تقنيات عشر تُساعد على إنقاذ كوكب الأرض ... ما هي؟

ترجمة: إبراهيم مأمون

يرى موقع "زد نت" المعني بأخبار تكنولوجيا الأعمال أن هناك تقنيات عشر تُسهم في إنقاذ الكوكب وتُعد عاملًا للتقدم على كوكب الأرض، في الوقت الذي تعتبر فيه أن العنصر الأول من تلك التقنيات قد يكون كذلك سببًا لتقدم البشرية بقوة أو هلاكها.

1) الذكاء الاصطناعي:

يُعد برنامج مايكروسوفت الخاص بـ "الذكاء الاصطناعي لخدمة الإنسانية والعالم" هو أحد الجهود التي تُنفذ حاليًا لتسخير إمكانات الذكاء الاصطناعي لصالح الكوكب؛ حيث قدم البرنامج أكثر من 200 منحة بحثية للفرق التي تطبق تقنيات الذكاء الاصطناعي على صحة الكواكب في أحد المجالات الأربعة: التنوع البيولوجي، والمناخ، والمياه، والزراعة.

وتعمل خوارزميات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي البدائية حاليًا على تحليل الأسطح الجليدية لقياس التغييرات بمرور الوقت، مما يساعد الباحثين على زرع غابات جديدة بتخطيطات دقيقة لزيادة عزل الكربون إلى أقصى حد، وتمكين أنظمة التحذير من المساعدة في القضاء على تكاثر الطحالب المدمرة.

ويوضح الموقع أن الذكاء الاصطناعي لديه تأثير على الممارسات الزراعية وسيعمل قريبًا على تغيير طريقة الزراعة في الدول الصناعية، مما يقلل من اعتمادنا على المبيدات الحشرية ويقلل بشكل كبير من استهلاك المياه.

ويضيف "زد نت" أن الذكاء الاصطناعي سيصبح حجر الأساس في جهودنا المستقبلية التي تستهدف الحد من الأضرار التي ألحقت الضرر بكوكبنا بالفعل مع توفير حلول قابلة للتطوير تُستخدم في تلبية احتياجات الطاقة والغذاء والمياه لدى جنسنا البشري، أو أنه قد يكون في النهاية السبب في هلاك الجنس البشري.

2) الاندماج النووي

يستهدف الباحثون تسخير عملية اندماج نوى الهيدروجين التي تُسهم في تشغيل الشمس من أجل خلق طاقة أرضية مستدامة، تُسهم في توفير شكل من أشكال الطاقة الخالية من انبعاثات الكربون على عكس الانشطار النووي، المُستخدم حاليًا في تشغيل المحطات النووية؛ والفارق بينهما أن الاندماج لا ينتج عنه نفايات نووية مشعة طويلة العمر.

ويرى الباحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن المشكلة الحالية التي تواجههم في توليد الطاقة هي الحرارة، حيث أنه من أجل توليد طاقة موجبة صافية عند اندماج جسمين، يجب أن يحدث التفاعل عند ملايين الدرجات المئوية، ما قد يتسبب في صهر أي وعاء مُستخدم في تلك العملية.

ويُرجح الباحثون إمكانية استخدام مغناطيسات عالية الطاقة بدلًا من البلازما العائمة حتى لا تلامس الحرارة الشديدة الغرفة المخصصة للصهر، مُضيفين أن الزمن النموذجي المطروح لإمكانية توفير طاقة الاندماج هي 30 عامًا، لكنه من الممكن توفير الطاقة وإدخالها للخدمة في غضون 15 عامًا فقط، وهو ما سيكون بمثابة نعمة كبيرة في المعركة لإبطاء وتيرة الاحتباس الاحتراري على كوكب الأرض.

3) احتجاز الكربون

يوضح التقرير أن عالمنا أصبح به كميات هائلة من غاز ثاني أكسيد الكربون الذي يتسبب في ارتفاع درجة حرارة كوكبنا، وطرح تساؤلًا ماذا قد يحدث لو تمكنا من احتجاز الغاز وعزله؟

تُعد فرضية احتجاز وتخزين ثاني أكسيد الكربون هي فرضية ناشئة من التقنيات التي تم إعدادها للعب دور مهم في إنقاذ كوكبنا خلال العقود المقبلة؛ حيث تسمح تقنيات الاحتجاز بفصل ثاني أكسيد الكربون عن الغازات المنتجة واحتجازه في صهاريج عند انبعاثه خلال عملية توليد الكهرباء والعمليات الصناعية بإحدى الطرق الثلاث: احتجاز ما قبل الاحتراق، واحتجاز ما بعد الاحتراق، واحتراق الوقود بالأكسجين، على أن يُنقل غاز ثاني أكسيد الكربون عن طريق خطوط الأنابيب وتخزينه في تكوينات صخرية في أدنى طبقات الأرض.

وأوضح التقرير أن عام 2017 شهد إنشاء أول مصنع لاحتجاز ثاني أكسيد الكربون في العالم في سويسرا، كما طورت الشركات الناشئة في الولايات المتحدة وكندا مصانع خاصة بها لاحتجاز الكربون، وهي التقنية التي قد تُساعد في تحييد أحد أكثر الاتجاهات البيئية التي تُهدد كوكبنا في العصر الحالي.

4) الشبكات الذكية

يصف التقرير عملية توليد الكهرباء من خلال البنية التحتية للطاقة - التي تُعرف باسم شبكة الطاقة - أنها أصبحت مُشكلة خلال القرنين التاسع عشر والعشرين؛ حيث لا يزال إنتاج الطاقة مركزيًا إلى حد كبير، على أن يُنقل بعد ذلك في النهاية إلى المستخدمين النهائيين.

تكمن المشكلة في أن هذه الشبكات شديدة الحساسية للتقلبات في استخدام وإخراج الكهرباء، وتميل إلى الاعتماد على مصادر الطاقة الباعثة للتلوث، كما أنها عرضة للهجوم عادة.

ويوضح التقرير أن الشبكات الذكية أصبحت تُطرح في المختبرات بالولايات المتحدة وعلى الصعيد الدولي، حيث تستهدف الفكرة نشر العديد من تقنيات الطاقة والتوزيع والشبكات والأتمتة والاستشعار من أجل تصميم شبكة جديدة تتلاءم مع القرن الحادي والعشرين.

وتستهدف الشبكة الجديدة تمكين عملية الإنتاج المحلي للطاقة وصولًا إلى مستوى الأسرة، في حين تعمل تقنية أجهزة الاستشعار ونماذج التنبؤ على ضبط إنتاج الطاقة لتجنب الإفراط في الإنتاج، فيما تُتيح البطاريات إمكانية تخزين الطاقة من مصادر متجددة.

وحسب دراسة أجراها معهد أبحاث الطاقة الكهربائية، فقد تُساعدنا تقنيات الشبكة الذكية بحلول عام 2030 في تقليل انبعاثات الكربون بنسبة 58% مقارنة بمستويات الانبعاثات منذ عشر سنوات مضت.

5) المستشعرات البيئية

ويرى التقرير أن المستشعرات البيئية هي إحدى التقنيات المجهولة التي تُسهم في دعم جهود الاستدامة في كافة أنحاء الكوكب؛ ففي ثمانينيات القرن الماضي، ساعدت المداخن الأطول في تقليل تلوث الهواء على النطاق المحلي، إلا أنها أصبحت مرتبطة بارتفاع معدل الأمطار الحمضية، ما تسبب بالتالي في إزالة الغابات على نطاق واسع.

تطورت التكنولوجيا بالطبع كثيرًا منذ ذلك الحين، لذلك يعتقد الباحثون أن انتشار المستشعرات سيؤثر بالتأكيد على الطريقة التي نعيش بها؛ ففي وقتنا الحالي تقوم مستشعرات بيئية -بحجم قطعة نقدية صغيرة - بمراقبة جودة الهواء والمياه، وتحديد الملوثات، وتتبع التحمض، والتقاط بيانات في الوقت الفعلي عن الظواهر التي تعتبر بالغة الأهمية لرفاهيتنا الاجتماعية والاقتصادية، كما تعمل شبكات الاستشعار المحلية التي تراقب استخدام الطاقة والمياه في المباني على تقليل النفايات.

6) بطاريات الطاقة

تُعد الطاقة هي المشكلة الرئيسية التي تُعيق كثير من التقنيات الصديقة للبيئة؛ حيث أن طاقة الرياح والطاقة الشمسية - على سبيل المثال - قادرة على توليد كميات هائلة من الطاقة الكهربائية، ولكن الاعتماد عليها صعب بمفردها نظرًا لأنه في بعض الأحيان قد لا يُصبح الجو مشمسًا أو عاصفًا، ما جعل العالم يتجه إلى الاعتماد على بطاريات الطاقة النظيفة.

ويوضح التقرير أن البطارية الحالية لن تُسهم في تحقيق أي إنجاز من حيث الاعتماد الكلي على الطاقة النظيفة، نظرًا لكونها باهظة الثمن للغاية، ففي ولاية كاليفورنيا بمفردها تحتاج الولاية إلى إنفاق 360 مليار دولار من أجل تحقيق أهدافها الطموحة في تخزين الطاقة وتزويد نفسها بالطاقة من خلال مصادر الطاقة المتجددة فقط.

ويُضيف التقرير أن إحدى الشركات تُدعى "فورم إينيرجي" على وشك إحداث انفراجه في هذه المشكلة؛ حيث تعمل على تطوير ما يُعرف باسم "بطاريات تدفق الكبريت المائي" التي ستُكلف ما بين دولار واحد إلى 10 دولارات للكيلوواط في الساعة، مقارنة بتكلفة الليثيوم البالغة 200 دولار للكيلوواط في الساعة.

7) اللحوم المزيفة

يرى الباحثون ان استمرار استهلاك كميات كبيرة من اللحوم على كوكب الأرض يُعدد أحد الأسباب الرئيسية لإزالة الغابات في أمريكا الوسطى والجنوبية، والتسبب كذلك في ارتفاع الكربون بشكل غير مسبوق في الغلاف الجوي.

وأرجع أكثر من 15 ألف عالم من علماء العالم الذين وقعوا في عام 2017 على تحذير يدعو الإنسانية إلى تقليص استهلاك الفرد الواحد من اللحوم بشكل كبير، حيث يعتمد إنتاج اللحم البقري على توفير مساحة 164 مترًا مربعًا من المراعي لكل 100 جرام من اللحوم، وهو ما يتسبب في النهاية في إزالة الغابات.

وترى منظمة الأغذية والزراعة أن الثروة الحيوانية مسؤولة عن حوالي 14.5٪ من انبعاثات غازات الدفيئة بشرية المنشأ، كما تستخدم الحيوانات أيضًا كميات هائلة من المياه العذبة، بينما يتسبب الجريان السطحي للملوثات الناتجة عن عمليات تربية الماشية الصناعية إلى تلوث المجاري المائية المحلية.

ويطرح التقرير خبرًا جيدًا بقوله إن الإنجاز التكنولوجي وعلوم الأغذية المتقدمة أسهمت في تقديم عدد من الشركات لبدائل لذيذة للحوم تعتبر بمثابة بدائل مناسبة جدًا، وهو ما يعتبر إنجازًا يُسهم في الحد من انبعاثات الكربون، وفي نفس الوقت تقديم وجبة لذيذة من اللحوم المزيفة لمحبي اللحوم.

8) الزجاج الشمسي

ماذا لو أصبحت كل نافذة في ناطحات السحاب تُستخدم في توليد الطاقة؟

يصف التقرير الزجاج الشمسي بأنها عبارة عن مادة نافذة شفافة تسمح بمرور الضوء بشكل مناسب، لكنها تلتقط كذلك طاقة الشمس وتحولها إلى كهرباء.

ويوضح التقرير أن العقبة الكبرى أمام استخدام الزجاج الشمسي هي الكفاءة، ففي الوقت الذي تُحقق فه الخلايا الشمسية عالية الأداء كفاءة بنسبة 25% أو تزيد عن ذلك، إلا أن الحفاظ على شفافية الزجاج تعني التضحية بكفاءة توليد الكهرباء، لكن فريقا من جامعة ميشيجان وفر بديلًا لذلك.

كشف الفريق عن تطوير منتجًا للزجاج الشمسي يوفر كفاءة بنسبة 15%، ويُتيح مرور 50% من الضوء بالكامل.

وبحسب التوقعات الحديثة لولاية ميشيجان الأمريكية، فإن الولاية بها 5 إلى 7 مليارات متر مربع من مساحة النوافذ القابلة للاستخدام، وهي كافية لتشغيل 40% من احتياجات أمريكا من الطاقة باستخدام منتج زجاجي شمسي.

9) البلاستيك المُستخلص من النباتات

تنطلق العديد من المبادرات في جميع أنحاء العالم لحظر استخدام المواد البلاستيكية ذات الاستخدام الواحد أو تقييدها بشدة، إلا أن تلك المشكلة هي عميقة الجذور ومتأصلة بعمق في ثقافة اقتصادنا الاستهلاكي.

ويرجح التقرير أن المواد البلاستيكية المستخلصة من النباتات والتي تتحلل حيوياً تُعد أحد الحلول المستساغة التي يمكنها، من الناحية النظرية، أن تحل محل العديد من المنتجات البلاستيكية المتداولة بالفعل؛ حيث تُصنع بالفعل شركة إندونيسية تدعى "أفاني إيكو" البلاستيك الحيوي من نبات الكسافا منذ عام 2014.

وعلى خطى تقنيتي اللحوم المزيفة والزجاج الشمسي، فمن المُرجح أن يصبح هذا قطاعًا مزدهرًا في السنوات القادمة، لكن التقرير ينبه على أن كل المواد البلاستيكية الحيوية قد لا تتحلل بيولوجيًا، لذا ستتركز النقطة الأهم في تعزيز حماية البيئة في تحسين ثقافة الاستهلاك وتحويل المستهلك خلال العقد المقبل إلى شخص مسؤول يُحدد بعناية نوعية المنتجات التي يرغب في شرائها.

10) الجرافين

يرى الباحثون أن مادة الجرافين قد تُصبح حجر الأساس في النهضة الخضراء التي يستهدف العالم تحقيقها؛ حيث تُعتبر الجرافين أقوى من الفولاذ وأرق من الورق وأكثر توصيلًا من النحاس.

ورُغم أن الحديث عن تلك المادة كان نظريًا كليًا في السابق، إلا أنه في عام 2004 تم اكتشاف الجرافين لأول مرة في جامعة مانشستر، وأصبح منذئذ موضوع بحث مُكثف يرى فيه الكثيرون أنه سيكون العنصر التالي بعد البرونز والحديد والفولاذ والسيليكون في نشر التطور الثقافي والتكنولوجي للجنس البشري.

يتميز الجرافين بانخفاض سماكتها وشفافيته وموصليته العالية، ما يجعله مناسبًا لاستخدامه في مجموعة كبيرة من التطبيقات المُستخدمة في العناية بالكوكب، ومن بينها مُرشحات المياه، والموصلات فائقة القدرة على نقل الطاقة عبر مسافات شاسعة بأقل خسارة، والاستخدامات الكهروضوئية.