اكثر من مليون معلومة قيمة

لماذا تتساقط أوراق الأشجار؟
قليلة هي عجائب الطبيعة التي تضاهي ورق الأشجار ورعة وجمالا وتعقيدا . لكنها أروع من أن تكون مجرد قطعة جميلة . إنها تحفة من تحف الهندسة الطبيعية التي تطورت عبر ملايين السنين ، تصنع الطعام للنبات الذي يحملها وتؤمن الغذاء لجميع حيوانات الأرض وللبشر أيضا.

والأوراق هي الأجزاء المتفرعة من الجذع أو الساق ، تتكون من نفس الألياف والأنسجة التي يتطور منها البرعم . وتتكون ورقة النبتة من سطح أخضر عريض متباين الأشكال ، يرتبط بالساق بعرق صغير . يتفرغ داخل سطح الورقة مجموعة من العروق المتفرعة نحو الخارج ، التي تنقل المواد الغذائية إلى أنسجة الورقة ، وتدعمها كما تدعم الضلوع جسم الإنسان.

وتعرف هذه العملية باسم " عملية البناء الضوئي " التي تعتبر المفتاح الرئيسي لقدرة النبتة على إنتاج الطعام . وتتكون جميع النباتات من ] اليخضور[ الكلوروفيل ، وهي صبغة خضراء تمتص أشعة الشمس ، وتمكن النبات من بناء الكربوهيدرات من ثاني أوكسيد الكربون الجوي ومن الماء .

وتذهب كل هذه المواد الكيميائية إلى البناء الداخلي للورقة ، التي تحميها طبقة من الجلد النباتي ، وهو مرتبط بجلد الساق ، مما يمنع دخول أي عنصر مؤذي من الخارجي .

ويحتوي الجزء الداخلي من الورقة خلايا طرية الجدران . يتكون خمسها من مادة الكلوروبلاست الذي يحتوي على مادة الكلوروفيل التي تمتص ضوء الشمس . وتفرز هذه الخلايا الإنزيمات – وهي البروتينات التي تفرزها الخلايا الحية – والتي تمثل المادة المحفزة في التفاعل الكيميائي الذي تعتمد عليه حياة النبتة .

وعند بدء عملية البناء الضوئي ، تقوم هذه الأنزيمات بالتعاون مع طاقة أشعة الشمس بكسر الماء إلى عنصرين هامين وهما الهيدروجين والأوكسجين . وينطلق الأوكسجين الناتج عن عملية البناء الضوئي ثغرات خاصة موجودة على سطح ورقة النبات ، ليحل مكانه الأوكسجين الذي امتصته النبتة أثناء عملية التنفس . وفي نفس الوقت ، فإن الانزيمات تتحد مع الهيدروجين المنطلق من الماء ومع ثاني أوكسيد الكربون لتكون الكربوهيدرات التي تعتبر أساس حياة النباتات والحيوانات وبالتالي الإنسان . لذا ، يمكننا أن نقول أن التفاعل الكيميائي الذي يحدث داخل الورقة ، وهو عنصر حيوي جدا للحياة على الأرض . وهنا نعود إلى سؤالنا الأصلي حول سبب تساقط أوراق الأشجار في فصل الخريف . وتحدث هذه الظاهرة مرة في السنة في الأشجار الموسمية وكل سنتين أو ثلاثة في الأشجار الدائمة الإخضرار.

وستجد الإجابة عن السؤال ، في أولويات في حياة الورقة . فرغم أنها تشارك بدور فعال في العالم المحيط بها ، إلا أن واجبها الرئيسي هو في دعم أمها الشجرة ، وعلى الأخص في مرحلة معينة من النمو ، حين لا تكون الشجرة قادرة على امتصاص الغذاء الكافي لها من التربة . ورغم أن عملية إنتاج السكر تستمر باستمرار حياة النبتة ، إلا أنها لا تكون ضرورية جدا في طور النمو.

إن تساقط الأوراق في مختلف أنواع الأشجار ، يحدث بسبب ضعف المنطقة التي تربط الأوراق بساق النبتة أو البرعم . وتأخذ الطبيعة مجراها فيتم سقوط الأوراق عندما يصبح النهار قصيرا فتبطئ عملية البناء الضوئي وتقل كمية الضوء الواصلة إلى الأوراق .وعندما يحدث ذلك ، تتكون خلايا طرية عبر قاعدة العنق الواصل بين الورقة والساق ، فتسقط الورقة . ويلتئم الجرح بسرعة لأن الخلايا الطرية تفلق الساق الجريح وتحول دون فقدان المزيد من المواد الغذائية ، وهو أمر خطير في أشهر الشتاء الباردة والتي يقل فيها الضوء والغذاء .

لماذا تقوم دودة الخشب بمهاجمة الأنواع القديمة من الخشب الرقائقي وتتجنب الأنواع الحديثة؟

كانت المحاولات الأولى لصنع الخشب الرقائقي ( وهو عبارة عن طبقات مغراة من الخشب مضغوطة فوق بعضها البعض لتشكل قطعة واحدة من الخشب دون ظهور ما يمسكها ) سيئة من ناحية القوة والقدرة على التماسك وتحمل الاستخدام . وكانت عرضة دائما لغزو دود الخشب . أما الأنواع الحديثة التي ظهرت في بداية الستينات كانت رائعة وقوية ولا تعاني أي مشاكل . فما هو السبب ؟

كان النجارون يستخدمون في ما مضى أنواعا عديدة من الغراء المستخرج من منتجات حيوانية ، واحد اشهر الأنواع المستخدمة في صنع الأدوات الخشبية ، كان مستخرجا من الحليب . واشهر نوع آخر من الغراء ، كان يستخرج من طهي عظام الحيوانات (الماشية) وغليها جيدا مع الماء . هنا ندرك سبب مشاكل الأخشاب فيما بعد . لأن الغراء فيها كان يمتص الماء بقوة شديدة ، الأمر الذي يفسد القطعة المصنوعة من الخشب الرقائقي .

لكن ماذا عن دودة الخشب؟

دودة الخشب هي العدو اللدود للمفروشات الخشبية ، حيث يؤدي وجودها الى تخريب كبير في جذوع الأشجار المقطوعة المكونة للقوارب والاطواف والمفروشات المنزلية . وهذه الديدان لا تلتهم مفروشاتك نتيجة حقد مسبق ، لكنها تفعل ذلك لتوليد طاقة كافية لتعيش وتتكاثر بحيث تناضل لبناء المواد الغذائية التي تحتاجها .

ومن بين أهم المجموعات الغذائية التي تحتاجها هي مركبات النيتروجين المكونة لبروتينات البناء . وتفتقر الأخشاب الى هذا النوع ، لذا تضطر الدودة الى التهام كمية كبيرة من الخشب نسبة الى حجمها طبعا . وبشكل عام ، فإن دود الخشب يلتهم أي نوع من الأخشاب ، قاسيا كان أم هشا ، وبالطبع فإن الطاقة الكبيرة التي تنفقها الدودة في التهام الخشب القاسي يقابلها كمية اكبر من المجموعات الغذائية التي تأخذها . ولو أن الأمر كان بهذا الشكل ، لتخصص الدود في أنواع معينة من الأخشاب ، بسبب ما تقدمه من مواد غذائية . لكن الحقيقة تختلف ، فدود الخشب يتبع قواعد عامة . ومع تدخل الإنسان عند صنع الخشب الرقائقي واستخدام الغراء الحيواني الأصل اصبح يقدم للدود بروتينا هاما جاهزا للالتهام . فلا عجب أن ينجذب الدود نحو هذا النوع . فلا بد أن الأمر كان بالنسبة لهم مساويا لمنظر طبق به شريحة لحم مشوية أمام إنسان جائع جدا .

لكن للأسف لا يوجد ما يسمى بالطعام المجاني ، إذ أن الوضع لا يستمر الى الأبد . ومع زيادة استخدام أنواع الغراء الصناعية المعقدة بدءا من الستينات ، فإن الأنواع الجيدة من الخشب الرقائقي أصبحت ممتازة من ناحية المتانة ومقاومة الماء وفي الوقت نفسه ، فإن دود الخشب فقد فرصته السهلة في وجود البروتين الجاهز بحيث اصبح الأمر بالنسبة لهذا النوع شيئا من الماضي .

لماذا نرسم الخرائط والشمال نحو الأعلى؟!
تتفق جميع الجهات المسؤولة عن رسم الخرائط – خصوصا في العصر الحديث – على رسم الشمال في الجهة العلوية، لكن هذا الأمر لم يكن صحيحا دائما.

بدأت عملية رسم الخرائط مع إنسان الكهف – حيث قام برسم أساليب الصيد وأماكنها وقد ضم إليها أحيانا بعض ملامح تميز المكان جغرافيا.ورسالتهم، بغض النظر عن أي إشارة كانوا يفكرون بها في ذلك الحين، واضحة وبسيطة: هنا، وفي هذا الوقت من السنة ، يوجد طعام وفير.

وأقدم خريطة مقبولة ومعروفة في العالم مرسومة على طاولة من الطين في العام 3800 قبل الميلاد ، وتوضح نهر الفرات الذي يتدفق شمال بلاد ما بين النهرين – العراق. وكانت تلك الخريطة والكثير من سواها مجرد رسومات تضم ملامح محلية عن بيئات مختلفة.

واستمر ذلك قرونا عدة حتى بدأ قدماء الإغريق بوضع أسس واضحة لعلم الفلك والحساب والخرائط.

وفي مقدمة الرواد الإغريق في مجال الفلسفة وعلم الحساب . كلاوديوس بطليموس المعروف ببتولمي (90 – 168 بعد الميلاد). وكان أول من رسم خريطة للعالم المتحضر، مرتكزة على المعلومات المتوفرة وليس على مجرد احتمالات . قبل ذلك كان البابليون قد حاولوا رسم خريطة العالم، لكنهم قدموها بصورة طبق مسطح وليس شكل كروي ، وهو الشكل الذي اقتبسه بطليموس لاحقا عنهم . وبالطبع فإن المعلومات التي كانت متوافرة في ذلك الوقت أدت به إلى الوقوع في أخطاء عدة أثناء رسم خريطة الأرض ، مثل رسم الجزر الإنكليزية – إنجلترا واسكتلندا – متصلة ببعضها البعض، كما قام بتقدير مساحة الصين والمحيط الأطلسي بشكل مبالغ فيه. لكن على الرغم من كل هذا ، كانت خريطته دليلا على جهد كبير قام به ، لأنه أرفق الخريطة بمرشد في الجغرافيا مقسم إلى ثمانية أجزاء، وفيه قام بتلخيص أعمال من سبقه من العلماء والجغرافيين . وبقيت مؤلفاته مرجعا لأكثر من ألف عام. وفي الحقيقة نجد أن كريستوفر كولومبوس استخدم منه جزءا حيث اتجه للبحث عن العالم الجديد، الأمر الذي سبب له بعض المتاعب نتيجة خطأ بطليموس في تقدير حجم المحيط الأطلسي، وعدم علمه أساسا بوجود المحيط الهادي.

والمهم في خريطة بطليموس هو أنه رسم الشمال في الأعلى، ذلك لأنه قرر حينها أن يكون شرق الخريطة نحو النجم القطبي، وهو اختيار منطقي جدا، لأن النجم القطبي كان دليلا غير متحرك يرشد الرحالة أثناء سفرهم في تلك العصور.

وبقي موضوع وجود الشمال في الجهة العلوية من الخريطة دون جدال حتى بداية العصور الوسطى. فاستمر العلماء برسم الخريطة حسب تعليمات بطليموس على الرغم من معارضة الكنيسة، إلا أن الوضع لم يبق طويلا على ما هو علية، فقد أصبحت القدس مركز المسيحية من كل أقطار الأرض، وبذلك انتقل الشرق ليصبح في أعلى الخرائط.

وقد اشتهرت تلك الخرائط بأنها ثلاثية، حيث لا تظهر إلا أوروبا وآسيا وأفريقيا المفصولة عنها بالبحر المتوسط ونهر النيل.

ولم تكن تلك الخرائط ذات نفع للملاحين.ثم بدأت معالم الخرائط الدقيقة تتضح مع بداية القرن الرابع عشر، حيث زادت عملية الاستكشاف والتجارة البحرية، وبدأ الاعتماد جديا على البوصلة المغناطيسية، وهي آلة كان الفايكنغ أول من استخدمها بشكلها البدائي. ومرة اخرى، عاد الشمال إلى موقعه الصحيح أعلى الخرائط لتكون جميع المعالم مرتبطة بمغناطيسية الشمال.

وقد تم رسمها بشكل دائم لأول مرة في العام 1569، حين قام أشهر رسام خرائط في تاريخ البشرية Gerardus Mercator of Flanders بتطوير شكل أسطواني يتقاطع فيه الخطوط الشمالية الجنوبية، وكان ذلك الشكل أول مجسم يظهر الأرض منحنية على سطح خريطة مسطحة.

لماذا يحافظ ورق الألمنيوم على الأشياء ساخنة (او باردة)؟
تنتقل الحرارة بثلاث طرق : التوصيل – بالنقل أو الحمل – بالإشعاع.

التوصيل: هو عبارة عما يحدث عند وجود مادة ساخنة مع مادة أبرد، حيث تنتقل الحرارة وبشكل طبيعي من المادة الأسخن. فإذا وضعت يدك في وعاء فيه ماء باردا ستصبح يدك أبرد، وسيصبح الماء بعد ذلك دافئا اكثر.

النقل الحراري: تزداد حرارة الهواء الموجود حول مادة ساخنة، عن طريق عملية النقل الحراري. والهواء الساخن أقل كثافة من الهواء البارد لذا فإنه يرتفع ليحل مكانه الهواء البارد الموجود في الأعلى، (انظر لماذا يرتفع البالون المنفوخ بالهواء الساخن؟) وتستمر العملية على هذه الحال حتى تبرد حرارة هذا الشيء أو المادة وتصبح معادلة لجو الغرفة.

(تعمل أجهزة التدفئة المركزية بنظام النقل الحراري، وما لم تصبغها باللون الأسود غير اللماع، سيكون من المنطقي أكثر ان تسميها "أجهزة التسخين الحراري").

الإشعاع الحراري: رغم أن كل الحرارة الصادرة عن مدفأة الفحم أو الخشب التقليدية تنطلق الى الخارج عبر المدخنة عن طريق النقل الحراري، إلا أن الدفء الذي يعم الغرفة ينتقل عن طريق الإشعاع الحراري. ( هذا النوع من الإشعاع لا يحتاج الى وسط ناقل، مما يعني أن الأشياء مثلا في مكنسة كهربائية ستبرد، فتتمكن بالتالي من نقل الحرارة المحيطة بها الى أشياء أخرى رغم عدم وجود إمكانية للتسخين عبر الحمل أو التوصل الحراري. ولو لم تكن هذه الحالة مقبولة علميا لما تمكنت الشمس من تسخين الأرض).

إن الأسطح اللماعة والألوان الفاتحة تعتبر مواد قليلة الإشعاع بحيث تمتص الحرارة مقارنة بالأسطح الداكنة والكئيبة الألوان. والأمثلة على صدق هذا الكلام كثيرة في حياتنا اليومية. فنحن نلاحظ أن غطاء خزان ماء التبريد الموجود في محرك السيارة مطليا دائما بالأسود غير اللماع وذلك حتى يتم تشجيع فقد بعض حرارة الماء عن طريق الإشعاع.

ويجدر بنا أن نشير هنا الى أن هذا الكلام ينطبق على جميع اشكال الإشعاع – وليس على الحرارة فقط. فمثلا يتم طلاء الأسطح الخارجية لبعض الطائرات الحربية باللون الأسود غير اللامع حتى يمتص الموجات المصغرة الصادرة عن الرادارات فتصبح الطائرة خفية لا يمكن لأحد تعقبها.

وينطبق نفس المبدأ السابق على كيفية تمكن مادة الألمنيوم، من المحافظة على الطعام دافئا، أو تجعلنا قادرين على استخدامها لتسخين أو طهي الطعام بسرعة. فإذا وضعت الجانب اللماع من ورق الألمنيوم نحو الداخل، ستتمكنين من الحفاظ على الطعام دافئا، أو ستقللين من وقت الطهي.

ومثال آخر يوضح نفس الظاهرة، هو بطانية الفضاء، التي تستخدمها فرق الإنقاذ في الأجواء الباردة، حيث تصنع هذه البطانية من مواد مقاومة للريح والماء تغطيها طبقة من الألمنيوم العاكس أو اللماع. فإذا قام المنقذ بلف الجزء اللماع حول المصاب، سيتمكن من الحفاظ على اكبر قدر ممكن من الحرارة على جسم الأخير.

وبشكل مشابه، فإنك إذا نظرت داخل قارورة المكنسة الكهربائية سترى أن الأسطح الداخلية لها فضية اللون. والمكنسة تمنع انتقال الحرارة والغبار منها عبر التوصيل او النقل لكن السطح اللماع الداخلي يقوم بتقليل أي انتقال عن طريق الإشعاع..والمواد الباردة؟!

لا تنحصر مزايا ورق الألمنيوم في المحافظة على سخونة الأشياء . بل تتعدى ذلك الى المواد البارة أيضا.

فإذا قمت بلف طبق من السندويشات (الشطائر) بورق الألمنيوم على أن يكون سطحه اللماع نحو الخارج، سيؤمن لك هذا النوع من الورق المحافظة على ما في الطبق باردا وذلك بعكس الحرارة الخارجية عن الشطائر مما يحافظ عليها طازجة، أكثر من أن تبقى معرضة للهواء

لماذا تعتبر بعض المواد – مثل مادة كيفلر مضادة للرصاص ؟!

تتكون المادة المركبة عادة من خصلات من الألياف ممزوجة مع مادة أخرى تسمى المصفوفة أو المنهجية . وذلك لتقويتها .

وأوضح أمثلة على ذلك هي في المادة التي كان يستخدمها الفراعنة لصنع أغطية المومياءات . ومثل آخر نأخذه من عصرنا الحديث في المانيا الشرقية سابقاً حيث كانوا يستخدمون مادة مركبة لتصفيح السيارات بها . والباكليت وهو الراتينج الصناعي الذي تتم تقويته بإضافة الزجاج أو ألياف الكربون إليه . وأحيانا نجد أن البعض يقوي الاسمنت بوضع صفائح من المعدن داخله . فيحميه من التداعي إذا تعرض لضغط عال بينما نجد أن في الخشب ، مادة مقوية طبيعية كما يقول المهندسون ، وذلك لوجود الياف السيليلوز فيها . وكيفلر هو الاسم الصناعي لمادة إكتشفها ستيفاني كاوليك عام 1965م وتحتوي هذه المادة أساساً على سلسلة جزئيات من صنع الإنسان وتعتمد هذه السلسلة على الترابط القوي بين حلقات ذرات الكربون تبلغ قوة هذه الحلقات نحو خمسة أضعاف الفولاذ وتتمتع بخاصية عدم التمدد أيضاً وحالياً تعد هذه المادة من أعظم اختراعات الإنسان .
وتعتبر طريقة صنع المواد المركبة هذه أمراً معقداً جداً وغير مفهوم حتى يومنا هذا ومازال المهندسون يستخدمونها في صنع العديد من الأشياء لكن بطريقة سرية وذلك فإن أهداف الاستخدام تختلف باختلاف أنواع المواد المركبة سواء كانت مقطعة أو طويلة منفردة أو منعزلة جامدة أو لينقاسية أو قابلة للتمدد وقد كتب المتخصصون العديد من الكتب الضخمة حول هذه المواد لذا فإن ما ستقرأه ألان يعتبر زيادة التوضيح .

لجميع المواد طاقة كامنه وأوضح مثل على ذلك في توتر سطح الماء . فإذا راقبت حشرة تسير فوق الماء سترى أن أرجلها تحدث نقطاً أو ثقوباً مخروطية على سطح الماء . وهذه الثقوب تزيد مساحة السطح بالطبع وتطفو الحشرة لأن طاقتها الكامنة ( الناتجة عن وزنها ) متزنة تماماً مع زيادة طاقة سطح الماء . وتميل السوائل إلى تقليل طاقة السطح لديها قدر الإمكان . ويمكنك ملاحظة ذلك حين تكون المساحة الإجمالية لسطح القطرات أقل من مساحة محتويات كمية الماء نفسها في عامود أسطواني رفيع . في الواقع ، تتصرف المواد الصلبة بالطريقة نفسها . لكن إيجاد مساحة أكبر في مادة جامدة يحتاج إلى زيادة في الطاقة .

يتبع يتبع يتبع
_________________