شاهد.. السلاحف تتذكر الخرائط المغناطيسية للأرض وتعلّمها "برقصات مميزة"

أظهرت دراسة جديدة أول دليل ملموس على أن السلاحف البحرية من نوع "اللوجرهيد" تستطيع تعلم وتذكر الحقول المغناطيسية الفريدة للمواقع الجغرافية المختلفة، وتقوم برقصة عندما تكون في مكان يرتبط بالطعام.
ويسلط هذا الاكتشاف الضوء على كيفية تنقل هذه الحيوانات المهاجرة لمسافات شاسعة عبر المحيطات للوصول إلى مواقع التغذية والتكاثر المحددة.
وتشير نتائج الدراسة التي نشرت في 12 فبراير/شباط في مجلة "نيتشر" إلى أن السلاحف البحرية تمتلك حاستين مغناطيسيتين متميزتين تعملان بطرق مختلفة لاكتشاف المجال المغناطيسي للأرض، مما يمكنها من تطوير خريطة داخلية لمحيطها.
وهذا مقطع فيديو قصير وثقه الباحثون للرقصات المميزة لسلاحف اللوجرهيد عندما تكون في مكان يرتبط بالطعام:
طفرة في فهم هجرات السلاحف
تعرف سلاحف "اللوجرهيد" بهجراتها الطويلة المدى، والتي يعتقد العلماء منذ فترة طويلة أنها موجهة بواسطة خريطة مغناطيسية داخلية.
تساعد هذه الخريطة السلاحف على اكتشاف التغيرات في المجال المغناطيسي للأرض وتحديد موقعها بدقة. لكن حتى الآن، لم يتم إثبات أن هذه السلاحف يمكنها تعلم وتذكر الحقول المغناطيسية المرتبطة بالمواقع المهمة.
تقول المؤلفة الرئيسة للدراسة "كايلا جوفورث"، وهي باحثة ما بعد الدكتوراه في علم الأحياء في جامعة نورث كارولينا في تشابل هيل: "بحثنا لأول مرة فيما إذا كان بإمكان الحيوانات المهاجرة تعلم التعرف على التوقيعات المغناطيسية للمناطق الجغرافية المختلفة. لطالما اشتبه العلماء في أن الحيوانات يمكنها حفظ المعالم المغناطيسية، لكن هذه هي أول إثبات علمي على تلك القدرة".
ومن خلال تجارب محكمة، أظهر الباحثون أن سلاحف "اللوجرهيد" تستطيع تعلم وتذكر الحقول المغناطيسية للأماكن التي تجد فيها الطعام. وهذا يعني أن السلاحف قد تستخدم هذه المعلومات المكتسبة للعودة إلى مناطق التغذية المحددة، مما يفسر دقتها المذهلة في التنقل لمسافات طويلة. كما أن لهذه النتائج تأثيرا واسع النطاق، إذ يمكن أن تنطبق على العديد من الأنواع المهاجرة التي تعتمد على المجال المغناطيسي للأرض في تحركاتها، وفقا لتصريحات "جوفورث" لـ"الجزيرة نت".
تضيف الباحثة أن "القدرة على التمييز بين الحقول المغناطيسية لمناطق جغرافية مختلفة تفسر كيف يمكن للعديد من الحيوانات -وليس فقط السلاحف البحرية- أن تسافر لمسافات طويلة وتعود إلى مواقع محددة بدقة".
حاستان مغناطيسيتان
تتناول الدراسة أيضا الآليات التي تستخدمها السلاحف البحرية في إدراك واستخدام الحقول المغناطيسية. وتشير النتائج إلى أن تنقلها يعتمد على نظامين منفصلين: أحدهما يعمل كبوصلة، لمساعدتها على الحفاظ على الاتجاه، والآخر كخريطة تمكنها من التعرف على المواقع المحددة. ويعد هذا الاكتشاف خطوة كبيرة إلى الأمام في فهم كيفية تفاعل الحيوانات مع المجال المغناطيسي للأرض.
"يوفر هذا الاكتشاف رؤى جديدة ليس فقط حول كيفية تنقل السلاحف، ولكن أيضا حول كيفية تكوين وتحديث خرائطها الداخلية. إذ إن من المدهش أن هذه الحيوانات يمكنها الوصول إلى معلومات غير مرئية بهذه الدقة لتوجيه رحلاتها"، وفق ما أوضحت جوفورث.
وتضيف الباحثة أنه إلى جانب أهميته العلمية، يمكن أن يساعد هذا البحث في جهود الحفاظ على البيئة وتطوير التكنولوجيا. فقد يسهم فهم كيفية اكتشاف السلاحف للمجالات المغناطيسية وتفسيرها في تقليل الاضطرابات التي تسببها الهياكل التي يصنعها الإنسان، مثل خطوط الطاقة ومزارع الرياح البحرية، والتي قد تؤثر على الإشارات المغناطيسية الطبيعية.
وتضيف جوفورث: "علاوة على ذلك، قد تلهم هذه النتائج تطوير تقنيات ملاحة جديدة مستوحاة من الطبيعة، خاصة في إنشاء أنظمة تعتمد على الإشارات المغناطيسية في التوجيه. ومن خلال كشف القدرات الخفية للسلاحف البحرية، تفتح هذه الدراسة الباب أمام تساؤلات جديدة حول كيفية تنقل الأنواع المهاجرة الأخرى، ومدى تأثير الأنشطة البشرية على بقائها".

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

أخبار قطر

٠٢-٠٥-٢٠٢٥

• أخبار قطر

تأثير البلاستيك في المحيطات: خريطة ونتائج صادمة

تعتبر مشكلة تلوث البلاستيك البحري قضية عالمية ملحة، حيث يدخل ما بين 9 و14 مليون طن متري من البلاستيك إلى المحيطات سنوياً. وعلى الرغم من أن البحث السابق تركز على المياه السطحية، إلا أن دراسة جديدة نشرت في مجلة 'نيتشر' جاءت تكشف عن خريطة عالمية لتوزيع البلاستيك الدقيق في البحار. في هذه الدراسة، جمع الباحثون البيانات من أعماق البحار في 1885 نقطة بين عامي 2014 و2024، لرسم خريطة لأنماط توزيع البلاستيك الدقيق وتقييم آليات النقل المحتملة. وتبين أن جزيئات البلاستيك الدقيقة، التي يتراوح حجمها بين ميكرون و5 مليمترات، تشكل الغالبية العظمى من القطع البلاستيكية المكتشفة، وتمثل مخاطر جسيمة على صحة المحيطات. وأظهرت الدراسة أن الجسيمات البلاستيكية الدقيقة ليست ملوثات سطحية فقط، بل هي متأصلة بعمق في بنية المحيط، وتتحرك بشكل مختلف حسب حجمها. وبحسب الدراسة، فإن الجسيمات الأصغر تنتشر بشكل أكثر توازناً وتخترق أعماق المحيط، بينما تتركز الجسيمات الأكبر قرب السطح. تشير البحوث إلى أن البلاستيك الدقيق أصبح جزءاً مهماً من دورة الكربون في المحيط، مما يؤثر على العمليات البيوكيميائية والنظم البيئية البحرية. كما حدد الباحثون أكثر من 56 نوعاً من البوليمرات البلاستيكية في قاعدة بياناتهم. وتشير الدراسة إلى أن البلاستيك الدقيق يتحرك عبر المحيطات ويتفاعل مع العمليات الطبيعية، مما يمكن أن يؤثر على كيفية عمل المحيطات وقدرتها على إزالة الكربون من الغلاف الجوي. وبينت الدراسة أيضاً وفرة البلاستيك الدقيق في مياه عميقة، مما يشير إلى أهمية التصدي لهذه المشكلة بشكل شامل. بالنظر إلى هذه الدراسة، يبدو أن تلوث البلاستيك البحري ليس مجرد قضية محلية، بل هو تحدي عالمي يتطلب تعاوناً دولياً للتصدي له. إن الحفاظ على المحيطات والبيئة البحرية يعتبر مسؤولية مشتركة يجب على الجميع المساهمة فيها.

الجزيرة

٢٩-٠٤-٢٠٢٥

• الجزيرة

اكتشاف 12 حالة كمومية جديدة بخصائص غير مسبوقة

أعلن فريق من الباحثين من جامعة كولومبيا عن اكتشاف نحو 12 نوعا جديدا من الحالات الكمومية، مما يضيف مجموعة مثيرة من الظواهر إلى ما يسميه العلماء بـ"حديقة الحيوانات الكمومية"، ونُشرت تفاصيل هذا الاكتشاف في دراسة حديثة بدورية "نيتشر". تقول ييبينغ وانغ، الباحثة في قسم الكيمياء بجامعة كولومبيا، والمؤلفة الرئيسية للدراسة، في تصريحات حصرية للجزيرة نت: "اكتشاف هذا العدد الكبير من الحالات الجديدة أمر بالغ الأهمية، لأنه يوسع بشكل كبير معرفتنا بالحالات الكمومية ويضم مجموعة جديدة لـ "حديقة الحيوان الكمومية" للدراسة، هذا بدوره سيفتح آفاقا جديدة للفهم الأساسي للمواد الكمومية ولتطبيقات مستقبلية مثل تطوير أجهزة كمومية أكثر كفاءة". المفتاح الملتوي للاكتشاف ركز الباحثون عملهم على مادة مكونة من طبقتين رقيقتين تعرف باسم "ثاني تيلورايد الموليبدينوم"، حيث تلتوي كل منهما بزاوية صغيرة جدا بالنسبة للأخرى، مما خلق نمطا شبكيا يُعرف باسم "نمط مواريه"، وهو مسؤول عن نشوء خصائص إلكترونية فريدة لا تظهر في المواد التقليدية. تخيل الأمر كأنك تمرر شبكتين رقيقتين فوق بعضهما بشكل غير متواز، صانعا زاوية صغيرة بينهما. سيشكّل مرور الشبكتين أنماطا مثيرة وغريبة أمام عينيك، لكن الأغرب مما يتشكل أمامك هو ما ينتج عن هذا التراكب غير المثالي، حيث تتشكل مناطق تكون فيها الذرات متطابقة، أي فوق بعضها، وأخرى تكون في إزاحة أي بعيدة عن بعضها، مما يؤدي إلى ظهور نمط تكراري جديد أكبر، وهذا هو نمط مواريه. ولأن الطبقتين اللتين تتحركان هما بسُمك ذرة واحدة تقريبا، أي مواد ثنائية الأبعاد، يؤدي ذلك إلى انجذاب الإلكترونات أكثر نحو الذرات عندما تتراكب في بعض المناطق، وفي مناطق أخرى تجد طاقة حركة الإلكترونات أقل أو مختلفة. تقول ييبينغ: "في المواد التقليدية، عادة ما تتموضع الإلكترونات حول الذرات في مواضع الشبكة البلورية. أما في دراستنا، فالحالة الكمومية تشير إلى الطريقة المتميزة التي تنتظم بها الإلكترونات داخل طبقات ثنائية من مادة ثاني تيلورايد الموليبدينوم الملتوية بتشكيل نمط مواريه". وتضيف: "هذه الإلكترونات تكون مرتبطة ارتباطا قويا ببعضها، مما يؤدي إلى سلوكيات غريبة، مثل تشكيل بلورات إلكترونية أو إظهار خصائص طوبولوجية معقدة لا يمكن تفسيرها وفقا للنماذج التقليدية لجسيمات مفردة". كشف الحالات الخفية في هذا البحث الجديد، استخدم الفريق طريقة متقدمة تسمى "مطيافية الضخ والرصد"، حيث تُحدث نبضة ليزر (مضخة) اضطرابا طفيفا في النظام أولا، ثم تقيس نبضة أخرى (راصد) كيفية استجابة النظام بمرور الوقت. تشرح ييبينغ أهمية هذه الطريقة قائلة: "عادة، تكشف القياسات البصرية أو الكهربائية الساكنة فقط عن الأطوار الكمومية المكتملة والقوية. أما باستخدام مطيافية الضخ والرصد، فنحن نحفز النظام بطريقة خفيفة جدا ونرصد استجابته الفورية، مما يمكننا من كشف الحالات الدقيقة والخفية التي كانت تتلاشى أو 'تذوب' قبل أن نتمكن من رصدها بالطرق التقليدية". كما تسمح تلك الطريقة بالكشف الخالي من التشويش الخلفي، حيث يتم تسجيل التغيرات في المناطق التي تحتوي على ترتيب كمومي أو ارتباط قوي فحسب. ويتمثل أحد أبرز جوانب هذا الاكتشاف في أن بعض هذه الحالات الكمومية الجديدة المكتشفة قد تكون اللبنات الأساسية للحواسيب الكمومية الطوبولوجية، وهي نوع نظري من الحواسيب يعد بأن يكون أكثر مقاومة للأخطاء التي تعاني منها الحواسيب الكمومية الحالية. تقول ييبينغ: "على عكس الكيوبتات التقليدية التي يمكن أن تتعرض بسهولة للضوضاء الطفيفة، فإن الكيوبتات الطوبولوجية المستقبلية ستتطلب تغييرات كبيرة وشاملة لإفسادها، مما يجعلها أكثر مقاومة طبيعيا للأخطاء". حواسيب خارقة على مرأى البصر تخزن الحواسيب العادية المعلومات وتدير العمليات باستخدام قيم ثنائية رقمية وهي الصفر والواحد، وهو ما يُعرف باسم النظام الثنائي، وكل ما يعمل على حواسيبنا وهواتفنا المحمولة الحالية، بل والذكاء الاصطناعي بقدراته المذهلة مدينة لهذا النظام الثنائي بالفضل. تأتي الحواسيب الكمومية بأنظمة تسمح بالحالتين، الصفر والواحد في الوقت نفسه، بما يسمى بالتراكب الكمي فيما يعرف بالبتات الكمية أو الكيوبت. وعلى قمة تلك الأنظمة هي الحواسيب الكمومية الطوبولوجية من حيث الثبات والاستقرار ومقاومة الضوضاء. تشرح ييبينغ الفرق قائلة: "الحواسيب الكمومية الطوبولوجية هي بمثابة أجهزة خارقة تخزن المعلومات داخل حالات كمومية خاصة محمية بواسطة طوبولوجية النظام، بدلا من أن تعتمد ببساطة على القيم الثنائية 0 و1. هذا يعني أن المعلومات تكون مشفرة بطريقة تجعلها محصنة ضد الأخطاء الصغيرة أو الاضطرابات المحلية". أحد أكبر التحديات التي لطالما واجهت تطوير الحواسيب الكمومية الطوبولوجية هو أن الحقول المغناطيسية المطلوبة لتحقيق بعض الحالات الكمومية تسبب مشكلات تستعصي على الحل. لكن في هذا الكشف الجديد، تمكن الباحثون من إيجاد حالات كمومية جديدة دون الحاجة إلى حقل مغناطيسي خارجي. تقول ييبينغ: "في الماضي، كان استخدام المغناطيس ضروريا لإنشاء بعض الحالات الكمومية الطوبولوجية، لكن المغناطيس يعطل المواد فائقة التوصيل (اللبنات الضرورية للبيئة اللازمة لتكوين الحالات الكمومية). باستخدام المواد الملتوية مثل ثاني تيلورايد الموليبدينوم، نستفيد من الحقول المغناطيسية الداخلية الناتجة عن بنية مواريه نفسها، مما يلغي الحاجة إلى مغناطيس خارجي". تطبيقات واعدة هذا التطور يفتح المجال لتصميم حواسيب كمومية طوبولوجية أكثر استقرارا وكفاءة. وفي المرحلة القادمة، يخطط الفريق لدراسة طبيعة هذه الحالات الكمومية الجديدة بمزيد من التفصيل، وفهم خصائصها الفردية ومدى قابليتها للتطبيق العملي في مجال الإلكترونيات الكمومية والحوسبة. كما يأمل الباحثون أن تلهم تقنيتهم، القائمة على مطيافية الضخ والرصد، باحثين آخرين في جميع أنحاء العالم لاستكشاف مزيد من الحالات الكمومية المخفية في مواد أخرى. في النهاية، يبدو أن "حديقة الحيوانات الكمومية" لا تزال تخبئ المزيد من المفاجآت المثيرة في أقفاصها الذرية الخفية للعلماء والمهندسين على حد سواء، ومع كل اكتشاف جديد، نقترب خطوة إضافية نحو تسخير عجائب ميكانيكا الكم في حياتنا اليومية.

الجزيرة

٢٩-٠٤-٢٠٢٥

• الجزيرة

كيف تلاعب العصر الجليدي الأخير بصفائح الأرض التكتونية؟

يعتقد كثير من الناس أن تحركات القارات وانشقاق قاع المحيطات هي عمليات بطيئة تحدث على مدى ملايين السنين. لكن دراسة جديدة أجراها عالمان من جامعة كولورادو بولدر بالولايات المتحدة، كشفت أن هذه العمليات قد تتأثر أيضا بتغيرات سريعة في مناخ الأرض، مثل ذوبان الكتل الجليدية الضخمة. فمنذ حوالي 10 آلاف عام، عندما بدأ العصر الجليدي الأخير في الانتهاء، ذابت كتل جليدية هائلة كانت تغطي أجزاء واسعة من أميركا الشمالية، وتدفقت كميات هائلة من المياه إلى المحيطات. وبحسب الدراسة التي نشرت في مجلة "نيتشر"، فإن هذا الذوبان أدى إلى تسريع حركة الصفائح القارية. ويقول الباحث الرئيسي بالدراسة "تاو يوان" -طالب الدراسات العليا بقسم الفيزياء في جامعة كولورادو بولدر- في تصريحات لـ"الجزيرة نت": "عندما قل حجم الجليد بشكل كبير، تسبب ذلك في حركة ضخمة في قشرة الأرض. كان العلماء يعرفون أن ذوبان الجليد يؤدي إلى ارتفاع الأرض، لكن ما وجدناه هو أن الصفائح تحركت أفقيا أيضا بشكل ملحوظ." ارتفاع البحر وتحرك اليابسة اعتمد المؤلفان على نماذج حاسوبية لمحاكاة ما حدث للأرض قبل حوالي 26 ألف سنة. ففي ذلك الوقت، كانت قارة أميركا الشمالية مغطاة بطبقة جليدية تعرف باسم "لوغرانتايد"، امتدت حتى ولاية بنسلفانيا الحالية. ومع بدء الذوبان، ارتفع منسوب مياه البحر بمعدل سنتيمتر واحد سنويا حول العالم، ولكن لم يكن هذا هو التغيير الوحيد، وفقا للدراسة، إذ أظهرت النماذج أن القارة الأميركية تحركت أفقيا بسرعة زادت بنسبة 25%، بينما تسارع التمدد عند منتصف المحيط الأطلسي بنسبة وصلت إلى 40% بين عامي 12 ألفا و6 آلاف قبل الميلاد. وأوضح "يوان" أن هذه النتائج تتحدى الفكرة السائدة بأن تحركات الصفائح الأرضية تحدث فقط بسبب حرارة باطن الأرض، قائلا: "كنا نعتقد لوقت طويل أن العمليات مثل انقسام قاع المحيط وانجراف القارات تتم على مدى ملايين السنين بفعل محرك الأرض الداخلي. وهذا لا يزال صحيحا، لكننا نظهر الآن أن ذوبان الجليد يمكنه أيضا التسبب بحركات كبيرة خلال فترة قصيرة نسبيا، مثل 10 آلاف سنة". نشاط بركاني في آيسلندا لم يقتصر تأثير ذوبان الجليد على تحرك القارات فقط، بل امتد ليشمل النشاط البركاني أيضا، خاصة في آيسلندا التي تقع فوق منطقة من قاع المحيط تعرف بـ"منتصف الأطلسي"، حيث تندفع الصهارة من باطن الأرض إلى السطح، مكونة أراضي جديدة. ويشير الباحثان إلى أن نهاية العصر الجليدي شهدت نشاطا بركانيا مكثفا في آيسلندا، ربما كان سببه ذوبان الجليد من غرينلاند المجاورة، والذي ساعد على تعزيز التمدد في قاع المحيط، مما سمح للصهارة بالخروج بسهولة أكبر. ويقول "يوان": "قد يكون نمط النشاط البركاني في آيسلندا خلال تلك الفترة ناتجا جزئيا عن ذوبان الجليد الذي درسناه". وعلى الرغم من أن ذوبان الجليد الحالي في غرينلاند وغرب القارة القطبية الجنوبية لا يؤثر بعد على حركة القارات، فإن الباحثين يحذرون من أن استمرار هذا الذوبان بوتيرة متسارعة قد يؤدي إلى نتائج مشابهة في المستقبل، خاصة في المناطق القريبة من منتصف المحيطات. ويؤكد الباحث الرئيسي في الدراسة أن صفائح الجليد في غرينلاند وغرب أنتاركتيكا ما زالت تذوب، ومن ثم، يعتقد الباحثان أن هذا الذوبان قد يعزز تمدد قاع المحيط وزيادة النشاط البركاني في المستقبل. ويضيف أن الدراسة تسلط الضوء على الروابط العميقة والمعقدة بين المناخ والنشاط الجيولوجي، وتؤكد أن تغير المناخ لا يقتصر على الطقس ودرجات الحرارة، بل يمتد ليشمل أعماق الأرض نفسها.