الشبكة اليمنية للعلوم والبيئة (يمن ساينس) موقع يهتم بأخبار العلوم والتكنولوجيا والصحة والبيئة والسكان
مقالات مشابهة
خاص – يمن ساينس
هايدلبرغ – ألمانيا
عبدالرحمن أبوطالب
عرض مجموعة من الباحثات والباحثين الشباب المشاركين في منتدى هايدلبرغ العلمي للرياضيات وعلوم الكمبيوتر HLF23، الذي امتد من الفترة ٢٤ – ٢٩ سبتمبر في مدينة هايدلبرغ الألمانية، ملخص أبحاثهم المميزة ذات العلاقة أو الصلة بهذين المجالين. كانت العروض جيدة والأبحاث واعدة وقد لفت نظري أحد هذه الأبحاث يتحدث عن استخدام الرياضيات في رصد وقياس موجات التسونامي. لعل ما شدني في هذا البحث هو تفرده بالتغريد بعيدا عن بقية الأبحاث المعروضة، حيث أبرز البحث دور الرياضيات المباشر في إنقاذ الأرواح من كارثة كالتسونامي، علاوة على كوني لازلت تحت التأثير النفسي للكوارث الطبيعية التي ضربت – ولازالت تضرب – منطقتنا العربية مؤخرا. العرض قدمته أمام الحاضرين في المؤتمر الدكتورة خولة مشيك، وهي باحثة لبنانية شابة في تخصص الرياضيات وميكانيكا الموائع في جامعة كلاود برنارد ليون الفرنسية وأحد المشاركين في هذا البحث العلمي.
يقدم البحث فهما جديدا للعلم وراء موجات تسونامي، وتحديدًا النظر في الدور الذي يلعبه ضغط المياه والعمق ومرونة الأرض في قاع المحيط. حيث استخدم الباحثون طريقة لتحليل متوسط عمق المياه، مع الأخذ في الاعتبار التغيرات في كثافة الماء نتيجة لتغير ضغط الماء. ساعدت هذه المنهجية في إنشاء نظام متطور يتكون من عدة معادلات، مما يوفر رؤى أكثر تفصيلاً حول كيفية تصرفات التسونامي. هذا النظام قابل للتكيف مع الأشكال المختلفة لقاع البحر، ويمكنه أيضًا التعامل مع التحرك في قاع البحر نتيجة التغير في ضغط الماء، مما يوفر طريقة فعالة لمحاكاة موجات التسونامي الناجمة عن مثل هذه الحركات.
هدف الباحثون إلى دراسة حركة موجة التسونامي بعد حدوثها بشكل أكثر دقة ليكونوا مستعدين بشكل أفضل. في نموذجهم، تباينت السرعة التي يتحرك بها التسونامي، حيث ضرب التسونامي بشكل أبطأ مما كان متوقعًا في السيناريوهات السابقة غير القابلة للضغط. تشير هذه الحركة البطيئة للتسونامي إلى أن الانضغاطية، وهي مقياس التغير في الحجم تحت الضغط، يمكن أن تؤثر على هذه النتائج. إن الآثار المترتبة على مثل هذه النتائج يمكن أن يكون لها تأثيرات عميقة على كيفية توقع مدى وصول التسونامي.
وفيما يتعلق بالجانب التكنولوجي، قام الباحثون بتقسيم المشكلة إلى “جزء بطيء” و”جزء سريع”، مما سمح بنظام نمذجة أكثر كفاءة وفعالية – مما جعل التوصل إلى التنبؤات أسرع.
في جوهرها، وضعت هذه الدراسة الأساس للبحث المستقبلي في التنبؤ بسلوك تسونامي، والذي يمكن أن يساعدنا في النهاية على الاستعداد بشكل أفضل لمثل هذه الكوارث الطبيعية وربما إنقاذ الأرواح.
الدكتورة خولة مشيك، أدلت بتصريح خاص ليمن ساينس حول تفاصيل البحث قالت فيه “رياضيا، قمنا باستخدام ما يعرف بنظام المعادلات وهو مبدأ يمكن تطبيقه في كثير من المجالات وليس فقط في دراسة خواص موجات تسونامي. هدفنا خلال مايقارب ثلاث سنوات من بحثنا إلى تحسين مبدأ إدارة الكوارث فيما يتعلق بموجات تسونامي و أضرارها المحتملة”. وأضافت مشيك موضحة ” هناك أجهزة التقاط حساسة (مجسات) في عمق المحيط تستطيع التقاط إشارات عن أي نشاطات جيولوجية تحدث في المحيط كالبراكين أو الزلازل في مسافات بعيدة قد يستغرق وصول صداها إلى الشاطئ عدة أيام. فعند انطلاق موجة تسونامي كبيرة، تقوم هذه المجسات بتسجيل عدة قراءات لهذه الموجة مثل السرعة والوقت والضغط والاتجاه ثم ترسل هذه البيانات إلى مركز الرصد على الأرض لتقوم الأنظمة هناك بتمرير هذه البيانات خلال نماذج معينة تستطيع من خلالها تحليل البيانات ومعرفة اتجاه الموجة.”
وأردفت “لنقل مثلا أنه تم رصد موجة قادمة من أحد القطبين، نستطيع من خلال هذه المجسات اللاقطة معرفة إلى أين ستتجه هذه الموجة، هل إلى أمريكا الشمالية أم الجنوبية أم ستتجه لأوروبا، وهكذا.” وقالت ” في النماذج المعمول بها لتحليل البيانات، يتم تطبيق مشتقات قوانين معينة في ميكانيكا الموائع وقوانين نيوتن على المياه ولكن مشكلة هذه النماذج أنها لا تحل المشكلة فقمنا في بحثنا بإعادة الحسابات للوصول إلى نموذج أخر منبثق من نفس المبدأ وذلك عن طريق استخدام عاملين فيزيائيين لم يؤخذا بعين الاعتبار من قبل في عملية الاشتقاق في النماذج المعمول بها حاليا ألا وهما ضغط المياه وليونة الأرض تحت الموجة وهي عوامل تبين لنا أهميتها في دراسة الموجات الطويلة القادمة من بعيد وبالتالي يمكن تحسين التنبؤ ليس فقط بوقت وصول الموجة، ولكن أيضا قياس سرعتها وارتفاعها”.
وعن مدى التطبيق العملي للبحث علقت مشيك بالقول “يمكن أن يساعد النموذج الذي تم تطويره من خلال هذا البحث مراكز الأرصاد البحرية على مستوى العالم في تحسين رصد ومتابعة موجات التسونامي والتحسب لها بشكل جيد. وقد بدأ مركز الأرصاد البحري الفرنسي – الذي تعاون معنا في البحث وتطوير هذا النموذج – بالفعل في تطبيقه في عمليات الرصد والتحليل التي يقوم بها، كما بدأت أيضا بعض الشركات في تطبيق هذا النموذج في عملها”.
