطول والوزن، حقق نموذج الذكاء الاصطناعي دقة بنسبة 89 في المائة لدى النساء و86 في المائة لدى الرجال.

وجمع الباحثون عينات صوتية من 267 مشاركاً (سواء كانوا مصابين بالسكري أو غير مصابين به)، وسجلوا عبارات في هواتفهم الذكية 6 مرات يومياً على مدار أسبوعين من أكثر من 18 ألف تسجيل.

14 سمة صوتية

وحدد العلماء 14 سمة صوتية، مثل تغيرات درجة الصوت والشدة، والتي تباينت بشكل كبير بين الأفراد المصابين بالسكري وغير المصابين به. ومن المُثير للاهتمام أن هذه التغيرات الصوتية تختلف بين الرجال والنساء. ولهذه الأداة القدرة على اكتشاف الحالة في وقت مبكر، وبشكل أكثر ملاءمة، وذلك باستخدام الهاتف الذكي فقط.

ويمكن أن يؤدي هذا النهج المبتكر القائم على الصوت إلى إحداث ثورة في فحص مرض السكري ومعالجة حواجز التكلفة والوقت، وإمكانية الوصول المرتبطة بأساليب التشخيص الحالية.

وتشمل الاختبارات التشخيصية الأكثر استخداماً لمرحلة ما قبل السكري والسكري من النوع الثاني الهيموغلوبين السكري (السكر التراكمي) (HbA1C) إلى جانب اختبار غلوكوز الدم الصائم (FBG) واختبار تحمل الغلوكوز في الدم (OGTT) (هو طريقة يمكن أن تساعد في تشخيص حالات مرض السكري أو مقاومة الأنسولين).

ووفقاً للاتحاد الدولي للسكري، فإن ما يقرب من واحد من كل اثنين أو 240 مليون بالغ، يعيشون مع مرض السكري في جميع أنحاء العالم ولا يدركون أنهم مصابون بهذه الحالة، ونحو 90 في المائة من حالات السكري هي من النوع الثاني.