أبرز الإنجازات العلمية في عام ٢٠٢١

كسر كثير من الباحثين حالة السكون التي فرضها وباء «كوفيد - 19» خلال عام 2020، واستطاعوا إنهاء الكثير من أعمالهم التي تعطلت بسبب سياسات الإغلاق التي نفذتها الدول في محاولة للسيطرة على الوباء، ليخرجوا خلال عام 2021، بالعديد من الإنجازات العلمية في مجالات مختلفة، تباينت تفاصيلها بين مهام فضائية واكتشافات فلكية، وأخرى تكنولوجية وبيئية، كما كان لفهم أسرار الماضي نصيب من الاهتمام، عبر الكشف عن بعض الحفريات الجديدة... وفيما يلي أبرز إنجازات عام 2021 العلمية:

- مهمات فضائية
• وصول ناجح لثلاث مهام فضائية إلى المريخ. وصلت بنجاح عام 2021، ثلاث بعثات تم إطلاقها في عام 2020، إلى كوكب المريخ، ففي 9 فبراير (شباط)، وصل مسبار الأمل الإماراتي وبدأ في الدوران حول الكوكب من أجل دراسة الغلاف الجوي والطقس. وبعد بضعة أيام، وصلت المركبة المدارية الصينية تيانوين - 1 للبحث عن موقع هبوط محتمل قبل إيداع مركبة هبوط على السطح بعد شهرين، وفي فبراير (شباط) أيضاً، انضمت المركبة «مارس 2020»، التابعة لوكالة الفضاء الأميركية «ناسا» إلى المريخ، وأطلقت عربتها الجوالة في 18 فبراير (شباط)، للبحث عن علامات الحياة الميكروبية والحفر بحثاً عن الصخور التي يمكن إعادتها إلى الأرض في مهمة مستقبلية.

• مركبة فضائية لتغيير مسار كويكب. أطلقت «ناسا»، مهمة فضائية هي الأولى من نوعها للدفاع الكوكبي، حيث سيتم توجيه مركبة فضائية بحجم عربة الغولف لتحطيم كويكب بقصد إبعاده قليلاً عن مساره، ويهدف الاختبار إلى إظهار استعدادنا التكنولوجي في حالة اكتشاف تهديد حقيقي لكويكب في المستقبل. وانطلقت المركبة (DART) على متن صاروخ سبيس إكس من كاليفورنيا في 23 نوفمبر (تشرين الثاني)، بهدف الوصول إلى الكويكب المستهدف (ديديموس) في سبتمبر (أيلول) العام المقبل.

• وصول 4 رواد فضاء للمحطة الدولية. وصل 4 رواد فضاء، في نوفمبر (تشرين الثاني) 2021، ثلاثة من إدارة الطيران والفضاء الأميركية «ناسا» ورابع من وكالة الفضاء الأوروبية، إلى محطة الفضاء الدولية، حيث التحمت كبسولتهم، وهي من طراز كرو دراجون الذي تصنعها سبيس إكس، بالمحطة لبدء مهمة علمية تستمر ستة أشهر.

• مهمة فريدة لمحطة الفضاء الصينية. حملت المركبة الفضائية «شنتشو - 12» في يونيو (حزيران)، ثلاثة من رواد الفضاء الصينيين، إلى الوحدة الأساسية «تيانخه» لمحطة الفضاء الصينية، وعاش الرواد الثلاثة وعملوا في تيانخه لمدة 90 يوما، وهي أطول مدة بقاء في الفضاء من قبل رواد الفضاء الصينيين.

• مهمة «لوسي» لدراسة 8 كواكب. أطلقت وكالة الفضاء الأميركية، في أكتوبر (تشرين الأول)، المركبة الفضائية «لوسي» إلى الفضاء، في مهمة تستمر 12 عاماً، بتكلفة تبلغ 981 مليون دولار، وتستهدف استكشاف ثمانية كويكبات في طريقها إلى كوكب عطارد وكويكبات طروادة حول المشتري، وهما مجموعتان كبيرتان من الصخور الفضائية يعتقد العلماء أنهما بقايا مواد أساسية تكونت منها الكواكب الخارجية في المجموعة الشمسية.

• نجاح زراعة وحصاد الفلفل الحار بالفضاء. أعلنت وكالة ناسا، في تجربة فريدة من نوعها، نجاح في زراعة أول فلفل حار في الفضاء، وهو أكثر صعوبة من زراعة العديد من المحاصيل الفضائية المحتملة لأنه يستغرق وقتاً أطول لينبت وينمو. وقالت رائدة فضاء «ناسا» ميغان ماك آرثر، التي تعمل في محطة الفضاء الدولية منذ أبريل (نيسان)، في تغريدة على تويتر، «بعد قطف الفلفل الحار، صنعت أفضل سندويتشات التاكو الخاصة بي حتى الآن».

• أول صينية تسير في الفضاء. أصبحت وانغ يابينغ أول امرأة صينية تسير في الفضاء، كجزء من مهمة تستغرق 6 أشهر إلى محطة الفضاء الخاصة بالبلاد. وغادرت وانغ وزميلها رائد الفضاء تشاي تشي قانغ الوحدة الرئيسية للمحطة، وقضيا أكثر من 6 ساعات في الخارج في تركيب المعدات وإجراء الاختبارات إلى جانب ذراع خدمة الروبوت بالمحطة.

- اكتشافات فلكية
• الكشف عن مجرة تشبه الجوهرة. اكتشف تلسكوب هابل الفضائي، مجرة حلزونية لامعة تشبه الجوهرة، والتي تبعد 68 مليون سنة ضوئية عن الأرض، ونشرت وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية صورة للمجرة (NGC 1385)، وهي مجرة في كوكبة (الكور).

- اكتشاف مجرات عقيمة.
بينما يجب أن تحتوي المجرات المبكرة الضخمة، التي تشكلت في 3 مليارات سنة بعد الانفجار العظيم، على كميات كبيرة من غاز الهيدروجين البارد، وهو الوقود المطلوب لصنع النجوم، وجد باحثون أميركيين كانوا يراقبون الكون المبكر باستخدام مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية/ ما دون المليمتر (ألما) وتلسكوب هابل الفضائي، شيئاً غريباً، وهو أن 6 من هذه المجرات الاثنتي عشرة أصبحت عقيمة وغير قادرة على إنتاج النجوم، ونشروا دراسة بدورية «نيتشر» عن هذا الاكتشاف.

• كوخ غامض على القمر.
اكتشف المسبار الصيني «جايد رابيت 2» جسما غريبا على شكل مكعب على الجانب البعيد من القمر، وذكرت وكالة أنباء الصين الجديدة (شينخوا)، في ديسمبر 2021 أن الجسم المميز الذي وصف بأنه «كوخ غامض» أثار تكهنات غريبة، وشبهه مستخدمو وسائل التواصل الاجتماعي بقصر «جوانغان»، موطن آلهة القمر وفقاً للأساطير الصينية القديمة.

- كوكب بنصف حجم الأرض. اكتشف العلماء كوكبا خارج المجموعة الشمسية تبلغ كتلته نصف كتلة الأرض ويصل طول اليوم فيه إلى أقل من 8 ساعات. وأطلق على الكوكب اسم (جي جيه 367 بي)، وهو منخفض الكتلة، نصف قطره يساوي 72 في المائة من نصف قطر كوكب الأرض، وكتلته 55 في المائة من كتلة الأرض.

• اقتراب تاريخي لمذنب البطة.
وصل مذنب «67P»، الذي يأخذ شكل البطة، إلى أقرب مسافة له من الأرض، في نوفمبر (تشرين الثاني)، حيث كان على مسافة 39 مليون ميل (62.8 مليون كيلومتر) من كوكبنا، ولن يعود إلى هذه المسافة خلال الـ200 عام المقبلة.

• أصغر الكواكب على الإطلاق.
اكتشف فريق دولي من العلماء بقيادة جامعة هاواي واحداً من أصغر الكواكب (2M0437) التي تم العثور عليها على الإطلاق، ووجدوا أن الكوكب يدور حول نجم رضيع بعيد، وتم الإعلان عن هذا الاكتشاف في أكتوبر (تشرين الأول) بدورية «الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية»... ويقع هذا الكوكب ونجمه الأم في «حضانة» نجمية تسمى سحابة الثور، ويقع في مدار أوسع بكثير من الكواكب في النظام الشمسي، والمسافة الفاصلة بينه وبين الأرض تساوي مائة ضعف المسافة بين الأرض والشمس، مما يسهل مراقبته.

• خرسانة من «الجسم البشري» لمستعمرات المريخ.
توصل علماء بريطانيون إلى إمكانية بناء وحدات سكنية على المريخ باستخدام مواد من أجسام رواد الفضاء، لتفادي التكاليف الباهظة لنقل معدات ومواد البناء إلى الكوكب الأحمر، ووجدوا أنه عندما يتم دمج غبار المريخ مع البروتين (الزلال البشري) الموجود في الدم و«اليوريا»، وهو عبارة عن مركب موجود في البول البشري، أو الدموع أو العرق، ينتج مادة تعرف باسم «أستروكريت»، وهي أقوى من الخرسانة التقليدية، وستكون مناسبة لأعمال البناء في بيئات خارج الأرض، مثل سطح المريخ، وتم نشر نتائج هذا العمل في سبتمبر (أيلول) بدورية «Materials Today Bio».

• اكتشاف كوكب شديد الحرارة يفوق المشتري حجما.
اكتشف فريق دولي من علماء الفلك، باستخدام القمر الصناعي العابر لاستطلاع الكواكب الخارجية (تيس)، التابع لوكالة (ناسا)، كوكباً جديداً خارج المجموعة الشمسية (TOI - 1518b)، وهو شديد الحرارة، إذ تقدر درجة حرارة سطوع الكوكب على مدار اليوم بـ3237 درجة مئوية، وتصل كتلته إلى 2.3 من كتلة المشتري.

- تكنولوجيا «من وحي الوباء»
• سلالم متحركة تكافح العدوى. ابتكرت الشركة الألمانية «UVIS» صندوقاً يحتوي على ضوء الأشعة فوق البنفسجية، ويعمل على تطهير السلالم المتحركة ما يجعلها خالية من الجراثيم، وأطلقت عليه اسم «ESCALITE».

• قناع ذكي. فرضت جائحة كورونا ارتداء الكمامات بشكل دائم، لذلك طورت شركة «Airpop» كمامة طبية من القماش خفيف الملمس، تقوم بترشيح الهواء الذي يستنشقه الفرد من الأغبرة وأتربة الجو، الأمر الذي يحمي من مسببات الأمراض، كالفيروسات المتنقلة عبر العواصف الترابية أو التلوث أو الاختلاط البشري والازدحام، ويتم إرسال البيانات على تطبيق تابع للقناع عبر الهاتف الذكي.

• واي فاي 6. أظهر الاعتماد على الشبكة العنكبوتية سواء للعمل أو التعليم أو المشتريات خلال ذروة وباء «كوفيد - 19» العام الماضي، أهمية الـ«واي فاي» للاتصال بالشبكة، وطور الخبراء التقنيون تقنية الـ«واي فاي 6»، وأعلنت شركة «Asus» الشهيرة عن إصدار راوتر «RT - AX88U»، الذي سيتيح «واي فاي» أسرع من الإصدارات السابقة، ولا يستهلك نسبة كبيرة من طاقة بطارية اللابتوب.- ابتكارات الاحتباس الحراري

• جهاز تبريد قابل للارتداء. نتيجة لما يسببه الاحتباس الحراري من موجات الحر في الصيف المسؤولة عن رفع عدد الوفيات، طورت شركة «سوني الشهيرة، مكيفات هواء متناهية الصغر أطلقت عليها اسم Reon Pocket»، ويمكن ارتداؤها مع الملابس، ومن خصائصها تبريد سطح الجلد حتى 13 درجة مئوية (55 درجة فهرنهايت)... وهذا الجهاز متاح حالياً في اليابان حصراً، وتم إطلاقه بالتزامن مع دورة الألعاب الأولمبية في طوكيو، التي سبق أن أجلت جراء الجائحة، يباع الجهاز بسعر 120 دولاراً.

• تقنية احتجاز الكربون. يعزى ارتفاع متوسط درجة حرارة الأرض في المقام الأول من قبل العلماء إلى انبعاثات غازات الاحتباس الحراري التي من صنع الإنسان والتي تحبس الإشعاع في الغلاف الجوي والذي كان من الممكن أن يهرب إلى الفضاء، ومن بين أهم غازات الدفيئة ثاني أكسيد الكربون، الذي زادت تركيزاته بنحو 50 في المائة منذ بدء الثورة الصناعية.

وتشمل الابتكارات المستخدمة لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون تقنيات احتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه - مع مشروع Net Zero Teesside (NZT) في إنجلترا.

ويهدف هذا المشروع إلى التقاط ثاني أكسيد الكربون المنتج في العمليات الصناعية ومحطات الطاقة ونقل هذه الانبعاثات عبر خطوط الأنابيب إلى مواقع التخزين البحرية على بعد عدة كيلومترات تحت بحر الشمال، وبعد عزله في مناطق آمنة تحت سطح البحر، لن يساهم هذا الكربون في ظاهرة الاحتباس الحراري - ويمكن حتى تصنيعه في وقود جديد لأنظمة النقل في المستقبل. • لحوم مستزرعة من الخلايا الجذعية. ومن الغازات الدفيئة المهمة الأخرى غاز الميثان، الذي وصلت انبعاثاته إلى مستويات قياسية بسبب تربية الماشية، ويأتي هذا الميثان بشكل أساسي من تجشؤ الماشية، بسبب طريقة هضم الأبقار للطعام وتخميره في معدتها حيث يتم تحويل السكريات إلى جزيئات أبسط يمكن أن يمتصها الجسم.

ولتخفيف الضغط على طلب الماشية، قدم فريق دولي يضم باحثين من كلية العلوم البيولوجية بجامعة نوتنغهام البريطانية، جنباً إلى جنب مع زملائهم في جامعات كمبريدج، وإكستر طوكيو وميجي باليابان، مقترحا يتعلق باستزراع الخلايا الجذعية الجنينية للماشية، ليتم تنمية هذا الخلايا في ظل ظروف محددة كيميائياً، مما يمهد الطريق لاستزراع لحوم من تلك الخلايا، وتم نشر بحث عن هذا العمل في ديسمبر (كانون الأول) 2021 بدورية «Development».

• غذاء يحقق الحياد المناخي. وجدت دراسة لجامعة ستيرلنغ، نشرتها دورية «ساينس أوف توتال إنفيرومينت» في ديسمبر، أن الإكثار من زراعة فطر صالح للأكل «فطر الحليب الأزرق» يمكن أن ينتج بروتيناً لكل هكتار أكثر من لحوم الأبقار التي يتم تربيتها في المراعي، مما يحافظ على التشجير وتخزين الكربون واستعادة التنوع البيولوجي في نفس الوقت.

ويتم قطع الأشجار لإفساح المجال للمراعي، أو زراعة العلف الحيواني لإنتاج لحوم البقر، بينما وجد الباحثون أن الفطر له قيمة غذائية تفوق الأبقار، ورأوا أن نشر هذه الثقافة يحقق الحياد المناخي.

و«الحياد المناخي» هو تحقيق توازن إجمالي بين كمية انبعاثات غازات الاحتباس الحراري الناتجة، ومقدار انبعاثات غازات الاحتباس الحراري الممتصة من الغلاف الجوي، ومما يعوق تحقيق ذلك، هو قطع الغابات والمراعي لاستخدام الأرض في الزراعة.

• الاحترار يفقد رحيق النحل مذاقه السكري. يحتوي رحيق الأزهار الذي يأكله النحل على التوازن الصحيح للميكروبات مثل البكتيريا والخميرة، ويمكن أن يخل الطقس الحار بالتوازن، الذي يفقد الرحيق مذاقه السكري، كما كشفت دراسة نشرت في دورية «ميكروبيال إيكولوجي».

وقالت الدراسة إن هذا الوضع يعرض صحة النحل للخطر، وربما يعرض غذاءنا للخطر، حيث سيكون من الصعب إنتاج كميات كبيرة من المحاصيل الغذائية مثل الطماطم أو التوت الأزرق أو الفلفل أو البطاطس، لأن زيادة الإنتاجية من هذه المحاصيل يعتمد على قيام النحل الطنان بتلقيح العديد من المحاصيل الغذائية.

- حفريات فريدة

• خنفساء حافظت على شكلها بعد 49 مليون عام. وصف باحثون أحفورة خنفساء عثر عليها في تكوين النهر الأخضر الأميركي، بأنها الأجمل على الإطلاق بين الأحافير، إذ بدت هذه الخنفساء الأحفورية البالغ عمرها 49 مليون عام، وكأنها سحقت بالأمس. ورغم هذا التاريخ البعيد قال الباحثون في دراسة نشرت عن هذه الخنفساء في أغسطس (آب) 2021 بدورية «أوراق في علم الحفريات»، إنها كانت محفوظة جيداً لدرجة أن الحشرة تبدو رغم سحقها وتحجرها، وكأنها يمكن أن تنشر أغطية أجنحتها المزخرفة بشكل لافت وتطير بعيدا، حيث حافظت الرواسب في قاع البحيرات بهذا التكوين على ألوان الخنفساء التي كانت عالية التباين بشكل واضح للغاية، حيث احتفظ ظهرها بأنماط دائرية داكنة ومتماثلة في تباين حاد على خلفية فاتحة.

• حفرية برأس ديناصور وجسم طائر. اكتشف فريق من العلماء الصينيين شمال شرقي الصين، حفرية يبلغ عمرها 120 مليون عام لحيوان له جسم طائر، وجمجمة تشبه جمجمة الديناصور «تي ريكس»، وذهب العلماء في دراسة نشرت يونيو بدورية «نيتشر كومنيكيشن»، إلى أن الحفرية أقرب إلى طيور منقرضة تسمى طيور «الإينتيورنيثينيس». وفي حين أن الجمجمة التي يبلغ طولها 0.75 بوصة (البوصة تساوي 2.54 سنتيمتر) تشبه الديناصورات الأكبر حجماً مثل «تي ركس»، فإن جسمها الرقيق والحساس يشبه إلى حد كبير طيور التاج الحديثة، مثل العصافير أو الطيور الطنانة.

• حفرية ملحمية لحبار قتل أثناء التهام فريسته. تم اكتشاف مخلوق يشبه الحبار كان في خضم التهام قشريات خلال أوائل العصر الجوراسي، عندما قاطعه وحش بحري آخر، ربما سمكة قرش، قضم جانبه الإسفنجي وقتله، وتم توثيق هذا الاكتشاف الغريب في دراسة نشرت في مايو (أيار)، بالعدد الأخير من «المجلة السويسرية لعلم الحفريات».

• أقدم حفرية عنب في العالم. عثر فريق بحثي من جامعة كورنيل الأميركية في بنما، على أقدم حفرية لشجرة عنب في التاريخ يعود عمرها إلى 18.5 مليون عام، وقال الباحثون في دراسة نشرت حول الحفرية في شهر مايو (أيار) 2021 بدورية «بلوس وان»، إن الحفرية هي أقدم مثال موثوق به لشجرة عنب متسلقة تنتمي إلى مجموعة متنوعة من نباتات (ليانا) الاستوائية تسمى «بوليناي».- غرائب الكائنات

• كشف لغز هضم «النحل الشوكي» للحوم. كشف فريق بحثي من جامعة كاليفورنيا الأميركية، عن الأدوات التي امتلكها نوع من النحل الاستوائي كي يتمكن من تناول اللحم، وتم الإعلان عن ذلك في نوفمبر (تشرين الثاني) 2021 بمجلة الجمعية الأميركية لعلماء الأحياء الدقيقة «mBio» وعادة لا يأكل النحل اللحوم، ومع ذلك، فإن نوعاً من النحل غير اللاسع في المناطق الاستوائية يسمى بـ«النحل الشوكي» أو «نحل الجيف»، طور القدرة على القيام بذلك، بسبب المنافسة الشديدة على الرحيق، ووجد الباحثون أنه لكي يتمكن النحل من ذلك، فقط امتلك سناً إضافياً للعض، وأمعاء تشبه إلى حد كبير النسور أكثر من النحل الآخر.

• سر مقاومة السلاحف العملاقة للسرطان. كشفت دراسة أجراها باحثون بجامعة بافالو الأميركية، ونشرت في شهر نوفمبر (تشرين الثاني) بدورية «جينيوم بيولوجي آند إيفليويشن»، سر قدرة السلاحف العملاقة في جزر غالاباغوس بجمهورية الإكوادور، والتي يبلغ وزنها أكثر من 300 رطل (الرطل نحو 453 غراما)، على مقاومة تداعيات الشيخوخة، ومقاومة الأمراض بما في ذلك السرطان، لتعيش عمرا طويلا يصل إلى 100 عام. وتزعم الدراسة أنها وضعت يدها على السر، وهو امتلاكها نسخا إضافية من الجينات، تسرع مع عملية تسمى «موت الخلايا المبرمج»، والذي يحمي السلاحف من ويلات الشيخوخة، بما في ذلك السرطان.

• ولادة عذراء لطائر الكندور. أبلغ العلماء عن أول «ولادة عذراء» معروفة في طائر الكندور بكاليفورنيا، حيث ولد طائران دون أن يشارك أي ذكور في تخصيب البيض. ووجد الباحثون في الدراسة المنشورة في أكتوبر (تشرين الأول) بدورية «الوراثة»، أن جينومات هذين الطائرين لا تحتوي على حمض نووي لأي من ذكور الكندور، بعد مراجعة قاعدة بيانات جينية تشمل جميع أنواع الكندور في كاليفورنيا، وقالوا إن طائري الكندور اليتيمين واللذين ولدا بلا أب، مثالان نادران لنوع من التكاثر اللاجنسي يسمى التوالد العذري.

قد يهمك أيضاً :

 عُلماء يزرعون أوعية دموية بشرية "مثالية" في المختبر لأول مرة

 شاهد: علماء يبتكرون روبوت يمكنه الإنجاب