ما الذي تفعله أسماك القرش الأبيض في أعماق المحيط؟ هل لها حياة سريّة؟
ADVERTISEMENT
ليس هناك من وحش تم تصويره أكثر رعبًا من تصوّرات العقل البشري. وهذا هو السبب الذي يجعل صانعي الأفلام غالبًا ما يبقون مخلوقاتهم بعيدًا عن الكاميرة. جميعنا يعرف كيف يبدو القرش الأبيض، لكنّ المرعب فيه هو أنه دائمًا غير مرئي، ودائمًا كامن بعيدًا عن الأنظار. وهذا يعني أنه يمكن أن
ADVERTISEMENT
يكون في أي مكان وفي أي وقت. الشيء الوحيد الأكثر رعبًا من رؤية سمكة قرش في الماء هو عدم القدرة على رؤيتها.
الدراسة:
تمثيل لطبقات المحيط
في اكتشاف حير العلماء، أظهرت دراسة جديدة، نشرت في مجلّة Proceedings of the National Academy of Sciences ، بيانات من 12 نوعًا من الأسماك المفترسة الكبيرة، بما في ذلك أسماك القرش الأبيض، أنها تقضي أوقاتًا طويلة في أعماق المحيط السحيقة، بعيدًا عن الأعماق الضحلة التي تصطاد فيها. من المعروف أن القرش الأبيض يتردد في الغالب على المياه الضحلة (والتي تصل إلى نحو 200 متر تحت سطح البحر) على طول السواحل في المناطق المعتدلة من العالم، ويصطاد فيها. ولكن ما الذي يجعله يذهب للتسكع ليس فقط في المنطقة المعروفة باسم منطقة الشفق (والتي تمتد بين أعماق 200 إلى 1000 متر)، بل شوهدت أيضًا في المنطقة المعروفة باسم منطقة منتصف الليل، (والتي تمتد بين أعماق 1000 إلى 3000 متر) تحت سطح المحيط؟
ADVERTISEMENT
كجزء من الدراسة، قام الباحثون بوسم 344 من الأسماك المفترسة إلكترونيًا (بما في ذلك أسماك القرش البيضاء الكبيرة (Carcharodon carcharias)، وأسماك القرش النمر (Galeocerdo cuvier)، وأسماك قرش الحوت (Rhincodon typus)، وأسماك التونة الصفراء (Thunnus albacares) وأسماك أبو سيف (Xiphias Gladius) )، وتتبّع تحركاتها بالأقمار الاصطناعية. وبذلك جمعوا ما يقرب من 47000 يوم تراكميّ من البيانات، بمتوسط 136 يومًا لكل فرد. ثمّ طابقوا أنماط الغوص للأسماك الموسومة مع بيانات السونار للنظام البيئي على متن السفينة لتحديد الأنواع التي تغوص بانتظام في أعماق منطقتي الشفق ومنتصف الليل.
الفرضية الأولية:
أعماق المحيط تعجّ بالأسماك
من الواضح أن هناك أسبابًا وجيهة تدفع هذه الحيوانات إلى الغوص عميقًا، وإلا فلماذا تفعل ذلك جميعها؟ كانت الفرضية الأولى لتفسير هذا السلوك هي أن هذه الحيوانات المفترسة كانت تطارد الأسماك والكائنات التي تعيش فيما يعرف بطبقة التشتّت العميقة. سُمّيت طبقة التشتّت العميقة (Deep Scattering Layer - DSL) بهذا الاسم بسبب الطريقة التي تم اكتشافها بها؛ فعندما ابتكر العلماء السونار لأول مرة وبدأوا في استكشاف الأعماق، لاحظوا أنّ الإشارات كانت ترتدّ من عمق معين ظنّوه أوّلًا قاع المحيط. ولكنهم أدركوا لاحقًا أنه لم يكن قاع المحيط، بل طبقة من الأسماك والقشريات والحيوانات الأخرى التي تعيش معلّقة في عمود الماء. تمتلئ طبقة المحيط هذه بكثافة كبيرة بالكائنات البحرية، لدرجة أنّ هذا أدّى إلى الخلط بينها وبين قاع المحيط. ترتفع هذه الكائنات إلى السطح ليلاً لتتغذى، ثم تنزل مرة أخرى إلى منطقة الشفق في النهار. ولذلك كانت متابعة الأسماك المفترسة إلى طبقة التشتّت العميقة مؤشّرًا أوّليًا على أن هذه المفترسات البحرية تغوص لكي تتغذّى على تلك الكائنات.
ADVERTISEMENT
يقول مؤلفو الدراسة "إنّ هناك أدلّة جيدة على بعض الأنواع/المواقف التي يكون فيها الغوص إلى هذه الطبقة العميقة فعلًا من أجل البحث عن الطعام، وهذا يدعم توقعاتنا. ولكننا نجد أيضًا العديد من الحالات التي يمكن أن نجزم فيها بشكل قاطع أن استخدام أعماق المحيط ليس للتغذية - أو إذا كان الأمر كذلك، فإنه يمثل نوعًا مختلفًا تمامًا من التفاعل بين المفترس والفريسة، أو ربما مصدرًا غامضًا للفرائس".
فرضية بديلة:
الصورة عبر Tomas Gonzalez de Rosenzweig على Unsplash
في الواقع، تم تتبّع أسماك القرش البيضاء وهي تغوص حتى عمق أكثر من 1100 مترًا، بينما تم تتبّع أسماك قرش الحوت وسمك أبو سيف وهي تغوص حتى عمق 2000 متر تقريبًا. ومن الجدير بالذكر أنه على الرغم من أن جميع الأنواع التي شملتها الدراسة كانت من الأسماك، إلا أنها لا يرتبط بعضها بالبعض الآخر إلا بقرابة بعيدة، ولدى كل منها استراتيجيات تطوريّة مختلفة تمامًا (ما ينفي العامل الوراثي إلى حدّ ما). ليس من الواضح على وجه التحديد سبب قيام هذه الحيوانات المفترسة بالغوص عميقًا جدًا. يشير الباحثون إلى أن ذلك قد يكون وسيلة لتجنب الحيوانات المفترسة الأخرى أو لكي يساعدها الغوص في الملاحة. ولكن لا ننس أن ذلك يعني عبور مياه مظلمة وباردة وذات ضغط عال. ولذلك يجب أن يكون لديها سبب وجيه حقًا.
ADVERTISEMENT
من الممكن أن تكون الفرضية الأولية (الغوص من أجل الغذاء) صحيحة بالنسبة لجميع الأنواع الـ 12، وأن عمليات الغطس هذه تسعى إلى الحصول على مصدر غذائي غير معروف. وبعبارة أخرى، قد تكون هناك كتلة غير معروفة حتى الآن من الأسماك والحيوانات الأخرى مختبئة في الأعماق. وإذا تبيّن أن هناك بالفعل كتلة حيوية في منطقة الشفق أكبر من جميع مناطق صيد الأسماك البحرية الحالية مجتمعة، فمن الممكن تخيل نوع من "الاندفاع نحو الذهب" في أعماق البحار لصيد هذه الكتلة الحيوية واستخدامها. ويحثّ الباحثون هنا على توخي الحذر إذا تبيّن أن هذا هو الحال. "لقد وجدنا أن منطقة الأعماق المتوسطة توفر دعمًا مهمًا لأجزاء أخرى من المحيط. إذا بدأنا في استغلال هذه النظم البيئية في أعماق البحار قبل أن نعرف ماهيّتها فعلًا، فهناك خطر كبير حقًا في التسبب بأضرار لا يمكن عكسها بسهولة: "نحن لا نعرف ما الذي تفعله أسماك القرش وأبو سيف هناك، ولكن نظرًا لسجلّنا الحافل باستغلال كل بيئة رأيناها، ربما يكون من الأفضل أن نتركها وشأنها".
حكيم مرعشلي
ADVERTISEMENT
كيفية إدارة التوتر والحد منه؟
ADVERTISEMENT
التوتر هو شعور بالتعرض لضغط غير طبيعي، سواء من زيادة عبء العمل، أو الجدال مع أحد أفراد الأسرة، أو المخاوف المالية. يؤثر التوتر علينا بطرق عديدة، جسديًا وعاطفيًا، وبدرجات متفاوتة. وأظهرت الأبحاث أن التوتر يمكن أن يكون إيجابيًا في بعض الأحيان. فهو يجعلنا أكثر يقظة ويساعدنا على
ADVERTISEMENT
الأداء بشكل أفضل في مواقف معينة. ومع ذلك، فقد ثبت أن التوتر مفيد فقط إذا كان قصير الأمد.
تحديد علامات التوتر
الصورة عبر unsplash
هناك علامات وأعراض شائعة يجب عليك الانتباه إليها:
• الشعور بالقلق أو التوتر المستمر
• الشعور بالإرهاق
• صعوبة التركيز
• تقلبات المزاج أو تغيرات في المزاج
• التهيج أو الانفعال
• صعوبة الاسترخاء
• الاكتئاب
• انخفاض احترام الذات
• تناول الطعام أكثر أو أقل من المعتاد
• تغيرات في عادات النوم
ADVERTISEMENT
• الأوجاع والآلام، وخاصة توتر العضلات
• الإسهال والإمساك
• الشعور بالغثيان أو الدوخة
• فقدان الرغبة الجنسية
إذا كنت تعاني من هذه الأعراض لفترة طويلة من الزمن، وتشعر أنها تؤثر على حياتك اليومية أو تجعلك تشعر بالإعياء، فتحدث إلى طبيبك العام. اطلب منه معلومات حول خدمات الدعم والعلاجات المتاحة لك.
العلاقات والتوتر
الصورة عبر unsplash
العلاقات هي دعم كبير في الأوقات التي نشعر فيها بالتوتر. ومع ذلك، من وقت لآخر، يمكن للأشخاص المقربين منك، سواء كان شريكًا أو والدًا أو طفلًا أو صديقًا أو زميلًا، أن يزيدوا من مستويات التوتر لديك.
المال والتوتر
الصورة عبر brunet
إن المخاوف المتعلقة بالمال والديون تفرض علينا ضغوطًا هائلة، لذا فليس من المستغرب أن يكون لها تأثير ملحوظ على مستويات التوتر لدينا. يمكن أن يؤدي الجمع بين التوتر المزمن والديون إلى الاكتئاب والقلق وقد تم تسليط الضوء عليه كعامل مرتبط بالأفكار ومحاولات الانتحار. من المهم إذا كنت قلقًا بشأن أموالك وديونك ألا تحاول التعامل معها بمفردك. هناك الكثير من المساعدة والدعم المتاح لك من خلال منظمات مثل StepChange وCitizens Advice. يمكنك أيضًا التحدث إلى طبيبك العام أو أخصائي صحة موثوق به إ
ADVERTISEMENT
التدخين والأدوية الموصوفة والتوتر
الصورة عبر unsplash
يدخن بعض الأشخاص ويشربون الكحوليات ويستخدمون المخدرات الترفيهية لتقليل التوتر. ولكن هذا غالبًا ما يجعل المشاكل أسوأ. تظهر الأبحاث أن التدخين قد يزيد من مشاعر القلق. يخلق النيكوتين شعورًا فوريًا ومؤقتًا بالاسترخاء، والذي قد يؤدي بعد ذلك إلى أعراض الانسحاب والرغبة الشديدة. على نحو مماثل، قد يستخدم الناس الكحول كوسيلة لإدارة المشاعر الصعبة والتعامل معها، وتقليل مشاعر القلق مؤقتًا. ولكن الكحول يمكن أن يجعل مشاكل الصحة العقلية الموجودة أسوأ. ويمكن أن يجعلك تشعر بمزيد من القلق والاكتئاب على المدى الطويل. يمكن أن تسبب الأدوية الموصوفة، مثل المهدئات وأقراص النوم، والتي قد تم وصفها لأسباب وجيهة للغاية، أيضًا مشاكل صحية عقلية وجسدية إذا تم استخدامها لفترات طويلة من الزمن.
ADVERTISEMENT
كيف يمكنك مساعدة نفسك في التعامل مع التوتر؟
الصورة عبر unsplash
من المهم أن ندير إجهادنا ونحافظ عليه عند مستوى صحي لمنع الضرر طويل الأمد لأجسادنا وعقولنا.
عندما تشعر بالتوتر، حاول اتخاذ الخطوات التالية:
1. أدرك متى يسبب لك القلق مشكلة. إذ تحتاج إلى إيجاد الصلة بين الشعور بالتعب أو المرض، والضغوط التي تواجهها. لا تتجاهل الإجهاد البدني التحذيرات غير الطبيعية مثل توتر العضلات، والإرهاق الشديد، والصداع أو الصداع النصفي.
2. حدد الأسباب. حاول تحديد الأسباب الكامنة. قم بتصنيف الأسباب المحتملة لتوترك إلى أسباب يمكن حلها عمليًا، وتلك التي ستتحسن على أي حال بمرور الوقت، وتلك التي لا يمكنك فعل أي شيء حيالها.
3. راجع نمط حياتك. هل تتحمل الكثير من المهام؟ هل هناك أشياء تقوم بها يمكن تسليمها لشخص آخر؟ هل يمكنك القيام بالأشياء بطريقة أكثر راحة؟ قد تحتاج إلى إعطاء الأولوية للأشياء التي تحاول تحقيقها وإعادة تنظيم حياتك بحيث لا تحاول القيام بكل شيء في وقت واحد.
ADVERTISEMENT
يمكنك أيضًا المساعدة في حماية نفسك من التوتر بعدة طرق:
الصورة عبر unsplash
1. تناول الطعام الصحي: سيقلل النظام الغذائي الصحي من مخاطر الإصابة بالأمراض المرتبطة بالنظام الغذائي. كما أن هناك كمية متزايدة من الأدلة التي تُظهر كيف يؤثر الطعام على مزاجنا. يمكن حماية مشاعر الرفاهية من خلال ضمان أن يوفر نظامنا الغذائي كميات كافية من العناصر الغذائية للدماغ مثل الفيتامينات والمعادن الأساسية، وكذلك الماء.
2. كن على دراية بالتدخين والشرب: على الرغم من أنه قد يبدو أنه يقلل من التوتر، إلا أن هذا مضلل لأنه غالبًا ما يجعل المشاكل أسوأ.
3. ممارسة الرياضة: يمكن أن تكون التمارين البدنية فعالة جدًا في تخفيف التوتر. حتى الخروج للحصول على بعض الهواء النقي وممارسة بعض التمارين البدنية الخفيفة، مثل المشي إلى المتاجر، يمكن أن يساعد.
ADVERTISEMENT
4. خذ وقتًا للراحة : خذ وقتًا للاسترخاء. إن قول "لا أستطيع أخذ إجازة" لا فائدة منه إذ قد تصبح مضطرًا إلى أخذ إجازة لاحقًا بسبب سوء الصحة. إن إيجاد التوازن بين المسؤولية تجاه الآخرين والمسؤولية تجاه نفسك أمر مهم في تقليل مستويات التوتر.
5. كن منتبهًا : يمكن ممارسة التأمل الذهني في أي مكان وفي أي وقت. اقترحت الأبحاث أنه يمكن أن يقلل من آثار التوتر والقلق والمشاكل الأخرى ذات الصلة مثل الأرق وضعف التركيز وانخفاض الحالة المزاجية لدى بعض الأشخاص. .
6. احصل على نوم مريح : مشاكل النوم شائعة عندما تعاني من التوتر. حاول التأكد من حصولك على قسط كافٍ من الراحة.
7. لا تكن قاسيًا على نفسك : حاول أن تبقي الأمور في نصابها الصحيح. بعد كل شيء، لدينا جميعًا أيام سيئة.
لينا عشماوي
ADVERTISEMENT
الديناميكية الهوائية وتصميم الهيكل: العلم الكامن وراء تقليل مقاومة الهواء وتوفير الطاقة
ADVERTISEMENT
تعتبر هندسة السيارات مزيجاً مذهلاً بين الفن والفيزياء، حيث لا يعد شكل السيارة الخارجي مجرد لمسة جمالية لجذب الأنظار، بل هو نتيجة حسابات معقدة تهدف إلى التغلب على أحد أكبر خصوم الحركة: الهواء. عندما تنطلق مركبة على الطريق، فإنها لا تتحرك في فراغ، بل تشق طريقها عبر بحر من الجزيئات
ADVERTISEMENT
الغازية التي تمارس ضغطاً عكسياً يعيق تقدمها. هذا التفاعل هو ما نسميه علم الديناميكية الهوائية، وهو العامل الحاسم في تحديد كفاءة الطاقة ومدى استهلاك الوقود في العصر الحديث.
Photo by okanakdeniz on Envato
ما هي الديناميكية الهوائية في عالم المحركات؟
تتمثل الديناميكية الهوائية في دراسة كيفية تدفق الهواء حول الأجسام الصلبة. في سياق السيارات، يركز هذا العلم على تقليل القوى المعارضة للحركة، وأبرزها "قوة السحب" (Drag Force). كلما زادت سرعة السيارة، زادت هذه المقاومة بشكل مضاعف، مما يجبر المحرك على بذل جهد أكبر وحرق مزيد من الوقود للحفاظ على السرعة المطلوبة.
ADVERTISEMENT
تعتمد قوة السحب بشكل أساسي على "معامل السحب" ($C_d$)، وهو رقم يشير إلى مدى انسيابية تصميم الهيكل. كلما انخفض هذا الرقم، كانت السيارة أكثر قدرة على اختراق الهواء بسلاسة. المصممون اليوم يسعون جاهدين للوصول إلى أقل قيم ممكنة لهذا المعامل عبر تحسين زوايا الهيكل وتقليل النتوءات الخارجية.
تأثير التصميم الخارجي على استهلاك الوقود
العلاقة بين تصميم الهيكل واستهلاك الوقود هي علاقة طردية ومباشرة. تشير الدراسات الهندسية إلى أن مقاومة الهواء المسؤولة عن استهلاك ما يصل إلى 50% من طاقة السيارة عند السير على الطرق السريعة. عندما يكون التصميم الخارجي حاداً أو يحتوي على مساحات مسطحة كبيرة تواجه الرياح، يضطر المحرك للعمل بأقصى طاقته للتغلب على هذا الجدار الهوائي.
على الصعيد الآخر، التصاميم الانسيابية التي تسمح للهواء بالانزلاق فوق السقف والجوانب دون إحداث دوامات هوائية خلف المركبة، تساهم في تقليل العبء على المحرك. هذا التحسين لا يوفر المال للسائق فحسب، بل يقلل أيضاً من الانبعاثات الكربونية، مما يجعل السيارة أكثر صداقة للبيئة.
ADVERTISEMENT
Photo by francescosgura on Envato
العلم وراء هيكل السيارة: أين يذهب الهواء؟
لتحقيق أقصى كفاءة في الطاقة، يجب على المهندسين التحكم في مسار الهواء في ثلاث مناطق رئيسية من الهيكل:
المقدمة ومنطقة الشبكة: هي نقطة التصادم الأولى. التصاميم الحديثة تميل إلى جعل المقدمة منخفضة ومائلة لتوجيه الهواء إلى الأعلى أو الجوانب بدلاً من الاصطدام المباشر. بعض السيارات تستخدم الآن شبكات تهوية نشطة تفتح وتغلق برمجياً لتقليل المقاومة عندما لا يحتاج المحرك للتبريد المكثف.
السقف والجوانب: الهدف هنا هو الحفاظ على "التدفق الصفائحي" للهواء، وهو التدفق الهادئ والمستقيم. أي نتوء مثل مقابض الأبواب التقليدية أو المرايا الجانبية الكبيرة يمكن أن يكسر هذا التدفق ويخلق اضطراباً يزيد من استهلاك الوقود.
الجزء الخلفي وقاعدة السيارة: غالباً ما يتم تجاهل أسفل السيارة، لكنه منطقة حيوية. الهواء الذي يمر تحت السيارة إذا وجد سطحاً غير مستوٍ (أنابيب العادم، أجزاء التعليق) سيخلق دوامات تسحب السيارة للخلف. لذلك، يتم تصميم قاع السيارات الحديثة بشكل مسطح تماماً لضمان خروج الهواء بسرعة ومنع ظاهرة الرفع الهوائي.
استراتيجيات تقليل مقاومة الهواء في الهندسة الحديثة
تستخدم مراكز الأبحاث "أنفاق الرياح" لاختبار الهياكل بدقة متناهية. ومن خلال هذه الاختبارات، تم تطوير تقنيات مبتكرة لتعزيز كفاءة الطاقة:
ستائر الهواء (Air Curtains): وهي فتحات صغيرة في الصدام الأمامي توجه الهواء حول العجلات الأمامية. العجلات أثناء دورانها تخلق اضطراباً هوائياً كبيراً، وتعمل هذه الستائر على تغليف العجلة بتيار هوائي ناعم يقلل الاحتكاك بالهواء.
الجناح الخلفي النشط: لا يعمل الجناح فقط لزيادة الثبات، بل يمكنه ضبط زاويته لتقليل الفراغ الهوائي خلف السيارة، وهو ما يمنع نشوء منطقة ضغط منخفض تعمل كـ "مغناطيس" يسحب السيارة للخلف.
تقليل الفجوات: المهندسون يعملون على تصغير الفجوات بين ألواح الهيكل وبين العجلات وأقواسها، لأن كل فجوة هي فرصة لدخول الهواء واحتجازه، مما يزيد من مقاومة الهواء الإجمالية.
Photo by GoldenDayz on Envato
كفاءة الطاقة في عصر السيارات الكهربائية
مع التحول نحو الطاقة النظيفة، أصبحت الديناميكية الهوائية أكثر أهمية من أي وقت مضى. في سيارات الاحتراق الداخلي، يمكن تعويض نقص الانسيابية بزيادة قوة المحرك، أما في السيارات الكهربائية، فإن كل واط من الطاقة ثمين جداً لزيادة المسافة المقطوعة (المدى).
التصميم الهيكلي للسيارات الكهربائية يركز بشكل مفرط على الانسيابية لدرجة أن بعض المصممين يستبدلون المرايا الجانبية بكاميرات نحيفة، ويستخدمون عجلات ذات تصميم مغلق لتقليل الدوامات. تقليل معامل السحب بنسبة بسيطة يمكن أن يضيف كيلومترات إضافية إلى مدى البطارية دون الحاجة لزيادة حجمها أو وزنها.
ADVERTISEMENT
توازن القوى: الثبات مقابل الانسيابية
هناك تحدٍ دائم يواجه مهندسي الهياكل، وهو التوازن بين تقليل مقاومة الهواء وضمان "القوة الضاغطة" (Downforce). القوة الضاغطة هي التي تبقي السيارة ملتصقة بالأرض عند السرعات العالية والمنحطفات. لسوء الحظ، زيادة القوة الضاغطة غالباً ما تزيد من مقاومة الهواء.
الحل الهندسي يكمن في التصميم الذكي الذي يوجه الهواء لتوليد ضغط على المحاور عند الحاجة فقط، مع الحفاظ على تدفق عام سلس. هذا العلم يتطلب استخدام برامج محاكاة السوائل الحاسوبية (CFD) التي تحلل مليارات الاحتمالات لمسارات الهواء قبل بناء النموذج الأولي للسيارة.
إن الديناميكية الهوائية ليست مجرد فرع من فروع هندسة السيارات، بل هي لغة الحوار بين المركبة والمحيط الذي تتحرك فيه. تصميم الهيكل هو الأداة الأقوى التي يمتلكها المهندسون لتحقيق كفاءة طاقة استثنائية وتقليل استهلاك الوقود بشكل مستدام.
ADVERTISEMENT
في المستقبل، سنرى تصاميم أكثر غرابة وانسيابية، حيث ستختفي الخطوط الحادة لصالح المنحنيات الطبيعية التي تحاكي قطرة الماء، وهي الشكل الأكثر مثالية في الطبيعة لمواجهة مقاومة الهواء. العلم الكامن وراء هذه التصاميم يثبت أن كل مليمتر في شكل السيارة له وظيفة، وأن الجمال الحقيقي للسيارة يكمن في قدرتها على اختراق الهواء بأقل قدر من الجهد وأعلى قدر من الكفاءة.