الوسم: الكربون

إن تلك الكمية الهائلة تنطلق في الجو، ولا يلبث نصفها أن يختفي من الهواء .. أين ؟!؛ هذا هو السؤال الذي يجعلنا البحث عن إجابة واضحة محددة له نتعقب عنصر الكربون في مساراته بمختلف الأنظمة البيئية لكوكبنا، الأرض؛ إنها الدورة التي يقضي طلاب الدراسات البيئية وقتاً طويلاً في دراستها؛ والحقيقة أن دوران عنصر الكربون، بمختلف صوره، في الأنظمة البيئية للكون، يشتمل على حلقات معقدة ومثيرة، وتستحق أن يفرد لها هذا الوقت الطويل في برامج الدراسات البيئية. والحقيقة – أيضاً – هي أننا لا زلنا بحاجة لأن نعرف أكثر عن سلوكيات ومسارب ومسالك تلك الذرة من الكربون، التي تتبدى لنا – في أكثر صورها شيوعاً – متشبثة بذرتين من الأكسجين، لتتخذ هيئة غاز ثاني أكسيد الكربون، الذي – مع غازات أخرى، أقل أهمية منه – يشيع الاختلال في الاتزان الحراري لكوكبنا، فيقبض على الحرارة، ويمنعها من الارتداد إلى الفضاء، حتى أن الأرض تكاد تصير “صوبة زجاجية”، أو “دفيئة”، نتيجة للازدياد المضطَّرِد في درجة حرارتها.

المتفق عليه هو أن المستوى الطبيعي لتواجد غاز ثاني أكسيد الكربون في الجو، لم يعد طبيعياً. وثمة تقديرات تشير إلى أن مناخ العالم، قبل ما يعرف بالثورة الصناعية، كان يحمل 280 جزءاً، في المليون، من هذا الغاز؛ وقد أجريت عملية قياس لتركيز ثاني أكسيد الكربون، في نهاية الخمسينيات من القرن العشرين، عند أعلى نقطة من جبال جزر هاواي، حيث نتوقع أن يكون الهواء نظيفاً، فكانت المفاجأة أن رقم ما قبل الثورة الصناعية قد قفز إلى 315 جزءاً بالمليون؛ ولما أجريت عملية القياس، بنفس النقطة، بعد ثلاثين عاماً، عاد الرقم ليقفز ثانية ويصل إلى 350 جزءاً بالمليون؛ وبالرغم من عدم وجود بيانات حديثة، إلا أن أحوال المناخ تجعلنا نتوقع أن يكون تركيز ثاني أكسيد الكربون في هواء الأرض، بالوقت الحالي، قد تجاوز ذلك كثيراً.

نعود إلى نصف كمية الكربون التي تختفي، أو يبدو لنا أنها تختفي، كل سنة …. هل تعتقد أن الأرقام التي نتحدث بها هائلة بحيث يتسرب إليك شك في صحتها ؟. لا. تأكد أنها صحيحة؛ فهذه هي طبيعة الأرقام الكونية. إن كمية الانبعاثات الكربونية السنوية، على ضخامتها، تبدو عادية تماماً عند مقارنتها بكمية الكربون الكلية الموجودة، فعلاً، في المياه – مالحها وعذبها – وتقدَّر بنحو 35 ألف بليون طن، أو بتلك الموجودة – أصلاً – في الهواء، وتزن 740 بليون طن، تقريباً.

وإذا كانت هذه الأرقام الكبيرة تثير الدهشة، فإن الأكثر إثارة لها هو أن هذه الكميات الضخمة من الكربون ليست ساكنة، ولا تكاد تستقر على حال، بل هي في حركة دائبة وسريعة؛ وتتخذ، في معظم أوقات دورانها، هيئة الغاز – ثاني أكسيد الكربون – الذي يظل متنقلاً بين الكائنات الحية والتربة، أو بين الجو والبحار والمحيطات؛ وقد تعتقله الصخور الصلدة زمناً، غير أنه لا يلبث أن يتحرر منها إذا ذابت، فينتقل إلى المياه الجارية.

سنحاول أن نقصر حديثنا، كما يقول عنوان المقال، على دوران الكربون وتحولاته في البحار والمحيطات، مع صعوبة هذه المحاولة، لأن الظواهر الطبيعية متداخلة بطبعها ومتفاعلة. ولا تتوقع – قارئي الكريم – أن ندعوك إلى مشاهدة شريط سينمائي ترى فيه الدوران والتحولات كواقع ملموس؛ وذلك لأن مسيرة الكربون يجتمع فيها نقيضان: الضخامة، والدقة؛ وفي إي منهما يصعب الرصد المباشر؛ ولكننا نعتمد، في هذا المجال، على حقائق علمية، ودلائل فيزيائية وكيميائية وبيولوجية، تعطينا – بالنهاية – تصوراً عن هذه الدورة الكربونية.

وقد يكون من المفيد، لملاحقة الكربون في تنقلاته بين بحار ومحيطات العالم، أن نتعرف على نظرية علمية تقول بأن مياه البحار والمحيطات تخضع لأنظمة دورانات محددة؛ منها الدوران الرئيسي، الذي تتجه فيه المياه الاستوائية الدافئة إلى قطبي الأرض، حيث تبرد، فتثقل، فتغوص إلى الأعماق، لتدخل في دورة أخرى، فتزحف على هيئة تيارات باردة، عائدة إلى خط الاستواء. وعند وصولها إلى المناطق الدافئة، تكون خصائصها الفيزيقية قد تبدلت، بما يجعلها تصعد إلى السطح، متخذة صورة الظاهرة الطبيعية المعروفة باسم “التيارات القلاَّبة”، محمَّلَةً بالأملاح الغذائية، والمواد العضوية، المحتوية على الكربون.

ويجدر بنا أن نتوقف أمام حلقة مهمة في مسلسل الكربون؛ فلا يمكننا أن نغفل دور تلك الكائنات الدقيقة، التي تعيش معلَّقةً وهائمة في الطبقة السطحية المضيئة من مياه البحار والمحيطات. إنها الهائمات النباتية، أو “الفيتوبلانكتون”؛ صحيحٌ أنها نباتات بدائية، وحيدة الخلية، ولكنها لا تختلف كثيراً عن شبيهاتها الناميات على اليابسة، وتشترك معها في استهلاك ثاني أكسيد الكربون. إنها تستخلص هذا الغاز، الذائب في مياه المحيطات، مع الأملاح المغذية، وفي وجود آشعة الشمس، لتبني مادة نموها. إنها – بذلك، ودون أن تدري – توفر الغذاء لمجموعة أخرى من الكائنات الحية الدقيقة – حيوانية هذه المرة – هي الهائمات الحيوانية “زوبلانكتون”، بالإضافة إلى بعض أنواع الأسماك والحيوانات البحرية الأخرى، التي تفضل الغذاء النباتي. إن شبكة الغذاء في البحر نسيج معقد؛ لكن ما يهمنا هو أن الكربون، الذي تستهلكه هذه النباتات البحرية، أساس الهرم الغذائي في البحر، ينتهي إلى نفايات و ” جثث “، تتساقط في عمود المياه، حتى تستقر على قاع المحيط، في صورة رسوبيات، تحبس الكربون بداخلها، إلى حين.

ولا يجب أن ننسى دور البكتيريا البحرية؛ فهي تنشط على هذه البقايا العضوية، فيتحول جزء كبير منها إلى غاز الميثان. وهنا، ينبغي علينا أن نشير إلى أن الارتفاع المتزايد في درجة حرارة الكرة الأرضية، أو الظاهرة الطبيعية التي يسميها البعض بالاحترار الكوني، تتضمن تهديداً إضافياً لمناخ الأرض، يتمثل في احتمالات كبيرة لتحرر كميات ضخمة من غاز الميثان، الناتج من النشاط البكتيري؛ وفي هذه الحالة، فإن الميثان لن يبقي عند قاع المحيط، بل سيصعد إلى السطح، لينطلق في الجو، ليساعد في رفع درجة حرارة الكوكب، فهو أحد غازات الدفيئة.

معروف لدينا – إذن – ومنذ زمن طويل، أن المحيطات “تبتلع” الكربون؛ وقد استوقفت هذه الحقيقة العلماء، وجعلتهم يفكرون في طرق لزيادة استهلاك المحيطات للكربون، أملاً في تخليص المناخ الأرضي من فائض غازات هذا العنصر، التي تُمرِضُ الأرضَ بالحُمَّى. ومن الأفكار التي تفتقت عنها عقول العلماء، في هذا المجال، “زراعة” بعض المسطحات المائية، المعروف عنها فقرها بالحياة النباتية، ومن بينها المحيط الجنوبي، الملتف حول القارة القطبية الجنوبية؛ فمياه هذا المحيط تفتقر إلى عنصر الحديد بالتركيز الكافي لنمو وازدهار هذه النباتات المائية المستهلكة لغاز ثاني أكسيد الكربون. ويتصور المتحمسون لهذه الفكرة أن استخدام الطائرات في “تسميد” هذا المحيط بتراب الحديد، يمكن أن ينعش النباتات في مياهه، فتستهلك كميات أكبر من غاز ثاني أكسيد الكربون، وتحتجزها في الأعماق البعيدة!. ومن جانب آخر، يشكك نفر من علماء البيئة البحرية في جدوى هذه الفكرة؛ وهم يرون أن سبب “تصحُّر” ذلك المحيط الضخم هو افتقاره للتيارات القلاَّبة، التي تجلب الأملاح المغذية من القاع إلى السطح، لتكون بمتناول النباتات الدقيقة، في طبقة المياه التي يتخللها الضوء. وفي تقدير المنتقدين لفكرة التسميد أن مائة سنة من العمل المتصل، تنفيذاً لتلك الفكرة، قد تأتي بنتيجة ضئيلة للغاية، تتمثل في خفض نسبة الكربون في المناخ الأرضي بمقدار 30 جزء بالمليون، وهو مردود لا يساوي كلفة هذا العمل الشاق.

غير أن أحوال المحيط الجنوبي لا تنتقص من حقيقة أن بحار ومحيطات الأرض كانت، وستظل، البالوعة الرئيسية لثاني أكسيد الكربون، الناتج عن احتراق الوقود الأحفوري. فإذا تحرينا الدقة، وجب علينا أن نشير إلى أن بقعا بعينها من المحيطات، مثل مساحات محدودة من المياه المدارية بالمحيط الهادي، تقوم بعمل معاكس، فتعطي الجو غازات كربونية ناتجة من عمليات فيزيقية وكيميائية وبيولوجية متداخلة. ولحسن الحظ، فإن هذا النشاط في الاتجاه العكسي لا يدوم على مدار السنة، فهو يتحول للاتجاه الآخر، بالتبادل، مع تغير الفصول. أما مياه المحيط الهادي القريبة من قطبي الأرض، فتوصف بأنها مراعٍ دائمة الازدهار، غنية بالطحالب والهائمات النباتية، طول العام.

…السلام عليكم ورحمة الله وبركاته…

تمطر السماء الماس في كوكبي نبتون وأورانوس.. هكذا يتصور علماء الجيولوجيا والفلك؛ فالأغلفة الجوية المشبعة بغاز الميثان الغني بالكربون في سابع وثامن كواكب مجموعتنا الشمسية، والعوامل الطبيعية والظروف المناخية هناك ترشح ذلك، ويقولون: لولا ذلك لما استقرت حال الكوكبين.. لكن الأمر يختلف عندنا في الأرض؛ إذ يجب الحفر والتنقيب على أعماق بعيدة من سطح كوكبنا العزيز، ويتطلب ذلك بذل الكثير من الجهد، واستخدام المعقد من التقنيات للفوز ببلورات الحجر الكريم.

طبعا كل ذلك العنت ليس فقط لتزيين جِيدِ الحسان، ولف معاصم الفاتنات، أو ترصيع تيجان الملوك؛ فالماس يلعب دورا أساسيا في الصناعة يؤثر بشكل مباشر وغير مباشر على كافة مناحي الحياة؛ نظرا لأنه “أصلد” مادة طبيعية معروفة حتى الآن؛ أي أنه يقطع ويخدش كل ما سواه من مواد، ولا يقطعه شيء آخر، اللهم إلا كما يقول الإنجليز “الماس يقطع الماس”.

بأقل القليل من التفصيل: يُستخدم الماس في الصناعة، ولا يدع شيئا نعرفه أو نراه إلا ويشكله؛ إما بالقطع أو الصقل أو الطحن، سواء كان هذا الشيء سيراميكا أم معدنا أم خرسانة أم صخرا، وحتى عدسات النظارات والجواهر ورقائق الكمبيوتر، ومباضع الجراحين، وإبرة الفونوغراف الموسيقية يدخل في صناعتها، ولو جاز القول لقلنا إن أنفه محشورة في أسطوانات آلات التصوير، وطابعات الليزر، ومكابس الدفع في محركات السيارات… والقائمة طويلة. وأهم من ذلك كله أنه ما من مصنع إلا وبه حجر جلخ يستخدم في الصقل، أو أداة للقطع أو مطحنة، والماس مكون أساسي في كل ذلك.

ماس.. اصطناعي

لكن الماس الطبيعي لا يسد حاجة الصناعة، رغم أن 80% مما يستخرج من المناجم يتجه إليها، وهي كمية ليست قليلة، وتصل لـ 100 مليون قيراط (القيراط خُمس جرام)، لذا خرجت للوجود محاولات لإنتاج وتخليق الماس اصطناعيا، ونجحت في إنتاج ماسات صغيرة تصلح للأغراض الصناعية.

بيد أن محاكاة الظروف الطبيعية التي يتكون عندها الماس يتطلب ضغطا ودرجة حرارة هائلة؛ فالماس يتكون بتكاثف الكربون الخالص في باطن الأرض وتحت عمود صخري على عمق يصل لـ161كم، في ظروف تستدعي للذهن لازمة يوسف وهبي الذي يطلق عليه المصريون عميد المسرح العربي التي يقول فيها “ياللهول!”.

الماس أثناء التشكيل
أما تخليق الماس في بيئة صناعية.. ففضلا على أن الأمر يتطلب معدات ذات مواصفات شديدة الخصوصية؛ فإن بعض الطرق تنتج ماسات ذات أقطار صغيرة تحت ضغط يناهز 50 ألف كجم/سم2، وحرارة لا تقل عن 1400 درجة مئوية، ولو قل أي منهما عن ذلك لتمخض الجبل ليلد فأرا؛ فبدلا من الماس الفائق القيمة يتكون الجرافيت بخيس الثمن.

ورغم التكلفة العالية والتقنية المعقدة فإن الماس المخلق اصطناعيا يغذي الصناعة بـ400 مليون قيراط من الماس، ولا يزال الأمر مجديا من ناحية الربح والعائد.

تقنية.. تقترب من الدجل

إلى هنا والحديث لا يتجاوز الموضوعية؛ فنحن نتكلم عن مناجم وتنجيم، أو تخليق اصطناعي بتقنيات عالية، لكن تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون الذي يسبب لجوِّ الأرض الكثير من المشاكل إلى الماس أقرب لدجل قدماء الكيميائيين.

بل ستقلب مثل تلك التقنية صناعة تخليق الماس اصطناعيا رأسا على عقب، وتغير خريطة إنتاجه التي ترتكز في الدول المتقدمة؛ لأن مَنْ توصل إليها وابتكرها فريق من الكيميائيين “المحدثين” في جامعة العلوم والتكنولوجيا بالصين يقوده كيميائي مرموق هناك اسمه “كيان وانج تشن”.

من أين يأتي الماس؟

تقوم فكرة التقنية الجديدة على تكثيف الكربون من كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في وجود الصوديوم بصورته العنصرية، ونلفت النظر إلى أن الصوديوم الذي تتم العملية في وجوده معدن خطر بعض الشيء؛ فهو يتفاعل مع بخار الماء بعنف، ومع ذلك يقول تشن: “أجرينا العملية أكثر من 80 مرة بدون مشاكل تتعلق بمسألة الأمن”، إلا أنه هو العامل الذي خفض الظروف التي سبقت الإشارة إليها بشكل حاد، من ضغط 50 ألف كجم/سم2 إلى 8 كجم/سم2، وكذلك الحرارة من 1400 درجة مئوية إلى 440 درجة مئوية فقط.

طبعا من حق تشن أن يزهو قائلا: “هذه أقل درجة حرارة مستخدمة في تخليق ماس”.

وخلال 12 ساعة يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الصوديوم في فرن درجة حرارته والضغط فيه كما أسلفنا، ثم تبدأ أنوية حبيبات الماسات في التبلور والظهور منفصلة عن نواتج التفاعل الأخرى (جرافيت وكربونات صوديوم)، ولا يتعدى قطر الواحدة منها آنذاك ربع الملليمتر، ولكن مع تمام العملية يصل إلى 1.2 ملليمتر.

وغني عن البيان أن أصغر الماسات الطبيعية وأخفها وزنا أثقل وأكبر من كبريات الماسات المخلقة اصطناعيا، وحتى فتات المهدر من تشكيل الماسات الطبيعية أكبر وأثقل منها.

خرائط الصراع تتبدل

فشركة دي بيرز De Beers أكبر شركة مناجم ماس في العالم ترحب بالتقدم الأخير وهي ممتلئة ثقة؛ فبالتأكيد هذه الماسات ليست في حالة منافسة -لا هي ولا غيرها من الماسات المخلقة اصطناعيا بأي طريقة أخرى- مع الماسات الطبيعية التي يخطف سناها الأبصار بعد تشكيلها، والتي تكونت من ملايين أو بلايين السنين كما يقول الجيولوجيون في باطن الأرض، والمسافة بينها مجتمعة وبين الماس الطبيعي شاسعة واسعة، ونردد نحن المسلمين: “صنع الله الذي أتقن كل شيء”، و”الذي أحسن كل شيء خلقه”.

ومع ذلك فالقلق والثورة وقعت، خاصة إذا علمنا أن “تشن” وفريقه يحاول خفض الظروف التي خلقوا فيها ماساتهم، كما ينتظر زيادة حجم الماسات المخلقة اصطناعيا ووزنها أيضا، لكن مصدر القلق أن النصف مليار قيراط من الماس الذي يغذي الصناعات القائمة على الماس -ولا نعني هنا صناعة القلائد مثلا- بدأت في اليابان التي تحتمي عسكريا واقتصاديا بظل المظلة الأمريكية، ثم امتدت لكثير من دول الغرب ومنها أمريكا بالطبع.

أما الصين فهي منافس خطر سياسيا وعسكريا واقتصاديا، وإذا كانت التكاليف ستقل بالطبع بسبب قلة الضغط ودرجة الحرارة المستخدمين في تقنيتها، فهما لا يتطلبان معدات ذات مواصفات شديدة الخصوصية لاحتمال ومناسبة درجات الضغط والحرارة فائقي الشدة؛ فإن التوقعات بانخفاض في أسعار الماس المخلق اصطناعيا لا تصبح ورادة فحسب، وإنما باتت محسومة، وهذه المرة لصالح الصين.

أيضا هنا ينبغي الإشارة إلى أنه في الوقت الذي يشهد فيه العالم حربا معلنة ضد الإرهاب؛ فإن ثمة حروبا خفية، تتخذ أشكالا متباينة، تدور رحاها في مناطق عديدة من العالم، تشنها الدول الصناعية الكبرى، وتستهدف من ورائها الهيمنة على ما يطلق عليه المعادن الإستراتيجية التي تعرف بأنها المعادن اللازمة لحماية الدولة وقيام الصناعات المهمة بها، والتي يؤتى بها -كلها أو بعضها- من مصادر خارج هذه الدولة، وذلك حين لا تكفي المصادر المحلية كمًّا وكيفًّا لمتطلبات حاجة الدولة، طبيعية كانت أم مخلقة.

وثمة تقارير ودراسات حديثة تؤكد أن بعض الدول الصناعية الكبرى تضع ضمن خططها الإستراتيجية في سياستها الخارجية بنداً خاصاً بدعم القوى المتصارعة في القارة الإفريقية بالسلاح والمال؛ بغية الهيمنة على منابع المعادن الإستراتيجية التي تحتويها القارة السمراء·

وفي تصريح له أعلن الخبير الأمريكي في الشئون الإستراتيجية وولترفانو أن “المعادن النادرة التي يمتلكها الآخرون ستكون سبباً في صراع اقتصادي دولي، ربما ينتهي إلى حروب عسكرية دامية”.