New-Research-Shows-Tectonic-Plates-Used-to-Sink-Much-Further-Than-They-do-Today-1

تُشكل الصفائح التكتونية بحركتها سلاسل الجبال، وتتسبب بوقوع الزلازل، إضافةً إلى تحريك قارات العالم ببطء، ولا ريب أن تكون إحدى مقومات نشوء الحياة على هذا الكوكب، فلماذا يتفرّد كوكبنا بوجودها دون غيره من كواكب نظامنا الشمسي؟

صرّح عالم الجيوديناميكا في جامعة بنسلفانيا الأمريكية برادفورد فولي لموقع لايف ساينس بعدم امتلاكه إجابة عن هذا السؤال، وأردف أن هذا الأمر لم يزل لغزًا من ألغاز فيزياء الأرض، إذ إنَّ الغلاف الصخري للأرض (القشرة والجزء العلوي الصلب من الوشاح) يتكون من 15 صفيحة تكتونية لا تنفكّ تتحرك مصطدمةً أو متباعدةً عن بعضها، وتسمح الطبيعة الجيولوجية لطبقات الأرض باستمرار حركة هذه الصفائح، في حين لا يزال العلماء غير متأكّدين من كيفية تكسّر الغلاف الصخري وتشكّله.

أوضح العالم فولي أنَّه ليُبقي كوكب ما على صفائحه التكتونية لا بُدَّ أن يحوي وشاحه تيّارات حمل حراري، فعندما تنزلق الصفائح الباردة الكثيفة تحت أُخرى أقل كثافةً منها في مناطق الاندساس غائصةً في الوشاح، تعاود صفائح جديدة الظهور في المناطق التي تباعدت فيها الصفائح، ومع غياب تلك التيارات لن تتوفر طاقة كافية لتحريك الصفائح.

نوه جيفري كولنز عالم الجيولوجيا من كلّية ويتون بولاية ماساشوستس الأمريكية، أن الحمل الحراري وحده لا يكفي لضمان أن كوكبًا أو قمرًا سيُظهر نشاطًا في الصفائح التكتونية، بل يجب أيضًا أن يكون غلافه الصخري رقيقًا بما يكفي لينقسم إلى صفائح في المقام الأول، وفي الوقت نفسه كثيفًا بدرجةٍ تسمح للصفائح بالغوص في الوشاح.

أفاد راسل بيسكلويك عالم فيزياء الأرض في جامعة تورونتو في حديثه، بأنّ تماس مياه المحيطات في مناطق الاندساس مع صخور الصفائح يُكسب هذه الأخيرة ليونةً تسهّل حركتها في أثناء انغماسها في طبقات الأرض.

قد تُفسر هذه العوامل مجتمعةً سبب كون الأرض الكوكب الوحيد المعروف حاليًا الذي يُظهر نشاطًا في الصفائح التكتونية. في دراسة أُجريت عام 2022، وجد كولنز وزملاؤه أن قمر زُحل الجليدي يوروبا أظهر في الماضي نشاطًا شبيهًا بالصفائح التكتونية، إذ انقسمت أجزاء من غلافه الجليدي إلى صفائح تفرقت واصطدمت ببعضها بعضًا، ويرجح أن تكون مياه المحيطات الدافئة تحت الجليد قد ساعدت على دفع هذه الصفائح، بيد أنّه لأن كثافة الجليد أقل من الماء، لم تغرق هذه الصفائح في المحيطات مثلما تغرق صفائح الأرض في الوشاح.

إضافة إلى ذلك، فإن حركة الصفائح على يوروبا لا تشمل سطح القمر بالكامل، فقد أشار كولِنز إلى أنَّها تنحصر في مناطق صغيرة متفرقة من سطح هذا القمر، ولفت إلى أنَّ تلك الحركة ليست مستمرة مثل نظيرتها في الأرض بل تنشط وتخبو بمرور الزّمن.

في هذا السياق نجد أن بعض الكواكب مثل المريخ تمتلك بنية تسمى (الغلاف الساكن)، بعبارة أخرى تمتلك هذه الكواكب أوشحة تتحرك بالحمل الحراري، لكن سطحها لا ينقسم إلى صفائح، وقد أوضح العالم فولي أنَّ سطح المريخ لم ينقسم إلى صفائح منفصلة تتحرك مع تيارات الحمل الحراري للوشاح، بل توجد صفيحة واحدة كبيرة تغطي كامل الكوكب محيطةً بالوشاح.

وأردف أنّه من الصعب تحديد العوامل التي تؤدي إلى تطور الصفائح التكتونية على كوكب ما بدقّة؛ نظرًا إلى غياب أيّة كواكب أخرى قريبة تُظهر نشاطًا في الصفائح التكتونية لمقارنتها بالتي على الأرض، وأضاف أنَّه لو وُجدت مئات الكواكب الصخرية بظروف متنوعة، لأمكن على الأرجح تحديد العوامل الأساسية تجريبيًا، في حين يتعذرُ ذلك بوجود كوكب واحد فقط.

اقرأ أيضًا:

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d8%ad%d8%b1%d9%83%d8%a9-%d8%a7%d9%84%d8%b5%d9%81%d8%a7%d8%a6%d8%ad-%d8%a7%d9%84%d8%aa%d9%83%d8%aa%d9%88%d9%86%d9%8a%d8%a9/">ما الذي يسبب حركة الصفائح التكتونية؟</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d8%b5%d9%81%d8%a7%d8%a6%d8%ad-%d8%aa%d9%83%d8%aa%d9%88%d9%86%d9%8a%d8%a9-%d8%b9%d9%85%d8%b1%d9%87%d8%a7-3-6-%d9%85%d9%84%d9%8a%d8%a7%d8%b1-%d8%b3%d9%86%d8%a9-%d9%83%d8%b4%d9%81%d8%aa-%d8%b9%d9%86/">صفائح تكتونية عمرها 3.6 مليار سنة كشفت عن أقدم المعادن على الأرض</a>

ترجمة: ورد أيمن رعوان

تدقيق: باسل حميدي

مراجعة: ميرڤت الضاهر

<a href="https://www.livescience.com/planet-earth/is-earth-the-only-planet-in-the-solar-system-with-plate-tectonics">المصدر</a>

هل الأرض الكوكب الوحيد في المجموعة الشمسية الذي يحتوي على صفائح تكتونية؟

anvil-and-structure

أظهر اكتشاف صادم أن الهيليوم، أحد أخف العناصر في الكون، يمكنه الارتباط بالحديد تحت ضغط عال لتكوين هليد الحديد، ما قد يجعلنا نعيد النظر في التركيبة الكيميائية لأعماق الأرض.

يشير ذلك إلى احتمال وجود الهيليوم في نواة الأرض، إذ يبلغ الحديد أقصى درجات الضغط، ووفقًا للفيزيائي هاروكي تاكيزاوا وفريقه من جامعة طوكيو، فقد يكون لب الأرض الكثيف مستودعًا ضخمًا للهيليوم الأولي.

يوجد الهيليوم على الأرض في نظيرين مستقرين: الهيليوم 4، وهو الأوفر بنسبة 99.99986%، ويتكون من بروتونين ونيوترونين، والهيليوم 3، النادر بنسبة 0.000137%، يحوي بروتونين ونيوترونًا واحدًا فقط.

ينتج الهيليوم 4 عن التحلل الإشعاعي لليورانيوم والثوريوم، في حين يرجع وجود الهيليوم 3 إلى لحظات ما بعد الانفجار العظيم، وينتج جزئيًا من اضمحلال التريتيوم، وقد رصد الهيليوم 3 في الغازات المنبعثة في أثناء ثوران البراكين، ما يرجح احتباسه في الوشاح منذ تشكل الأرض.

يقترح الباحثون مصدرًا آخر له، إذ صرح الفيزيائي كي هيروسي من جامعة طوكيو بأنه درس العمليات الجيولوجية العميقة زمنًا، وأن تجاربه تحاكي ضغط الأرض وحرارتها القصوى باستخدام سندان ماسي مسخن بالليزر.

في تلك التجارب، سحق الحديد والهيليوم تحت ضغط 5 - 55 جيجا باسكال، ودرجة حرارة 1000 - 3000 كلفن، وهي حرارة كافية لصهر الإيريديوم المستخدم في شمعات إشعال محرك السيارة لمقاومته الحرارية.

أظهرت الدراسات السابقة ارتباط الهيليوم بالحديد بنسب ضئيلة لا تتجاوز بضعة أجزاء من المليون، في حين سجلت تجربة الفريق نسبة 3.3%، أي أعلى بـ 5000 ضعف، يرجع ذلك إلى ضبط ظروف القياس لمنع تسرب الهيليوم.

أوضح هيروسي أن الهيليوم سريع التسرب، ويظهر ذلك في انكماش البالونات المملوءة به، لذلك قيس في برودة شديدة لمنع هروبه، ما مكّن رصده في الحديد.

تؤكد النتائج أن الهيليوم الخامل كيميائيًا قد يتفاعل في ظروف قاسية، ولعل الأرض امتصته خلال تكوينها، فاتّحد بالحديد ليُحتجز في النواة في أثناء التمايز الكوكبي، وقد حدث ذلك غالبًا في نواتي القمر والمريخ أيضًا.

إذا ثبتت هذه الفرضية، فقد يكون الهيليوم الأولي في النواة، لا الوشاح، هو مصدر الهيليوم 3 المكتشف في الغازات البركانية.

لا يقتصر الأمر على الهيليوم، فالهيدروجين أيضًا يمتلك نظائر أولية، ما قد يشير إلى دوره في تكون المياه الأرضية.

تتطلب هذه الفرضيات مزيدًا من البحث، وقد تفتح آفاقًا جديدة لفهم تكوين الأرض والكواكب الأخرى.

اقرأ أيضًا:

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d8%b4%d9%88%d8%a7%d8%b7%d8%a6-%d8%b9%d9%84%d9%89-%d8%a7%d9%84%d9%85%d8%b1%d9%8a%d8%ae-%d8%a7%d9%84%d9%83%d9%88%d9%83%d8%a8-%d8%a7%d9%84%d8%a3%d8%ad%d9%85%d8%b1-%d9%83%d8%a7%d9%86-%d9%85%d8%ba%d8%b7/">شواطئ على المريخ: الكوكب الأحمر كان مغطى بالمحيطات!</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d9%82%d8%af-%d9%8a%d9%83%d9%88%d9%86-%d9%84%d9%84%d9%82%d9%85%d8%b1-%d8%a7%d9%84%d8%a5%d8%b6%d8%a7%d9%81%d9%8a-%d8%a7%d9%84%d9%85%d8%a4%d9%82%d8%aa-%d9%84%d9%84%d8%a3%d8%b1%d8%b6-%d8%a3%d8%b5%d9%84/">قد يكون للقمر الإضافي المؤقت للأرض أصل غير متوقع</a>

ترجمة: ورد أيمن رعوان

تدقيق: نور حمود

<a href="https://www.sciencealert.com/earths-core-could-be-hiding-a-vast-reservoir-of-primordial-helium">المصدر</a>

ربما تحتوي نواة الأرض على مخزون هائل من الهيليوم البدائي!

phpX48GN0

<h1 class="ql-align-right ql-direction-rtl">فيزياء سلق البيض وكيف نحصل على أفضل طعم وأفضل فائدة</h1> تتعدُّد طرق سلق البيض بين المسلوق جيدا ونصف المسلوق والمسلوق دون قشره في الماء، وعلى ذلك بحث العلماء عن الطريقة المُثلى لطهيه، فابتكروا وصفةً جديدةً يزعمون أنّها تُعزّز مذاقه وقيمته الغذائية على أكمل وجه. يُعدُّ طهي البيض فنًا دقيقًا؛ لأن صفاره وبياضه لا ينضجان عند درجة الحرارة ذاتها. إذ يبدأ صفار البيض التماسك عند درجة حرارة 65 مئوية، بينما يتماسك البياض عند 85 درجة مئوية. وفي السياق ذاته، ذكرت دراسةٌ نُشرت الخميس الفائت في مجلة كميونيكايشن إنجينيرينغ، أنّه يتعين على الطُّهاة اختيار درجة حرارة متوسطة تجنّبًا للحصول على بيضٍ نصف مسلوق.&nbsp;فعند سلق البيض جيدًا، أي طهوه لمدة 12 دقيقة على درجة حرارة 100 مئوية، تصبح حرارة البيضة بكاملها 100 درجة مئوية، متجاوزةً درجة الطهي المثلى، لا سيّما الصفار. أمّا في حالة طهي البيض بطريقة تفريغ الهواء (سوس فيد)، وذلك بطهوه على حرارة بين 60 و70 درجة مئوية، فإن درجة حرارته النهائية تبلغ 65 مئوية. ومع أنّ هذه الدرجة هي المُثلى لطهي صفار البيض، فهي لا تزال منخفضة جدًا بما لا يسمح لبروتينات البياض بأن تتماسك تماسُكًا سليمًا. يُشير مؤلفو الدراسة السابقة إلى أنَّ صفار البيض نصف المسلوق، أي الذي يُطهى لمدة ست دقائق عند درجة حرارة 100 مئوية، لن يكون ناضجًا بما يكفي. وفي هذا الصّدد، اقترح متخصصو البوليمرات الإيطاليون حلًا لتلك المشكلة بمحاكاة عملية السلق باستخدام برنامج ديناميكا الموائع الحاسوبية (CFD) المستخدم لمحاكاة وتحليل تدفق الموائع وتفاعلاتها مع الأسطح الصلبة.&nbsp;<h3 class="ql-align-right ql-direction-rtl">مواد قابلة لإعادة التدوير</h3> يقتضي الحل المقترح استخدام قِدر يحوي ماءً مغليًا عند 100 درجة مئوية وآخر يحوي ماءً عند درجة 30 مئوية، مع نقل البيضة بين القِدرين كل دقيقتين لمدة 32 دقيقة بالضبط. ووضح بيلغرينو موستو، أحد القائمين على الدراسة، لوكالة فراننس برس (AFP) بأنَّ مركز صفار البيض يستقرّ عند درجة حرارة 67 درجة مئوية، وهي تقريبا متوسّط درجتي حرارة قِدري الماء المغلي والفاتر.&nbsp;وأضاف موستو، مدير الأبحاث في معهد البوليمرات والمركبات والمواد الحيوية في المجلس الوطني للبحوث في إيطاليا،&nbsp;أنّ درجة حرارة بياض البيض، بخلاف صفاره، تتراوح بين 87 و100 مئوية في أثناء الدورات الساخنة، وبين 30 و55 مئوية في أثناء الباردة منها، فتنضج بذلك جميع طبقاته. اختبر&nbsp;مُعدّو الدراسة طريقة الطهي الدَّوري ووجدوا أن قوام البياض كان أشبه بالذي في البيض المسلوق نصف الناضج، في حين كان الصفار مشابهًا لعيّنة البيض المطهو بطريقة تفريغ الهواء. وأشار المؤلفون إلى أن الطهي الدّوريّ يتميّز عن طرق الطهي التقليديّة بحفظ المحتوى الغذائي للبيضة. من جهة أخرى، أظهر التحليل الكيميائي أن صفار البيض المطهي بالطريقة السابقة يحوي مزيدًا من البوليفينولات، وهي عناصر مغذية دقيقة الحجم، مقارنةً بالبيض المسلوق جيدًا أو نصف المسلوق أو البيض المطهو بتفريغ الهواء. وقد أكد موستو في رسالة بريد إلكتروني أن تلك النتيجة لم تكن متوقعة، و رجّح أنّ تفكك الجزيئات النشطة بيولوجيًا بفعل الحرارة العالية في الطُّرق الأخرى قد يكون سببًا محتملاً لذلك. وتطبيقًا لما تطرقت له الدراسة، استخدم أحد مؤلفيها، إرنستو دي مايو، طريقة الطهي الدورية بانتظام مع عائلته وأصدقائه، وأكَّد أنّها نالت إعجابهم. أشار موستو إلى أن الدراسة قد تتجاوز تطبيقاتها حدود المطبخ، خاصةً مجال إعادة التدوير فقد كان المحور الرئيسي للدراسة. وأوضح موستو أن التصميم الجيد للملف الحراري قد يسمح بتشكّل بنى طبقية داخل جسم مصنوع من مادة وحيدة قابلة لإعادة التدوير بالكامل. وأضاف أنّه سيكون للجسم الناتج خصائص طبقية كالأجسام متعددة المواد، إذ يتعذر إعادة تدوير تلك الأخيرة إلّا فيما ندر على حد قوله.&nbsp;&nbsp;&nbsp;

فيزياء سلق البيض وكيف نحصل على أفضل طعم وأفضل فائدة

phpyKk8N3

<h1 class="ql-align-center ql-direction-rtl">بطارية جديدة تعمل على النفايات النووية!</h1>&nbsp;طور باحثون من جامعة ولاية أوهايو بطاريةً تستمد طاقتها من النفايات النووية، في ابتكار يستحضر صورة غودزيلا، الوحش العملاق الذي يتغذى على الإشعاع. الطاقة النووية ذات حدين؛ فهي تسهم بنحو 20% من إنتاج الكهرباء في الولايات المتحدة، وتحد من انبعاثات الكربون، لكنها تخلف نفايات مشعة بالغة الخطورة، قد تهدد البيئة والحياة لآلاف السنين وربما لعشرات آلاف السنين في بعض مكوناتها، فماذا لو أمكن تسخير هذه النفايات لتوليد الطاقة؟ تعتمد البطارية المطورة، التي لا يتجاوز حجمها 4 سنتيمترات مكعبة، على تحويل الطاقة النووية إلى كهرباء بواسطة انبعاث الضوء، وهي آمنة للمس لأنها تستمد طاقتها من المواد المشعة ولا تحويها. يعتمد هذا الابتكار على امتصاص إشعاع غاما المؤين عبر بلورات الومض، التي تحوله إلى ضوء، ثم تُحوله الخلايا الشمسية إلى كهرباء، ويُتوقع أن يكون لهذا الابتكار دور في تشغيل الإلكترونيات الدقيقة، مثل المستشعرات والرقائق الإلكترونية. علق ريموند كاو، أستاذ الهندسة الميكانيكية وهندسة الفضاء ومدير مختبر المفاعل النووي بجامعة أوهايو: «إننا نحول ما يُعد نفايةً إلى كنز، مستفيدين من طبيعته ذاتها». اختُبرت البطارية باستخدام السيزيوم-137 والكوبالت-60، وهما من أشهر المخلفات المشعة، فولدت 288 نانو واط عند استخدام السيزيوم د-137، وهو مقدار ضئيل قد يكفي لتشغيل التلفاز في وضع الاستعداد، وقد ارتفع الإنتاج إلى 1.5 ميكرو واط عند استخدام الكوبالت-60، ما يكفي لتشغيل مستشعر صغير. يرجح الباحثون أن زيادة إنتاج الطاقة ترتبط بحجم بلورة الومض وشكلها، إذ تمتص البلورات الأكبر كميات إشعاع أكبر، ما يزيد من كمية الضوء المحول إلى كهرباء. تعجز هذه البطاريات عن تشغيل المنازل؛ إذ يتطلب ذلك طاقةً تفوق الكيلوواط، إلا أنها قد&nbsp;تُستخدم على نطاق أوسع لتولد طاقة تتجاوز الواط، ما يتيح استخدامها في أماكن إنتاج النفايات النووية، أو في التطبيقات الفضائية وأعماق البحار حيث مستوى الإشعاع مرتفع. ومع قدرتها على العمل في البيئات المشعة دون تلويثها أو الحاجة إلى صيانة متكررة، تظل العقبة الأبرز هي كلفة التصنيع، ما يستدعي مزيدًا من الأبحاث لضبط كفاءتها وتحديد عمرها التشغيلي. وصف الباحث إبراهيم أقصوز، أحد المشاركين في الدراسة، هذا الابتكار بأنه واعد، وأكد وجود مجال واسع للتحسن، وسيكون لهذا النهج شأن كبير في مستقبل الطاقة والاستشعار.&nbsp;

ورد أيمن رعوان

الأعمال

هل الأرض الكوكب الوحيد في المجموعة الشمسية الذي يحتوي على صفائح تكتونية؟

ربما تحتوي نواة الأرض على مخزون هائل من الهيليوم البدائي!

فيزياء سلق البيض وكيف نحصل على أفضل طعم وأفضل فائدة

بطارية جديدة تعمل على النفايات النووية!