علوم

لماذا تثور البراكين بعنف بعد عقود من الخمول؟


كشـ24 نشر في: 27 سبتمبر 2020

كشف علماء البراكين في جامعة بريستول عن الدور الذي يلعبه ما يسمى بـ"النانوليت" البلورية (nanolites)، وهي صغيرة جدا لدرجة أنها في الواقع أصغر بـ 10 آلاف مرة من عرض شعرة الإنسان، في الانفجارات المروعة، حيث تم تحديد هذه النانوليت الآن على أنها المكون السري وراء الانفجارات العنيفة للبراكين الهادئة والقابلة للتنبؤ.وعلى الرغم من صغر حجمها، إلا أنها تلعب دورا رئيسيا في لزوجة اندلاع الصهارة، ما أدى إلى ثورات بركانية غير مفسرة حتى الآن.ويرى الدكتور دانيلو دي جينوفا من جامعة بريستول والمؤلف الرئيسي للدراسة الرائدة أن هذا العمل له آثار عميقة على دراسة بعض البراكين الأكثر شهرة على كوكب الأرض، حيث قال إن "هذا الاكتشاف يقدم تفسيرا بليغا للانفجارات العنيفة في البراكين التي يتم التنبؤ بها جيدا بشكل عام ولكنها تقدم لنا أحيانا مفاجأة قاتلة، مثل ثوران جبل إتنا 122BC. البراكين ذات التراكيب المنخفضة من صهارة السيليكا لها لزوجة منخفضة للغاية، ما يسمح عادة للغاز بالهروب برفق".وتابع دي جينوفا: "ومع ذلك، فقد أظهرنا أن مادة النانو يمكن أن تزيد من اللزوجة لفترة محدودة، ما قد يحبس الغاز في السائل اللزج، ويؤدي إلى تحول مفاجئ في السلوك كان من الصعب تفسيره في السابق".وكشف الدكتور ريتشارد بروكر، من قسم علوم الأرض في بريستول، كيف توصلوا إلى استنتاجهم المفاجئ في بيان، قائلا: "لقد أظهرنا التأثير المدهش للنانوليت على لزوجة الصهارة، وبالتالي الانفجارات البركانية، باستخدام أحدث تقنيات التصوير النانوي ومطياف رامان للبحث عن أدلة على هذه الجسيمات غير المرئية تقريبا في الرماد التي اندلعت أثناء الانفجارات العنيفة للغاية".وتابع: "كانت المرحلة التالية هي إعادة صهر هذه الصخور في المختبر وإعادة إنشاء معدل التبريد الصحيح لإنتاج نانوليت في الصهارة المنصهرة. وباستخدام تشتت إشعاع مصدر السنكروترون شديد السطوع (10 مليارات مرة أكثر سطوعا من الشمس) تمكنا من توثيق نمو النانوليت".وأضاف: "أنتجنا بعد ذلك رغوة بازلتية حاملة للنانوليت في ظل ظروف معملية، كما أوضحنا كيف يمكن إنتاج هذه النانوليت من خلال التبريد المنخفض حيث يتم تفريغ المواد المتطايرة من الصهارة، ما يؤدي إلى خفض السائل".وتعتقد البروفيسورة هايدي مادير، التي شاركت في الدراسة، أن أبحاث البراكين قد تكون واحدة من أهم الأبحاث في العقود الأخيرة.وقالت: "من خلال إجراء تجارب جديدة على المواد الاصطناعية التناظرية، بمعدلات قص منخفضة بالنسبة للأنظمة البركانية، تمكنا من إثبات إمكانية اللزوجة الشديدة للصهارة الحاملة للنانوليت، ما وسع فهمنا للسلوك غير العادي للسوائل النانوية، التي ظلت غامضة منذ صياغة المصطلح قبل 25 عاما".ويقترح العلماء أن الخطوة التالية هي نمذجة هذا السلوك البركاني الخطير الذي لا يمكن التنبؤ به في بيئات بركانية حقيقية.المصدر: روسيا اليوم عن إكسبرس

كشف علماء البراكين في جامعة بريستول عن الدور الذي يلعبه ما يسمى بـ"النانوليت" البلورية (nanolites)، وهي صغيرة جدا لدرجة أنها في الواقع أصغر بـ 10 آلاف مرة من عرض شعرة الإنسان، في الانفجارات المروعة، حيث تم تحديد هذه النانوليت الآن على أنها المكون السري وراء الانفجارات العنيفة للبراكين الهادئة والقابلة للتنبؤ.وعلى الرغم من صغر حجمها، إلا أنها تلعب دورا رئيسيا في لزوجة اندلاع الصهارة، ما أدى إلى ثورات بركانية غير مفسرة حتى الآن.ويرى الدكتور دانيلو دي جينوفا من جامعة بريستول والمؤلف الرئيسي للدراسة الرائدة أن هذا العمل له آثار عميقة على دراسة بعض البراكين الأكثر شهرة على كوكب الأرض، حيث قال إن "هذا الاكتشاف يقدم تفسيرا بليغا للانفجارات العنيفة في البراكين التي يتم التنبؤ بها جيدا بشكل عام ولكنها تقدم لنا أحيانا مفاجأة قاتلة، مثل ثوران جبل إتنا 122BC. البراكين ذات التراكيب المنخفضة من صهارة السيليكا لها لزوجة منخفضة للغاية، ما يسمح عادة للغاز بالهروب برفق".وتابع دي جينوفا: "ومع ذلك، فقد أظهرنا أن مادة النانو يمكن أن تزيد من اللزوجة لفترة محدودة، ما قد يحبس الغاز في السائل اللزج، ويؤدي إلى تحول مفاجئ في السلوك كان من الصعب تفسيره في السابق".وكشف الدكتور ريتشارد بروكر، من قسم علوم الأرض في بريستول، كيف توصلوا إلى استنتاجهم المفاجئ في بيان، قائلا: "لقد أظهرنا التأثير المدهش للنانوليت على لزوجة الصهارة، وبالتالي الانفجارات البركانية، باستخدام أحدث تقنيات التصوير النانوي ومطياف رامان للبحث عن أدلة على هذه الجسيمات غير المرئية تقريبا في الرماد التي اندلعت أثناء الانفجارات العنيفة للغاية".وتابع: "كانت المرحلة التالية هي إعادة صهر هذه الصخور في المختبر وإعادة إنشاء معدل التبريد الصحيح لإنتاج نانوليت في الصهارة المنصهرة. وباستخدام تشتت إشعاع مصدر السنكروترون شديد السطوع (10 مليارات مرة أكثر سطوعا من الشمس) تمكنا من توثيق نمو النانوليت".وأضاف: "أنتجنا بعد ذلك رغوة بازلتية حاملة للنانوليت في ظل ظروف معملية، كما أوضحنا كيف يمكن إنتاج هذه النانوليت من خلال التبريد المنخفض حيث يتم تفريغ المواد المتطايرة من الصهارة، ما يؤدي إلى خفض السائل".وتعتقد البروفيسورة هايدي مادير، التي شاركت في الدراسة، أن أبحاث البراكين قد تكون واحدة من أهم الأبحاث في العقود الأخيرة.وقالت: "من خلال إجراء تجارب جديدة على المواد الاصطناعية التناظرية، بمعدلات قص منخفضة بالنسبة للأنظمة البركانية، تمكنا من إثبات إمكانية اللزوجة الشديدة للصهارة الحاملة للنانوليت، ما وسع فهمنا للسلوك غير العادي للسوائل النانوية، التي ظلت غامضة منذ صياغة المصطلح قبل 25 عاما".ويقترح العلماء أن الخطوة التالية هي نمذجة هذا السلوك البركاني الخطير الذي لا يمكن التنبؤ به في بيئات بركانية حقيقية.المصدر: روسيا اليوم عن إكسبرس



اقرأ أيضاً
الصين.. اكتشاف فيروسين خطيرين في الخفافيش!
اكتشف علماء الأحياء الجزيئية الصينيون 24 فيروسا غير معروف سابقا في أجسام الخفافيش التي تعيش في مقاطعة يونان جنوب الصين، وتم تحديد فيروسين يشبهان العوامل المسببة لحمى هيندرا ونيباه. وتشير المجلة العلمية PLoS Pathogens إلى أن هذه العوامل الممرضة يمكن أن تسبب تفشي عدوى حيوانية المنشأ جديدة عند اتصال الخفافيش بالبشر. ويقول الباحثون: "حللنا مجموعة من العوامل الممرضة الموجودة في كلى الخفافيش التي تعيش في أراضي مقاطعة يوننان بالقرب من بساتين القرى وفي الكهوف المجاورة. وخلال هذا التحليل، حددنا عاملين ممرضين في آن واحد، قريبين جدا من فيروسي هيندرا ونيباه، اللذين قد يؤدي اختراقهما لمجموعات الحيوانات الأليفة أو البشر إلى عواقب وخيمة". وقد درس العلماء كليتي 142 خفاشا من عشرة أنواع من خمس مناطق في يوننان. وباستخدام طرق تسلسل الحمض النووي عالية الإنتاجية، اكتشف العلماء أن 24 منها لم تكن معروفة من قبل للعلم، وكذلك نوعين من البكتيريا أحدهما لم يكن معروفا في السابق ونوعا جديدا من الكائنات البسيطة- البروتوزوا- كلوسيلا يونانينسيس( clausella yunnanensis) وأثار اهتمام العلماء بصورة خاصة فيروسان جديدان من جنس فيروس هينيبا (Henipavirus)، وهو نفس الفيروس الذي يشمل فيروسات نيباه وهندرا، المعروفين بارتفاع معدل الوفيات بين البشر. وقد عثر على الفيروسات المكتشفة في الخفافيش الآكلة للفاكهة التي تعيش بالقرب من البساتين، بالقرب من المستوطنات البشرية، لأن الفيروسات من هذا النوع يمكن أن تنتقل عن طريق البول، لذلك يحذر الباحثون من خطر الإصابة بالعدوى من خلال الفاكهة الملوثة.
علوم

بالأدلة التجريبية.. إثبات وجود ذكاء جماعي لدى النمل!
من بين عشرات الآلاف من أنواع النمل طورت بعضها سلوكيات "ذكية" مدهشة مثل الزراعة، وتربية الماشية، والعمليات الجراحية، و"القرصنة"، والتباعد الاجتماعي، وبناء عمارات معقدة. وأبرز هذه السلوكيات تتمثل بـ: الزراعة: حيث تقوم بعض أنواع النمل بزراعة الفطريات وتغذيتها تربية الماشية: عبر رعاية حشرات المن واستغلال إفرازاتها العمليات الجراحية: مثل خياطة جروح أفراد المستعمرة القرصنة: من خلال غزو مستعمرات نمل أخرى وسرقة مواردها التباعد الاجتماعي: كإجراء وقائي ضد انتشار الأمراض الهندسة المعمارية: ببناء مستعمرات متعددة الطوابق بأنظمة تهوية متقنة مع ذلك، يبدو دماغ النملة الذي لا يتجاوز حجمه حبة خشخاش ويحتوي على حجم من 250 ألفا إلى مليون خلية عصبية (مقابل 86 مليارا لدى الإنسان) بسيطا جدا، مقارنة بهذه الإنجازات. واكتشف باحثون من إسرائيل وسويسرا كيف تتحد هذه "الأدمغة المجهرية" لتشكل ذكاء سربيا قادرا على التخطيط الاستراتيجي. ونُشرت نتائج الدراسات في مجلة Frontiers in Behavioral Neuroscience. وألهمت الباحثين أرصاد غير متوقعة في الطبيعة، حيث لاحظوا أن نملات فردية تستخدم فكها العلوية لإزالة الحجارة الصغيرة من حول المجموعات التي تنقل فريسة كبيرة بشكل جماعي. وقال البروفيسور أوفر فاينرمان من معهد "وايزمان": "عندما رأينا لأول مرة النمل يزيل عقبات صغيرة من طريق حمولة يجري نقلها، دهشنا حقا، ويبدو أن هذه الكائنات الصغيرة تتنبأ بصعوبات تنتظرها في الطريق وتحاول مساعدة رفاقها مسبقا". وكما لاحظ العلماء، فإن هذا الذكاء يتجلى على مستوى المستعمرة بأكملها، وليس على مستوى نملة واحدة، إذ تستجيب كل نملة لإشارات بسيطة، مثل آثار الفيرومونات الطازجة، من دون إدراك هدف عام، لكنها تحقق معا نتائج معقدة وهادفة. ومن أجل دراسة هذا السلوك، أجرى الباحثون سلسلة من 83 تجربة، شاركت فيها مستعمرة من النمل "المجنون" (Paratrechina longicornis ) الذي يعيش في المعهد. واستُخدموا كرات بلاستيكية قطرها 1.5 ملليمتر (نصف طول جسم النملة) كعوائق تُعيق طريق الحشرات. أما الطُعم فتم هنا استخدام حبيبات طعام القطط الذي يُفضله النمل بشدة. ومثل العديد من أنواع النمل، تنشر P. longicornis معلومات عن وجود فريسة كبيرة بين أفراد المستعمرة عبر مسارات فيرومونية، فهي تتحرك بشكل فوضوي (ومن هنا جاءت تسميتها "مجنونة")، وتلمس بطونها الأرض كل 0.2 ثانية، تاركة قطرة صغيرة من الفيرومون. ويجذب هذا الفيرومون عمالا آخرين بسرعة نحو الطعام. لكن العلماء اكتشفوا هنا أنه يلعب أيضا دورا محوريا في سلوك التطهير. وأظهرت الدراسة أن النمل العامل غالبا ما يزيل الكرات عند بُعد 40 مم تقريبا عن الطعام باتجاه العش. حيث ينقل هذه الكرات إلى مسافة تصل إلى 50 مم، مُزيلا إياها من الطريق المؤدي إلى العش. وسجل أحدها رقما قياسيا بإزالة 64 عائقا على التوالي. "وتشير هذه النتائج إلى أن انطباعنا الأولي كان خاطئا، ففي الواقع، لا يفهم النمل العامل الوضع على الإطلاق. وينشأ هذا السلوك الذكي على مستوى المستعمرة ككل، وليس على مستوى الأفراد. وكل نملة تتبع إشارات بسيطة، مثل العلامات الشمية الطازجة التي تتركها نملات أخرى بدون حاجة لفهم الصورة الكاملة، لكن جماعيّا فإنها تعطي نتيجة ذكية هادفة"، هذا ما خلصت إليه الدكتورة دانييل ميرش الباحثة في مرحلة ما بعد الدكتوراه في المعهد. المصدر: روسيا اليوم عن Naukatv.ru
علوم

العثور على نوع جديد من الثدييات من عصر الديناصورات في منغوليا
عثر فريق دولي من علماء الحفريات على أحفورة في صحراء غوبي في منغوليا لنوع غير معروف من الثدييات عاش في العصر الطباشيري الذي امتد من 100 مليون سنة إلى حوالي 66 مليون سنة مضت.وأفادت مجلة " Acta Palaeontologica Polonica" بأن العلماء أطلقوا على الحيوان الجديد الذي يبلغ حجمه حجم الفأر تقريبا، اسم "رافجا إيشي" ( Ravjaa ishiii).ويذكر أن العلماء عثروا في عام 2019، على جزء من الفك السفلي يبلغ طوله سنتيمترا واحدا فقط.وأظهر التحليل أن الحيوان ينتمي إلى عائلة Zhelestidae؛ وهي ثدييات قديمة من العصر الطباشيري، ولكن الشكل الفريد للفك والأضراس العالية يميزه عن الممثلين الآخرين للمجموعة، ما جعل من الممكن تحديد جنس ونوع منفصلين.ويغير هذا الاكتشاف، الذي هو الأول لـ "Zhelestidae " في منغوليا، فكرة توزيع هذه الحيوانات، حيث كان يعتقد في السابق أنها تعيش بشكل رئيسي في المناطق الساحلية، لكن "رافجا إيشي" يثبت أنها عاشت أيضا في أعماق المناطق القارية.
علوم

حقن الذهب في العين.. تقنية جديدة للحفاظ على البصر
كشفت دراسة جديدة تم تطبيقها على الفئران في الولايات المتحدة أن حقن الذهب في العين قادر على علاج التنكس البقعي المرتبط بالعمر (AMD) ومشاكل العين الأخرى. ويؤثر التنكس البقعي على الملايين في جميع أنحاء العالم ويزداد احتماله مع تقدمنا في العمر، ويتسبب في ضبابية الرؤية ومشاكل أخرى. ويقول المهندس الحيوي جياروي ني، من جامعة براون في ولاية رود آيلاند: "هذا نوع جديد من دعامات الشبكية لديه القدرة على استعادة الرؤية المفقودة بسبب التنكس الشبكي دون الحاجة إلى جراحة مُعقدة أو تعديل جيني، نعتقد أن هذه التقنية قد تُحدث نقلة نوعية في أساليب علاج حالات التنكس الشبكي". كيف يعمل العلاج الجديد؟ يتم دمج جزيئات نانوية من الذهب دقيقة جدا، أرق من شعرة الإنسان آلاف المرات، مع أجسام مضادة تستهدف خلايا معينة في العين، ثم يتم حقنها في الغرفة الزجاجية المليئة بالهلام بين الشبكية وعدسة العين. وبعد ذلك، يتم استخدام جهاز ليزر صغير بالأشعة تحت الحمراء لتحفيز هذه الجزيئات النانوية وتنشيط الخلايا المحددة بنفس الطريقة التي تعمل بها الخلايا الحساسة للضوء. وعلى الفئران التي تم اختبار العلاج عليها، والتي تم تعديلها لتصيبها اضطرابات شبكية، كان العلاج فعالا في استعادة الرؤية جزئيا على الأقل (من الصعب إجراء اختبار رؤية كامل على الفئران)، حسبما ذكر موقع "ساينس أليرت" العلمي. وأوضح ني نتائج التجربة قائلا: "أظهرنا أن الجزيئات النانوية يمكن أن تبقى في الشبكية لعدة أشهر دون سمية كبيرة، وأثبتنا أنها يمكن أن تحفز النظام البصري بنجاح. وهذا أمر مشجع للغاية للتطبيقات المستقبلية". وكما هو الحال في معظم الدراسات على الفئران، فهناك فرصة جيدة لترجمة النتائج وتطبيقها على البشر، لكن ذلك سيستغرق بعض الوقت للوصول إلى استخدام آمن يمكن للسلطات الصحية الموافقة عليه.
علوم

التعليقات مغلقة لهذا المنشور

الطقس

°
°

أوقات الصلاة

السبت 05 يوليو 2025
الصبح
الظهر
العصر
المغرب
العشاء

صيدليات الحراسة