علوم الأرض والجيولوجيا

نشاط عملي يوّضح كيفية احتجاز “الحرارة” داخل صندوق

2011 تجارب علمية بيئتنا

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الحرارة علوم الأرض والجيولوجيا

الأهداف

1.استكشاف فكرة البيوت الزجاجية، وكيف تقوم طبقة من المواد برفع درجة الحرارة.

2. الفهم بطريقة أفضل كيفية عمل الغلاف الجوي للأرض.

 

الأدوات التي تحتاجها

1- صندوق أحذية

2- طلاء أسود وفرشاة ألوان

 

3- أربعة موازين حرارة

4- شريط لاصق

5–  12 سدادة فلين أو سدادات مطاطية

 

6- ألواح من البلاستيك أو الزجاج تتسع داخل صندوق الأحذية

7- دفتر وقلم حبر

 

خطوات العمل

1- ادهن الوجه الداخلي لصندوق الأحذية باللون الأسود واتركه حتى يجف.

2- الصق أحد موازين الحرارة على أحد أطراف قعر القاعدة الداخلية للصندوق.

3- ضع أربع سدادات داخل الصندوق في زواياه الأربع، ثم ضع لوحاً واحداً من الزجاج فوق السدادات.

4- الصق ميزان الحرارة الثاني على لوح الزجاج في بقعة مختلفة عن المكان الذي ألصقت عليه ميزان الحرارة الأول، ضع أربع سدادات أخرى على هذا اللوح – سدادة واحدة في كل زاوية، وضع لوحاً زجاجياً آخر فوق السدادات.

5- كرر الخطوة رقم (4) باستخدام ميزان الحرارة الثالث واللوح الزجاجي الثالث.

6- الصق ميزان الحرارة الرابع على سطح اللوح الزجاجي الرابع ثم ضع الصندوق تحت أشعة الشمس، وسجل درجات الحرارة المبينة على كل واحد من موازين الحرارة خلال ساعة واحدة وذلك ضمن فترات زمنية منتظمة، مثلاً كل 5 أو 10 دقائق. كيف تتغير درجات الحرارة؟.

 

تستطيع أن تبرهن أيضاً كيف أن مستويات ثاني أكسيد الكربون تؤثر في الكرة الأرضية من خلال القيام بتجربة أخرى.

أحضـر قارورتين بلاستيكيتين متماثلتين، املأ إحدى القارورتين إلى منتصفها بماء من الصنبور، واملأ الأخرى بماء مشبع بثاني أكسيد الكربون (فوّار).

 

إذا لم يتوافر لديك ماء مشبع بثاني أكسيد الكربون تستطيع أن تضيف قرصاً فواراً (من الأقراص الفوّارة التي تحتوي على مواد قلوية تستعمل كدواء عند عسر الهضم) إلى ماء الصنبور.

قِسْ درجة حرارة كلتا القارورتين، ومن ثم ضعهما خارجاً تحت أشعة الشمس واتركهما لمدة 15 دقيقة وقم بقياس درجات الحرارة مرة أخرى. أيّ القارورتين أكثر سخونة؟ هل كانت هي القارورة ذاتها التي توقعتها؟

 

تحليل النشاط

يجب أن تكون درجات الحرارة تحت الألواح الزجاجية أعلى من درجة الحرارة في الهواء الطلق لأن الزجاج يبطئ من عملية تسرب الحرارة من الصندوق.

يعود سبب هذا الأثر في الغلاف الجوي للأرض إلى غازات الدفيئة، ولولا وجود هذه الغازات لكانت الأرض شديدة البرودة بما يجعلها تعجز عن توفير الحياة، ولكن إذا ازدادت طبقة غازات الدفيئة فإن الحرارة لا تستطيع التسرب وتصبح الأرض بذلك شديدة الحرارة بشكل يتعذر فيه دعم أسباب الحياة.

يوجد تقريباً 30 نوعاً من غازات الدفيئة، ولكن 40 في المئة من «الاحتباس الحراري» (ارتفاع درجة حرارة الكرة الأرضية) يُعزى إلى غاز واحد فقط: ثاني أكسيد الكربون. تنبعث كميات كبية من هذا الغاز عندما يتم حرق الوقود الأحفوري، مثل النفط والغاز والفحم.

 

إن كميات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي قليلة جداً لكنها ترتفع بسـرعة كبيرة، ومنذ سنة 1850 ارتفعت نسبة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى أكثر من 50 في المئة.

يؤدي ازدياد كمية ثاني أكسيد الكربون إلى احتباس المزيد من الحرارة، وبالتالي ترتفع درجات الحرارة في جميع أنحاء العالم. ويعتقد العلماء أن متوسط درجة الحرارة على الأرض سيرتفع بمعدل 2.7 درجة فهرنهايت (1.5 درجة مئوية) خلال السنوات الخمسين المقبلة.

 

تأخذ النباتات ثاني أكسيد الكربون وتطرح الأكسجين. إن أهم المناطق التي تساعد على تخفيض كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي هي تلك المناطق التي تتوافر فيها أعداد كبيرة من الأشجار، كالغابات المطيرة، التي تؤدي دوراً مهماً في العديد من النظم البيئية.

وذلك من خلال الاحتفاظ بالماء ومن ثم تحريره ببطء فوق مناطق تمتد لمئات الأميال، لكن نصف الغابات المطيرة في العالم قد أُتلفت وما زالت إلى الآن تتعرض للاقتطاع.

ولعل أحد الأسباب وراء هذه الحقيقة هو تزايد عدد سكان العالم لأن البشر بحاجة إلى أماكن جديدة للعيش فيها، كما تتعرض الغابات المطيرة للإتلاف من أجل إنشاء أراض زراعية جديدة لرعي المواشي، فضلاً عن استخدام بعض أخشاب الغابات المطيرة في تصنيع المنتجات الخشبية.

 

يحاول الناس في بعض المناطق إيقاف هذا التخريب الذي ينال من الغابات المطيرة، فهناك العديد من الأماكن التي تدير مشاريع لغرس الأشجار. 

حيث يترتب على تجار الخشب التعويض بزرع عدد أكبر من الأشجار التي قاموا بقطعها، لكن المشكلة تكمن في أن هذه الأشجار تحتاج إلى عقود من الزمن كي تنم من جديد، بينما نلاحظ آثار تدميرها في بضعة أعوام فقط.

وتتم إزالة تربة أرض الغابة المطرية لبناء مساكن جديدة أو لرعي الحيوانات، وذلك عن طريق حرق الأراضي (إلى اليمين). تتحول المعادن المختزنة في النباتات إلى رماد وتتلف أنظمة جذورها، الأمر الذي يساعد المطر على جرف التربة السطحية.

 

إن المناطق التي تم تنظيفها بهذه الطريقة، والتي كانت فيما مضى غنية بالحياة، لن تستطيع توفير الحياة بعد الآن، لذلك يقوم الكثيرون بشن حملات لوقف المزيد من تخريب الغابات المطيرة. 

ولكن إلى أن تتفق الدولة على المستوى الدولي على ضرورة وقف إتلاف الغابات المطيرة فإن هذه الأجزاء الأساسية من النظام البيئي للأرض يستمر تعرضها للتدمير.

 

ما العمل إذا لم تتمكن السدادات من حمل وزن الألواح الزجاجية بثبات؟

إذا كان البيت الزجاجي الذي صنعته غير مستقر نوعاً ما، استخدم شريطاً لاصقاً من الوجهين في أعلى وأسفل كل سدادة لتثبيتها بإحكام على ألواح الزجاج.

 

تعليمات مفيدة

تأكد من أن كل ميزان حرارة معرض للمقدار نفسه من ضوء الشمس. وكي تكون نتائج التجربة مرئية، ضع مكعباً من الثلج بجانب كل ميزان حرارة وراقــــــــــب أي المكعبات ينصهر أسرع من غيره.

ارسم مخططاً بيانياً أو خريطة تبين فيها الاختلاف في درجات الحرارة.

مجلة العلوم
‫‪لماذا تُسبب السمنةُ تفاقمَ مرض كوفيد-19؟
غطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر ومؤسسة هيسينغ-سيمونز Pulitzer Center.
بقلم:     ميريديث وادمان
ترجمة:  مي بورسلي
 
في ربيع هذا العام، بعد أيام من ظهور أعراض تشبه أعراض الإنفلونزا والحمى، وصل رجل إلى غرفة الطوارئ في المركز الطبي بجامعة فيرمونت Vermont Medical Center. كان شابا، في أواخر الثلاثينات من عمره، وكان يعشق زوجته وأطفاله الصغار. وكان يتمتع بصحة جيدة، وقد كرّس ساعات لا نهاية لها في إدارة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الفيروس التاجي يثير التخمينات حول موسم الإنفلونزا
قلم:    كيلي سيرفيك
ترجمة: مي بورسلي
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر  Pulitzer Center ومؤسسة هايسنغ-سيمونز  Heising-Simons Foundation.
في شهر مارس 2020، بينما كان نصف الكرة الجنوبي يستعد لموسم الإنفلونزا الشتوي أثناء محاربة مرض كوفيد-19 COVID-19، وضعت شيريل كوهين Cheryl Cohen -عالمة الأوبئة، وزملاؤها في المعهد الوطني للأمراض المعدية National Institute for Communicable Diseases بجنوب إفريقيا اختصار: ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪كيف تقاوم العدوى باستعادة شباب جهازك المناعي
قلم:    غرايام لاوتون
ترجمة: محمد الرفاعي
اغسل يديك بعنايةٍ لعشرين ثانية، غطّ عطستك بمرفقك، تجنب ملامسة وجهك، ابقَ على مسافة مترٍ عن الآخرين، وكملجأ أخير ٍ، اعزل نفسك بعيداً عن الجميع لمدة أسبوعٍ مع ما تحتاج إليه من أغراض. وإذا أردت أن تتجنب فيروس كورونا المستجد، فكل هذه أفكارٌ جيدةٌ. لكن، في نهاية المطاف، خطُ الدفاع الذي يقف بينك وبين الإصابة بكوفيد 19 Covid-19 هو جهازك المناعي.
نعلم أن الجهاز المناعي يَضْعُفُ عندما نتقدم في ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪لقاح أكسفورد آمن ويحفز على الاستجابة المناعية
قلم:    كلير ويلسون، جيسيكا هامزيلو، آدم فوغان، كونارد كويلتي-هاربر، ليلى ليفربول
ترجمة: مي منصور بورسلي
آخر أخبار فيروس كورونا حتى 20 يوليو 2020 الساعة 5 مساء
 
لقاح أكسفورد المرشح للتطعيم ضد الفيروس التاجي يبدو آمنًا ويحفز على الاستجابة المناعية
اللقاح ضد الفيروس التاجي Coronavirus الذي طورته جامعة أكسفورد University of Oxford بالتعاون مع شركة الأدوية آسترازينيكا AstraZeneca آمنٌ وينشط الاستجابة المناعية لدى الأشخاص، ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪"فَمُ الحُوتِ" ...كوكب ما زال يفاجئ العلماء
في عام 2008 أعلن فلكيون اكتشاف كوكب خارجي سمّي فم الحوت ب بعد أن توقّع بعضهم وجوده قبل ذلك بثلاث سنوات البحوث العلمية المستمرة حول ذلك الكوكب أظهرت في أواخر أبريل من عام 2020 أنه لا وجود لهذا الكوكب! الاكتشاف الفعلي لكواكب خارجية جرى في تسعينات القرن العشرين حين استخدم الفلكيون أجهزة رصد متطورة وأقمارا اصطناعية وتقنيات حديثة د. أبو بكر خالد سعد الله أكاديمي وباحث، المدرسة العليا للأساتذة، القبة، الجزائر
في عام 2008 أعلن بعض ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الإغلاق الوبائي يُنشط البحث البيئي
غطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر  Pulitzer Center ومؤسسة هايسنغ-سيمونز  Heising-Simons Foundation.
بقلم:    إريك ستوكستاد
ترجمة: مي بورسلي
   بعد الإغلاق نتيجة تفشي مرض كوفيد-19 COVID-19 في وقت سابق من هذا العام، مُنع عالم الأحياء إدواردو سيلفا رودريغيز Eduardo Silva-Rodriguez من زيارة مواقعه الميدانية في ريف تشيلي، ونقل بحثه إلى مكان قريب من منزله. وقد أعدّ هو، والباحثون التشيليون الآخرون،  كاميرات ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪لماذا تُسبب السمنةُ تفاقمَ مرض كوفيد-19؟
غطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر ومؤسسة هيسينغ-سيمونز Pulitzer Center.
بقلم:     ميريديث وادمان
ترجمة:  مي بورسلي
 
في ربيع هذا العام، بعد أيام من ظهور أعراض تشبه أعراض الإنفلونزا والحمى، وصل رجل إلى غرفة الطوارئ في المركز الطبي بجامعة فيرمونت Vermont Medical Center. كان شابا، في أواخر الثلاثينات من عمره، وكان يعشق زوجته وأطفاله الصغار. وكان يتمتع بصحة جيدة، وقد كرّس ساعات لا نهاية لها في إدارة ... (قراءة المقال)