اكتشاف نوع جديد من الكائنات الحية "يوصّل الكهرباء" كالأسلاك

اكتشف فريق دولي من العلماء بقيادة باحثين من جامعة ولاية أوريغون الأميركية، نوعًا من البكتيريا، يعمل كسلك كهربائي، مما قد يُمهّد الطريق لعصر جديد من الأجهزة الإلكترونية الحيوية المستخدمة في الطب والصناعة وسلامة الأغذية ومراقبة البيئة وتنظيفها.
يأتي هذا الاكتشاف في سياق جهود العلماء في اكتشاف الأنواع الحية الموصلة للكهرباء ومنها البكتيريا التي يمكنها نقل الإلكترونات وتوليد الكهرباء والتي تسمى بالبكتيريا الكهربائية أو بكتيريا الكابلات.
وتُوسّع الدراسة ، التي نشرت في دورية "بلايد أند إنفيرومنتال مايكرو بيولوجي" فهمنا للتنوع الجيني والشكليّ لبكتيريا الكابلات التي تمتلك "أيضا" فريدا يعتمد على التوصيل بعيد المدى، وتقدّم وصفًا شكليًا وجينوميًا مُفصّلًا لنوع جديد أطلق عليه تسمية "سي إيه. اليكتروتريكس ياكونينيز".
بكتيريا الكابلات
ويقول جيسبر فان ديك، الباحث في الجيولوجيا الحيوية، من جامعة أنتويرب البلجيكية والمشارك في الدراسة ، في تصريحاته للجزيرة نت: "إن بكتيريا الكابلات، هي عبارة عن كائنات دقيقة خيطية تُشكل سلاسل طويلة متعددة الخلايا قادرة على نقل الإلكترونات لمسافات تصل إلى سنتيمترات"
ويضيف "توجد هذه الكائنات في الرواسب البحرية ورواسب المياه العذبة، حيث تربط الطبقات السطحية الغنية بالأكسجين بالمناطق العميقة الغنية بالكبريتيد، حيث يسمح لها أيضها الفريد بـ"تنفس" الأكسجين عن بُعد، وذلك باستخدام خيوطها الموصلة لنقل الإلكترونات كما تفعل الأسلاك البيولوجية".
من ناحية أخرى قال المؤلف الرئيسي للدراسة "لي شنج"، باحث ما بعد الدكتوراه في كلية علوم الأرض والمحيطات والغلاف الجوي، جامعة ولاية أوريغون، في تصريحاته للحزيرة نت "من منظور الكيمياء الحيوية الكهربائية، يُمكن النظر إلى الرواسب المائية كمصفوفة مُعقدة، حيث تُدمج الجسيمات الخاملة، والمعادن النشطة في الأكسدة والاختزال، والمواد العضوية، والكائنات الدقيقة داخل شبكة مسامية غنية بالإلكتروليتات".
نوع خاص من الكهرباء
وبحسب الدراسة، فهناك أنواع متعددة من البكتيريا التي تمتلك خصائص وقدرات بكتيريا الكابلات، في توليد الكهرباء والإلكترونات لمسافات طويلة.
وفي هذا الصدد يقول الباحث المشارك في الدراسة، فيليب لي، الباحث من جامعة أنتويرب البلجيكية "تحتوي بكتيريا الكابلات على أكثر من 90 نوعًا مختلفًا، يُمكن تقسيم معظمها إلى جنسين مُحددين جيدًا وهما: جنس بحري يوجد في رواسب المياه البحرية، وجنس آخر يوجد في رواسب المياه العذبة، ويشترك النوع المكتشف حديثًا، في بعض المسارات الأيضية (مجموعة التفاعلات الكيميائية في خلايا الكائن)، التي توجد عادةً في جنس رواسب المياه البحرية ".
ويقول شنج "هناك أنواع أخرى من الكائنات الحية الدقيقة النشطة كهربائيًا لا تستطيع توصيل الإلكترونات إلى اختزال الأكسجين على مقياس السنتيمتر، ولكنها قادرة على بناء زوائد خلوية موصلة لتوصيل الكهرباء على مسافة مقياس الميكرومتر واختزال المعادن أو الإلكترونات المؤكسدة بكفاءة عالية"
ويضيف "كما تشمل بكتيريا الكابلات عدة أنواع، منها ما يعرف باسم بكتيريا "الجيو بكتر" وبكتيريا "شيوانيل"، وتتميز هذه البكتيريا بخصائصها المميزة، وقد استُخدمت في أجهزة هندسية مثل خلايا الوقود الميكروبية أو خلايا التحليل الكهربائي الميكروبية، إما لإنتاج الكهرباء أو غاز الهيدروجين من مياه الصرف الصحي ومجاري النفايات الأخرى".
وحول البكتيريا المكتشفة حديثا، يقول شنج "يتميز هذا النوع عن جميع أنواع بكتيريا الكابلات الأخرى الموصوفة من حيث إمكاناته الأيضية، والأيض هو مجموعة من التفاعلات الكيميائية في خلايا الكائن تحافظ على الحياة، وتحويل الغذاء (الوقود) إلى طاقة لتشغيل العمليات الخلوية، وبناء وحدات بناء للبروتينات والدهون، وغيرها من المركبات الخلوية "
ويوضح الفريق أن البكتيريا الجديدة تتميز بخصائص هيكلية مميزة، بما في ذلك نتوءات سطحية بارزة، يصل عرضها إلى 3 أضعاف تلك الموجودة في الأنواع الأخرى، التي تحتوي على ألياف عالية التوصيل مصنوعة من جزيئات فريدة من النيكل، كما تُمكّن هذه الألياف البكتيريا من نقل الإلكترونات لمسافات طويلة.
فوائد جمة
ويقول فان ديك، في تصريحاته للجزيرة نت "تُقدم بكتيريا الكابلات، في مقدمتها البكتيريا المكتشفة مؤخرًا إمكاناتٍ مثيرة في مجالات متعددة بفضل موصليتها الكهربائية الطبيعية"
ويوضح أنه في مجال الإلكترونيات، يلهم تطوير هذه البكتيريا مواد موصلة متوافقة حيويًا، وفي مجال العلوم البيئية، يُمكنها المساعدة في الكشف عن الملوثات ومعالجة الرواسب.
وإلى جانب ذلك تستطيع هذه البكتيريا نقل الإلكترونات لتنظيف الملوثات، مما يُمكّن من استخدامها لإزالة المواد الضارة من الرواسب، كما أن تصميمها لبروتين نيكل عالي التوصيل قد يُلهم ابتكارات جديدة في مجال الإلكترونيات الحيوية.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

الجزيرة

منذ 13 ساعات

• الجزيرة

توقعات العلماء.. هل سيكون 2025 العام الأكثر حرارة على الإطلاق؟

شهد العالم في عام 2024 درجات حرارة غير مسبوقة، فقد سجل أعلى متوسط شهري للحرارة على الإطلاق، وشهد ثلثا سطح الأرض شهرًا أو أكثر من درجات الحرارة القياسية، متجاوزة في بعض المناطق المعدلات السابقة بما يصل إلى 5 درجات مئوية.⁣ بعد انقضاء هذا العام الذي حطّم الأرقام القياسية في معظم القارات، يراقب علماء المناخ عام 2025 عن كثب، ليس فقط بسبب الحرارة، بل لأنه سيُمثّل اختبارًا حاسمًا لفهمنا لمدى سرعة ارتفاع درجة حرارة الكوكب. أرقام قياسية مفاجئة منذ بداية عام 2025، تحطمت بعض الأرقام القياسية السابقة، فقد سجلت درجات الحرارة العالمية في الربع الأول من هذا العام ثاني أعلى درجة حرارة مسجلة، مواصلةً بذلك موجة حر استثنائية بدأت في يوليو/تموز 2023. وفي فبراير/شباط الماضي، أفادت الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي في الولايات المتحدة أن الشهر الأول من عام 2025 كان أحر شهر يناير على الأرض في تحليلات بيانات الطقس العالمية التي تعود إلى عام 1850. وشهدت مساحات اليابسة العالمية أعلى درجات حرارة مسجلة في عام 2025، كما شهدت المحيطات العالمية ثاني أعلى درجات حرارة لها. كما صنفت وكالة ناسا، و خدمة كوبرنيكوس الأوروبية لمراقبة تغير المناخ ومنظمة "بيركلي إيرث" (منظمة غير ربحية مستقلة تُركز على تحليل بيانات درجة حرارة الأرض لأغراض علم المناخ)، يناير/كانون الثاني 2025 على أنه أحر شهر يناير على الإطلاق، بزيادة قدرها 1.59 درجة مئوية عن الفترة 1880-1899، وتجاوز الرقم القياسي السابق المسجل في يناير/كانون الثاني 2024 بمقدار 0.12 درجة مئوية. بالنسبة للعديد من علماء المناخ، مثل عالم الأرصاد الجوية المتخصص في الأعاصير جيف ماسترز، الذي شارك في تأسيس خدمة الطقس التجارية "ويزر أندرجراوند"، كان الرقم القياسي الجديد لشهر يناير غير متوقع، إذ تجاوز الرقم القياسي السابق المسجل العام الماضي، عندما أسهم التقلب المناخي الطبيعي في إحداث ظاهرة النينيو القوية، مما أدى إلى ارتفاع درجات الحرارة العالمية. وتشير ظاهرة النينيو المعروفة أيضًا بالتذبذب الجنوبي، إلى ظاهرة مناخية طبيعية تتكرر كل سنتين إلى 7 سنوات، وتستمر عادة من 9 إلى 12 شهرًا، ويصبح فيها سطح المياه في وسط المحيط الهادي الاستوائي وشرقه دافئًا إلى ساخن، ولذا تحدث تغيرات في أنماط الطقس التي تؤدي إلى ظواهر مثل الجفاف الشديد وحتى الأعاصير. وبالنسبة لعلماء آخرين، مثل نيك دانستون من مكتب خدمة الأرصاد الجوية الوطنية في المملكة المتحدة، فليس هذا رقما مفاجئًا بذلك المعنى، ويقول في حديثه للجزيرة نت "يأتي شهر يناير هذا العام بعد أن كان عام 2024 أحر عام على الإطلاق، كما أن هناك تقلبات أكبر في شهر واحد مقارنةً بالعام بأكمله". وأشار عالم المناخ برايان بريتشنايدر إلى أن أشهر يناير الثلاثة السابقة الأكثر دفئًا حدثت جميعها خلال أحداث النينيو، عندما أسهمت مياه المحيطات الدافئة في شرق المحيط الهادي في رفع درجة الحرارة العالمية بنحو 0.2 درجة مئوية. ولكن في يناير/كانون الثاني 2025، كانت درجات الحرارة أقل من المتوسط ​​في شرق المحيط الهادي، وذلك بسبب ما صنَّفته الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي على أنه نتيجة لظاهرة النينيا الضعيفة التي حدثت في كانون الأول/ ديسمبر 2024، وحلَّت محل ظاهرة النينيو، والتي تُخفّض درجات الحرارة العالمية قليلًا. ومن النادر تحطيم الرقم القياسي الشهري لدرجات الحرارة خلال ظاهرة "النينيا"، التي تُمثل مرحلة التبريد من دورة "التذبذب الجنوبي"، وتحدث عادةً كل 3 إلى 5 سنوات تقريبًا، ولكنها قد تحدث أحيانًا على مدار سنوات متتالية، وترتبط بالانخفاض الدوري في درجات حرارة سطح المحيط في وسط وشرق وسط المحيط الهادي الاستوائي. تقلبات مارس/آذار لم يكن يناير/كانون الأول الماضي الشهر الوحيد الذي حطَّم الأرقام لقياسية هذا العام، ففي مارس/آذار 2025، ظلت درجات الحرارة العالمية مرتفعة بشكل غير طبيعي، مسجلة ثاني أحر شهر مارس عالميًا، والأكثر حرارة في أوروبا على الإطلاق. وبلغ متوسط ​​درجة الحرارة العالمية 14.06 درجة مئوية، أي أعلى بمقدار 0.65 درجة مئوية عن متوسط ​​مارس للفترة 1991-2020، وأقل بمقدار 0.08 درجة مئوية فقط عن أعلى درجة حرارة مسجلة لشهر مارس/آذار عام 2024. ووفقًا لبيانات خدمة كوبرنيكوس لتغير المناخ، شهد مارس 2025 ثاني أعلى درجة حرارة لسطح البحر عالميًا خارج المناطق القطبية، حيث بلغت 20.93 درجة مئوية، أي أقل بقليل (0.12 درجة مئوية) من مارس/آذار 2024. وكانت درجات الحرارة في مارس/آذار الماضي مرتفعة على الرغم من ضعف ظروف ظاهرة النينيا خلال الشهرين الأولين من العام، والتي عادةً ما تؤدي إلى انخفاض درجات الحرارة، وقد بدأت متأخرةً كثيرًا عن التوقعات السابقة، بعد أن كان شهر يناير/كانون الثاني الأكثر حرارة في التاريخ المسجل. هذا يجعل مارس الشهر العشرين خلال الأشهر الـ21 الماضية الذي تجاوز فيه متوسط ​​درجة الحرارة العالمية عتبة 1.5 درجة مئوية التي تم تحديدها في قمة المناخ "كوب 21" لعام 2015، عندما وقّع 196 طرفًا على اتفاقية باريس. كما سجّل أبريل/نيسان الماضي ثاني أحر شهور أبريل عالميًا، حيث بلغ متوسط ​​درجة حرارة الهواء السطحي 14.96 درجة مئوية، أي أعلى بمقدار 0.60 درجة مئوية من متوسط ​​الفترة 1991-2020 لشهر أبريل، وأبرد بمقدار 0.07 درجة مئوية من أبريل/ نيسان 2024 القياسي، وأكثر دفئًا بمقدار 0.07 درجة مئوية من ثالث أعلى شهر في عام 2016. كانت فترة الـ12 شهرًا، من مايو/أيار 2024 إلى أبريل/ نيسان 2025، أعلى بمقدار 0.70 درجة مئوية عن متوسط ​​الفترة 1991-2020، وأعلى بمقدار 1.58 درجة مئوية عن مستوى ما قبل الصناعة. بالإضافة إلى الحر شبه القياسي، سجَّل جليد بحر القطب الشمالي في مارس/آذار أدنى مستوى شهري له منذ بدء تسجيلات الأقمار الصناعية قبل 47 عامًا، متجاوزًا أدنى مستوى سابق سُجّل عام 2017 بمقدار 150 ألف كيلومتر مربع. ويصل جليد بحر القطب الشمالي إلى أقصى مستوى له في مارس من كل عام، مما يجعل أقصى مستوى لهذا العام، هو الأدنى على الإطلاق في المنطقة. وكشفت البيانات الأولية الصادرة عن المركز الوطني الأميركي لبيانات الثلوج والجليد أن غطاء الجليد البحري في القطب الشمالي شهد انخفاضًا قياسيًا جديدًا بين يناير/كانون الثاني ومارس/آذار، وهو ثاني أدنى مستوى شهري مسجل لامتداد الجليد البحري في القارة القطبية الجنوبية في ذلك الوقت من العام. توقعات متباينة بدراسة العلاقة بين الأشهر الثلاثة الأولى من العام ودرجات الحرارة السنوية لكل عام منذ عام 1970، بالإضافة إلى ظروف ظاهرة النينيو، وتطورها المتوقع خلال الأشهر المتبقية، وضعت منصة "كاربون بريف" المتخصصة في علوم وسياسات تغير المناخ، توقعات لمتوسط ​​درجة الحرارة العالمية النهائية المُرجح لعام 2025. وتشير توقعات"كاربون بريف" إلى أن عام 2025 سيكون بالتأكيد أحد أكثر 3 أعوام حرارة، مع أفضل تقدير يُقارب درجات الحرارة العالمية في عام 2023. ومع ذلك، يفترض هذا النموذج أن عام 2025 سيتبع أنماط المناخ التي شوهدت في الماضي. واستنادًا إلى بيانات درجات الحرارة للأشهر الثلاثة الأولى من العام، تشير توقعات مكتب خدمة الأرصاد الجوية الوطنية في المملكة المتحدة إلى أن عام 2025 من المرجح أن يكون أحد أكثر الأعوام حرارة على الإطلاق، ليأتي بعد عامي 2023 و2024 مباشرة. أحد الأسباب الرئيسة وراء ذلك هو احتمالية أن تكون ظاهرة النينيا قصيرة الأجل على الأرجح، مع عدم استبعاد احتمال حدوث ارتفاع غير عادي في درجات الحرارة أو عودة ظاهرة النينيو، التي تُسبّب ارتفاعًا في درجات الحرارة العالمية وأنماطًا جوية غير متوقعة كما حدث في عامي 2024 و2023، وهذا يعني موجات حرّ أطول، وجفافًا أكثر، وهطول أمطار غزيرة في بعض المناطق. ويقول دانستون الذي قاد إنتاج توقعات خدمة الأرصاد الجوية الوطنية "يبدو أن الربع الأول من عام 2025 يُشير إلى أنه يسير على مسارٍ ليكون من بين الأعوام الثلاثة الأكثر دفئًا، على الرغم من أن الطريق لا يزال طويلًا، وكما هو الحال دائمًا، لا يُمكننا استبعاد ثوران بركاني كبير يُؤدي إلى تبريد الكوكب بشكلٍ مفاجئ". ردًا على هذه التوقعات، تقول جوليان ستروف، كبيرة العلماء في المركز الوطني الأميركي لبيانات الثلوج والجليد "من المستحيل التنبؤ بما إذا كنا سنحطم رقمًا قياسيًا آخر هذا العام. تحدث أشياء كثيرة في النظام المناخي، ويمكن للتقلبات الداخلية إما أن تزيد من الاحترار أو تبطئه". وتضيف في تصريحات للجزيرة نت "لست متأكدة من كيفية توقّع أن يكون هذا العام مشابهًا للعامين الماضيين، لا سيما وأنّ ظاهرة النينيو في مرحلة محايدة، ولكن من المرجح أنّه أن يستمرّ هذا الاتجاه". وتجدر الإشارة إلى أن الأشهر الثلاثة الأولى من عام 2025 قد لا تُمثل العام بأكمله، إذ إن ارتفاع معدلات الاحترار التاريخية يعني أن درجات الحرارة، مقارنةً بمستويات ما قبل الثورة الصناعية، تميل إلى الارتفاع في أشهر الشتاء (ديسمبر ويناير وفبراير) في نصف الكرة الشمالي. وتُشير تقديرات حديثة أخرى – مثل تلك التي نشرتها منظمة "بيركلي إيرث" – إلى أن احتمالية أن يسجل عام 2025 رقمًا قياسيًا جديدًا في درجات الحرارة تبلغ 34%، وهذا أقل بقليل من نسبة 38% المتوقعة في نهاية مارس/آذار الماضي، وأن يكون ثاني أكثر الأعوام حرارةً على الإطلاق بنسبة 46%. ومن المرجح أن يشهد ما تبقى من عام 2025 انخفاضًا طفيفًا عن درجات الحرارة المسجلة بين يناير/كانون الثاني ومارس/آذار. وإذا حدث ذلك، فمن المرجح أن يكون عام 2025 أقل دفئًا من الرقم القياسي المسجل في عام 2024. وفي حديثه لـ"الجزيرة نت"، يتوقع ماسترز، العالم الذي عمل سابقًا مع فريق رصد الأعاصير في الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي، أن يشهد عام 2025 موجات حرارة عالية، لكنه قد لا يتخطى الرقم القياسي لعام 2024، ويعود ذلك إلى أن هذا العام بدأ بظاهرة النينيو القوية، التي رفعت درجات الحرارة العالمية بشكل طفيف، ولكن من غير المتوقع أن يشهد ما تبقى من العام ظروف النينيو. ويستدل ماسترز على ذلك بقوله "شهد العام الماضي أكبر معدل زيادة لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، مما سيُبقي درجات الحرارة العالمية قريبة من مستوياتها القياسية، على الرغم من أن التقلبات الطبيعية ستُفضي إلى درجات حرارة أكثر انخفاضًا". اختبار حاسم لتغير المناخ بخلاف تلك التوقعات، ظهرت نظرية جديدة مثيرة للقلق في طليعة علوم المناخ لتفسير الارتفاعات المفاجئة في درجات الحرارة، وتتوقع أن يُصنّف عام 2025 من بين أشد الأعوام حرارة على الإطلاق رغم ظاهرة النينيا. في ورقة بحثية نُشرت مؤخرًا، جادل العالمان بوشكر خاريشا وجيمس هانسن من معهد الأرض بجامعة كولومبيا، بأنه من المتوقع أن يكون ارتفاع درجة الحرارة العالمية هذا العام مماثلا لارتفاع العام الماضي (العام القياسي) ما لم يحدث ثوران بركاني كبير يُبرّد الكوكب. يقول خاريشا، في حديثه للجزيرة نت "من السابق لأوانه التنبؤ بما إذا كان سيُسجل رقمًا قياسيًا جديدًا، ولكن كما أوضحتُ أنا وهانسن في منشور غير رسمي حديث، نتوقع أن يظل قريبًا جدًا من (أو ربما يتجاوز) الرقم القياسي المسجل في العام الماضي". بالإضافة إلى استمرار انبعاثات غازات الاحتباس الحراري الناتجة عن أنشطة الإنسان، يجادل خاريشا بأن هناك سببين رئيسين: أولًا، حساسية مناخ الأرض لزيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون الناجم عن الأنشطة البشرية في الغلاف الجوي، وثانيًا، الانخفاض الكبير في انبعاثات الهباء الجوي (الجسيمات الدقيقة في الغلاف الجوي) الناتجة عن صناعة الشحن العالمية، وهي مهمة للغاية ليس فقط لأنها تعكس ضوء الشمس، ولكن أيضًا لأنها تزيد من اتساع الغيوم وسطوعها". ويضيف "في أوراقنا البحثية الأخيرة، نقيِّم أن كلا العاملين (تأثير الهباء الجوي على الغيوم وحساسية المناخ) قد تم التقليل من شأنهما منذ فترة طويلة من قبل مجتمع علوم المناخ السائد، لذلك بالنسبة لنا، لم تكن درجات الحرارة المرتفعة الشهرية الأخيرة مفاجئة للغاية لأنها تتفق مع تحليلاتنا الأخيرة". ويجادل خاريشا بأن عام 2025 سيكون بمثابة "اختبار حاسم" لنظرياتهما حول تسارع الاحتباس الحراري، فإذا ظلت درجات الحرارة العالمية عند 1.5 درجة مئوية أو أعلى من مستويات ما قبل الثورة الصناعية -على الرغم من تلاشي ظاهرة النينيو- فسيؤكد ذلك حدوث تحول جوهري في ديناميكيات المناخ. من ناحية أخرى، إذا انخفضت درجات الحرارة بشكل ملحوظ في عام 2025، فهذا يشير إلى أن دورات الاحترار السابقة الناجمة عن ظاهرة النينيو لا تزال مهيمنة، وأن بعض الارتفاع الأخير في درجات الحرارة ربما كان مؤقتًا. على أي حال، هذا العام أكثر من مجرد عام حار آخر، إنه تجربة حاسمة لعلم المناخ. إذا كانت توقعات خاريشا صحيحة، فقد ندخل مرحلة جديدة خطيرة من تغير المناخ، حيث يستمر الاحتباس الحراري حتى بدون تأثير النينيو.

الجزيرة

منذ 18 ساعات

• الجزيرة

ابتكار لوحة شمسية داكنة من الخلايا الكهروضوئية

ابتكر فريق بحثي من جامعة ستانفورد الأميركية وحدة لإنتاج الكهرباء قادرة على العمل خارج الشبكة الكهربائية وأثناء الليل عندما تكون الألواح الشمسية التقليدية غير فعالة. وهو ما قد يشكل ثورة في مجال إنتاج الطاقة. وتُغطي الألواح الشمسية الليلية الفجوة خلال ساعات الليل أو فترات الظل التي لا تتوفر فيها أشعة الشمس، وبذلك يُمكن استخدام الطاقة الشمسية بسهولة أكبر في المناطق النائية ذات الغطاء السحابي المتغير أو التي لا تتمتع بأشعة الشمس المباشرة طوال الوقت. وجمع الفريق بين مولد كهربائي حراري والتبريد الإشعاعي، مما أدى إلى وحدة قادرة على إنتاج كثافة كهرباء ليلية تزيد عن واطيْن لكل متر مربع، وهو ما يفوق طاقة الرياح وطاقة الترددات الراديوية. ولا يشغل المولد الكهربائي الحراري سوى أقل من 1% من مساحة الوحدة، مما يجعل هذه المنصة عمليا في متناول الجميع اقتصاديا. وفي وقت لا تزال فيه لوحة الطاقة الشمسية الداكنة التي طورها الفريق في مرحلة التجربة والإثبات، يمكن أن يكون لها تطبيقات مهمة ومتعددة منها: -إنتاج الكهرباء ليلا خارج الشبكة. -مصدر الطاقة لأجهزة الاستشعار الزراعية والبيئية والأمنية. -مصدر طاقة للإضاءة. -مصدر طاقة للاتصالات الرقمية. واعتمد العلماء على مفهوم التبريد الإشعاعي الذي يحدث بشكل طبيعي عندما تتبدد الحرارة من السطح، وخاصة في الأمسيات الصافية، بينما ترسل الأرض طاقة الأشعة تحت الحمراء نحو الفضاء. ويحدَّد الفرق في درجة الحرارة الناتج بين الأجسام والهواء المحيط بها، ويمكن استخدامه لتوليد الكهرباء. وللتبريد الإشعاعي أيضا تطبيقات متنوعة في ضوء النهار، كما يتضح من نظام " سكاي كول سيستم" (SkyCool Systems) البديل الخالي من الطاقة لتكييف الهواء. وقد طوَّر مستخدمو المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ هذا المبدأ لاستخراج مياه الشرب في المناطق التي تعاني من الجفاف. وأضاف باحثو ستانفورد مولدات حرارية كهربائية إلى الألواح الشمسية التجارية المعدّلة لجمع الحرارة المُتبددة لإنتاج كميات صغيرة من الكهرباء القابلة للاستخدام، ونتج عن الألواح الشمسية الداكنة المُعدّلة 50 ملي واط (جزء من الألف من الواط) لكل متر مربع ليلا. وأشار شانهوي فان، قائد فريق البحث في جامعة ستانفورد، إلى أن إنتاج الطاقة متواضع للغاية، لكنه أكد أن وحدتهم تتمتع بإمكانيات تطوير كبيرة، ومع استمرارهم في تحسين تصميم الألواح وكفاءتها، قد يتمكنون من تلبية احتياجات الطاقة الليلية. وعمليا، قد تكون الطاقة الناتجة أقل من 200 واط لكل متر مربع من الألواح الشمسية التقليدية، إلا أنها لا تزال كافية للأجهزة الصغيرة مثل مصابيح "ليد" (LED) وأجهزة الاستشعار البيئي. وفي الأمسيات الصافية، يمكن للألواح الشمسية المظلمة أن تصل إلى درجات حرارة أقل بعدة درجات من الهواء المحيط، مما يُهيئ الظروف المناسبة لإنتاج الكهرباء. يستند هذا المبدأ إلى تقنيات التبريد القديمة، ويُشير إلى كيف يُمكن للفيزياء التقليدية أن تُنير حلول الطاقة الحديثة. يتجاوز الابتكار الواعد للألواح الشمسية الداكنة مجرد توليد الكهرباء، إذ يعيش حوالي 770 مليون شخص بدون كهرباء، وستوفر هذه الألواح حلولا أساسية للإضاءة والطاقة لمن يعيشون في مناطق نائية للغاية. كما سينخفض الاعتماد على البطاريات، التي عادة ما تكون باهظة الثمن ومُلوِثة للبيئة بسبب استخراج المعادن. كما أن القدرة على تشغيل أجهزة الاستشعار البيئي، وأجهزة إنترنت الأشياء، وغيرها من المعدات منخفضة الطاقة بدون بطاريات تقلل من إجمالي البصمة الكربونية لإنتاج البطاريات والتخلص منها.

الجزيرة

منذ يوم واحد

• الجزيرة

ما سر الحشرة الزومبي التي تخرج بالملايين في أميركا كل 17 سنة؟

كشفت صحيفة لوباريزيان الفرنسية أن الحشرة الغريبة ذات العينين الحمراوين والجناحيين البرتقاليين، والمعروفة بحشرة "الزّيز الزومبي"، لا تزال تشكل لغزا كبيرا في الولايات المتحدة، إذ لا تخرج من باطن الأرض إلا كل 13 أو 17 عاما. ونقلت الصحيفة عن قناة فرانس إنفو أن حشرة الزّيز تخرج بالملايين لأجل التكاثر، مما يعطي انطباعا وكأنها عادت من بين الأموات. وأضافت أن هذه الحشرات تطير إلى الأشجار للتكاثر خلال فترة تمتد من 4 إلى 6 أسابيع، ثم سرعان ما تموت. وذكرت لوباريزيان أن صحيفة "يو إس أي توداي" نقلت عن البروفيسور جين كريتسكي -من جامعة ماونت سانت جوزيف في سينسيناتي- قوله إن خروج معظم حشرات الزّيز قد يستغرق نحو أسبوعين كاملين، وبمجرد أن تبدأ في الظهور في مكان معين، يبدأ العد التنازلي لنهاية نشاطها في الخارج. وحسب الصحيفة الفرنسية، فظهور هذا النوع -الذي لا يعيش إلا في أميركا الشمالية- قد يكون متزامنا. ففي عام 2024، خرجت مجموعتان مختلفتان -إحداهما تظهر كل 13 سنة، والأخرى كل 17 سنة- في الوقت نفسه. وهي ظاهرة لا تحدث إلا مرة كل نحو 220 عاما. وأوضحت الصحيفة أن طول فترة غياب هذه الحشرة في باطن الأرض فسره العلماء بأنها إستراتيجية خاصة لتفادي المخاطر إذ تبقى فريسة مفضلة للطيور والفئران والسحالي. ولذلك، فهي تخرج بأعداد هائلة في فترات متباعدة جدا (كل 13 أو 17 سنة)، لتفوق قدرة المفترسين على التهامها جميعا، مما يضمن بقاء عدد كبير منها. وقالت لوباريزيان إن الإناث قد تتسبب في بعض الأضرار في نهايات الأغصان عند وضع البيض، لكن ذلك لا يقتل الشجرة، بل على العكس، قد تؤدي هذه العملية الطبيعية إلى ازدهار أجمل في السنة التالية.