مستقبل الطاقة والأخطار الداهمة للتلوث وتغير المناخ، وسلامة الغذاء والتكنولوجيات الطبية الحديثة، واستكشاف ألغاز الفضاء، وايصال المعارف والمخاوف الى عامة الناس، ومسائل علمية كثيرة أخرى، كانت محاور أكثر من مئة جلسة تضمنها مؤتمر الجمعية الأميركية لتقدم العلوم في بوسطن

 

موجات الرادار من المحطات الفضائية والأقمار الاصطناعية تخترق غطاء الصحراء الرملي لتكشف مجاري أنهار قديمة. وعلى المريخ مركبات ''ذكية'' تستكشف الكوكب الأحمر وترسل الى الأرض معلومات عن جوه وتربته وإمكاناته المائية. هذان الانجازان كانا محوري جلستين رئيسيتين في المؤتمر السنوي للجمعية الأميركية لتقدم العلوم، الذي عقد في شباط (فبراير) في بوسطن، وهو أحد أضخم اللقاءات العلمية في الولايات المتحدة.

بقي أن نذكر أن رائدي هذين الانجازين رجلان عربيان.

''حين كانت الصحراء خضراء'' كان عنوان محاضرة قدمها العالم المصري الدكتور فاروق الباز، مدير مركز الاستشعار عن بعد في جامعة بوسطن. فقبل سنوات كشفت بيانات الرادار الفضائي قنوات طمرتها الرمال بعمق خمسة أمتار أو أكثر، تؤدي الى حوض جوفي في جنوب غرب مصر. وبدا أن المياه المتجمعة تسربت عبر طبقة الصخر الرملي النفاذة. وبناء على استقصاءات ميدانية، نصح الباز السلطات المصرية بالتنقيب عن مياه جوفية في منطقة شرق العوينات. وهذا ما حصل، فتم حفر أكثر من 500 بئر توفر اليوم المياه العذبة للمزارع التي خضّرت الصحراء.

وكشفت بيانات مشابهة مؤخراً حدود بحيرة جوفية ضخمة في شمال اقليم دارفور في السودان. وبناء على اقتراح الدكتور الباز، تبنى الرئيس السوداني عمر البشير مشروع ''1000 بئر لدارفور''. وأبدى الأمين العام للأمم المتحدة بان كي مون اهتمامه بدعم المشروع.

قال الباز لـ ''البيئة والتنمية'': ''رمال الصحراء لم تشكلها الرياح التي تفتت الصخور، كما ساد الاعتقاد، فشكلها الكروي يؤكد أن المياه صقلتها''. وأضاف: ''حيثما توجد رمال وصحراء كانت توجد مياه''.

أما الدكتور شارل العشي، مدير مختبر الدفع النفاث في وكالة الفضاء الأميركية (ناسا) اللبناني الأصل، فكان ضيفاً خاصاً في المؤتمر. وهو عرض ما تقوم به المركبة ''مارس روفر'' التي أنزلت على المريخ واستقطبت خيال العلماء وعامة الناس، وأثبتت التقدم الذي أحرزه العلم، وكيف أن كواكب أخرى يمكن استكشافها بحد أدنى من الكلفة من خلال تجهيزات ''ذكية'' متنقلة يتم تشغيلها عن بعد. وقد ظلت مركبات ''مارس روفر'' و''مارس إكسبلوريشن'' و''أوبورتشونيتي''، التي أشرف العشي على تصميمها، تعمل بعد ثلاث سنوات من هبوطها على المريخ، وتنتقل وتجمع باتقان معلومات عن جو هذا الكوكب وهيدرولوجيته وطبقاته الجيولوجية. (وضعت المركبتان إكسبلوريشن وأوبورتشونيتي في حالة ''سبات'' في آذار (مارس) 2008 لخفض موازنة البرنامج). وشرح العشي تصميم المركبات المريخية، وعرض صوراً التقطتها، والنتائج التي تحققت خلال ثلاث سنوات من الاستقصاء. وتم عرض نموذج لمركبة ''مارس روفر'' بكامل حجمها في المعرض المرافق للمؤتمر.

 

تغير المناخ كان محور جلسات عدة في المؤتمر. وأحد الخيارات المتداولة حالياً للحد من الاحتباس الحراري هو احتجاز ثاني اوكسيد الكربون في المحيطات، إما من خلال تخصيب مياهها بالحديد لتحفيز العوالق على امتصاص الغاز، وإما بالحقن المباشر في آبار النفط أو في المياه العميقة أو في القاع. وقد تناول المحاضرون قدرة المحيطات على الامتصاص، والتقدم في تكنولوجيا حقن ثاني اوكسيد الكربون، والتداعيات الأخلاقية للهندسة الجغرافية لمناخ الأرض.

وقدمت أوراق حول تحمّض محيطات العالم نتيجة ارتفاع مستويات ثاني اوكسيد الكربون في مياهها. فحتى الآن، تركز الجدل على تأثير تغير المناخ في ارتفاع مستوى البحار، وأُهمل تأثيره في درجة حموضة المحيطات. وهذه قضية خطيرة، فحين تتشبع المياه السطحية بثاني أوكسيد الكربون، تنخفض قدرتها على امتصاص المزيد، ما يعني بقاء كل الانبعاثات في الغلاف الجوي للأرض. ومع تحمض أماكن أعمق، حيث الحياة البحرية أقل قدرة على التأقلم، تنهار أنواع مهمة، من الشعاب المرجانية الى العوالق والثدييات. لذلك على العلماء أن يبحثوا عن أجوبة لأسئلة لم تطرح من قبل.

وثمة تأثير آخر للاحتباس الحراري لم يسلط عليه الضوء كثيراً، هو خسارة القدرة العاكسة لأشعة الشمس مع الذوبان السريع والواسع النطاق للجليد البحري في المحيط المتجمد الشمالي. وهذا يعني مزيداً من حرارة الشمس المسخنة لجو الأرض ولمياه المحيطات المترابطة.

وتؤوي الأعماق الباردة للمحيطات ثلثي أنواع الشعاب المرجانية المعروفة، التي تعمّر لآلاف السنين وتدعم نظماً ايكولوجية تضم تنوعاً من الأسماك والحيوانات الأخرى أغنى ثلاثة أضعاف من نظم القيعان العميقة المجاورة. لكن علم الشعاب المرجانية في المياه العميقة ما زال في مرحلة استكشافية. وقدمت خلال ندوة خاصة أدلة مبنية على الحمض النووي DNA تظهر أن مجموعة رئيسية من شعاب المياه الضحلة نشأت من أسلاف تعيش في الأعماق. وثمة أبحاث تسترشد بالشعاب المرجانية العميقة لفهم تغير المناخ الذي يحدث طبيعياً أو يسببه الانسان.

 

التطورات التكنولوجية السريعة منذ استنساخ النعجة ''دولي'' جعلت الاستعمال التجاري للحيوانات المستنسخة في انتاج الغذاء يجذب اهتمام عامة الناس ويثير قضايا سياسية وصحية واجتماعية. فهذه التكنولوجيا قد تصبح مهمة اقتصادياً، وتوفر منتجات مفيدة، لكنها تثير أيضاً قضايا أخلاقية. المشاركون من الولايات المتحدة وأوروبا ناقشوا النواحي العلمية والتقنية والاجتماعية والاقتصادية، والاتجاهات التجارية والتشريعات الدولية، والفرص والمخاطر المتعلقة بالاستيلاد وانتاج الغذاء المستنسخ على الصعيد العالمي، وتقييم المخاطر المحتملة وادارتها، بالاضافة الى الاختراقات الطبية التي تعد بها أبحاث الخلايا الجذعية.

ومنذ أوائل ثمانينات القرن العشرين، تقدمت الهندسة الوراثية للمحاصيل بخطى سريعة. وبالاضافة الى المزروعات التي تتم هندستها لتحمل مبيدات الأعشاب ومقاومة الحشرات، هناك محاصيل جديدة مهندسة وراثياً لتنتج عقاقير طبية وهورمونات ومواد كيميائية صناعية مثل البلاستيك والوقود الحيوي. لكن هذه المواد قد تكون فعالة أحيائياً بجرعات منخفضة. فإذا لُوثت المزروعات المخصصة للغذاء عندما يتم انتاج هذه المواد المهندسة وراثياً في محاصيل كالذرة وفول الصويا والرز، فقد تؤثر سلباً على صحة الانسان، وتعرض شركات صنع المنتجات الغذائية لخسارة أسواقها وسمعتها وتحمل تبعات قانونية.

الشركات التي تعتمد البيوتكنولوجيا في الولايات المتحدة تزرع حالياً معظم المحاصيل الطبية في العالم. وفي ضوء التجارة العالمية للحبوب، فان العواقب المحتملة للتلوث قد يعم تأثيرها العالم أجمع. وقد استكشفت ندوة خاصة امكانية تلوث الامدادات الغذائية العالمية من المحاصيل الطبية المهندسة وراثياً وبدائل استعمال المحاصيل الغذائية لهذه الأغراض، والتعديلات التنظيمية التي اقترحتها وزارة الزراعة الأميركية لحماية الغذاء.

 

تغويز الفحم (coal gasification) إحدى الطرق الأنظف والأكثر رواجاً لتحويله الى مجموعة من المنتجات الطاقوية القيمة. هذه العملية الكيميائية الحرارية تحلل الفحم، أو أي لقيم كربوني، الى مكوناته الكيميائية الأساسية. لكن درجات الحرارة العالية (1300ـ1600 درجة مئوية)، والاجهاد الحراري، والضغط المرتفع، والخَبَث الأكال، تجعل بيئة محطة التغويز غير مأمونة. وقد بدأ تشغيل محطات الطاقة الكهربائية الأولى التي تعمل بتغويز الفحم في بلدان كثيرة، وتعد هذه التكنولوجيا بتلبية جزء من الطلب العالمي المتزايد على الطاقة. وخلال المؤتمر، تناول خبراء رياديون في هذا المجال التحديات والحلول المتعلقة بتحقيق طاقة أنظف بواسطة تكنولوجيا التغويز.

نحن نعيش حالياً على ضوء الشمس القديم، أي على الطاقة والكربون اللذين احتجزا منذ ملايين السنين في الوقود الأحفوري. والآن تدرك المجتمعات حول العالم اضطرارها الى العيش على ضوء الشمس الحالي والمستقبلي، بالاعتماد على النباتات والغابات والبحار لتوفير لقائم دائمة للصناعة والوقود والغذاء. لكن انتاج الوقود الحيوي في اقتصاد عالمي مستدام يتطلب خيارات سياسية دقيقة، ومزيداً من الأبحاث العلمية والاجتماعية، وتكنولوجيات انتاج حديثة، وتغيراً في السلوكيات، ونظماً تسويقية، وأنظمة تجارية توازن بين التكاليف البيئية والاجتماعية والاقتصادية.

ان الطلب على مشتقاتِ الوقود الحيوي يغير ملكية الأراضي واستخداماتها. ولقائم ''الجيل الأول'' هي الذرة وقصب السكر والشمندر السكري لصنع الايثانول، وزيت النخيل وزيت بزر اللفت لصنع الديزل الحيوي (بيوديزل). أما التكنولوجيات الحديثة ومحاصيل ''الجيل الثاني'' غير الغذائية، كالمخلفات الزراعية، فيمكن أن تخفض نفقات الانتاج وتزيد الامدادات الطاقوية وامكانية الوصول الى طاقة رخيصة، وتخفف الأثر على المناخ وتحفز النمو في البلدان النامية. ووصف المتكلمون في جلسات عدة تكنولوجيات حديثة لتوليد الطاقة من الكتلة الحيوية، ونظروا في مآزق الصراع بين الطاقة والأمن الغذائي. واقترحوا ترتيبات تجارية ضرورية لتوفير طاقة مستدامة مع التقليل من الخطر على الفقراء.

المخاوف على أمن الطاقة وتغير المناخ وتلوث الهواء أفسحت مجالاً متنامياً للطاقة النووية. وعلى رغم أن تصاميم محطات الجيلين الثاني والثالث الحاليين توفر امدادات كهرباء مضمونة ومنخفضة الكلفة نسبياً، فقد أطلقت الحكومات والصناعة والمجتمع البحثي نقاشاً واسع النطاق حول تطوير جيل رابع من نظم الطاقة النووية. ولعل ذروة التعاون الدولي كانت توقيع اتفاقية بين سبعة أطراف تمثل أكثر من نصف سكان العالم (الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة والاتحاد والروسي والصين واليابان والهند وكوريا) لانشاء مفاعل توكوماك التجريبي الدولي(ITER) الذي ينتج الطاقة بالانصهار النووي بدل الانشطار النووي. وهو من أضخم المشاريع العلمية الدولية، ويتوقع أن يكلف نحو خمسة بلايين دولار. والانصهار هو مصدر طاقة الشمس والنجوم، حيث تندمج نواتان ذريتان خفيفتان لتنشأ نواة أثقل، وتتولد خلال العملية كمية كبيرة من الطاقة. وقد كانت تكنولوجيا الانصهار النووي مدار بحث ونقاش في جلسة جمعت عشرات العلماء، كما تم عرض نموذج للمفاعل ITER.

ادارة النفايات المشعة هي الهم الرئيسي الذي يعوق قبول الطاقة النووية. ودفنها تحت الأرض في وسط جيولوجي مناسب قد يوفر لها ظروفاً آمنة في المدى البعيد، على أن يتم تثبيتها وتوضيبها حسب الأصول. لكن أقل من واحد في المئة من الوقود النووي المستنفد يمكن تعريفه كنفايات. وإذا كان للطاقة النووية ان تساهم في تلبية الحاجات الطاقوية المتنامية، فيجب معالجة الوقود المستنفد وتدوير مكوناته الصالحة للاستعمال. وقد نوقشت سيناريوهات مختلفة للتقليل من النفايات النووية، منها تحويل النظائر المشعة السامة التي تدوم وقتاً طويلاً الى نظائر مستقرة أو تدوم وقتاً قصيراً، باستعمال مفاعلات مسرّعة.

الارهاب النووي والاشعاعي لم يعد من باب الخيال، وثمة جهود عالمية لمنع انتشار الأسلحة النووية وحماية البشرية من مخاطرها. لكن هل يعلم الناس بالذي يحدث وراء الكواليس السياسية والعلمية؟ ناقشت ندوة خاصة العلوم والأدوات والتكتيكات الشرعية التي طورتها فرق دولية من ''المفتشين الذريين''. وركزت على أمثلة ملموسة تثبت، مثلاً، كيف تم كشف مواد إشعاعية من خلال أخذ عينات بيئية، وكيف يتم تحليل مادة نووية مصادرة، وكيف يمكن تحديد ''بصمة'' مواد نووية مهما كانت كميتها صغيرة، حتى لو كانت غباراً، وتقصّي مصدرها ومنشأها في أي مكان من العالم. وتناول عدد من كبار علماء الوكالة الدولية للطاقة الذرية والاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة التحديات الراهنة ومدى التعاون الدولي في هذا المجال.

 

المراقبة الأحيائية للأنسجة، مثل الدم والبول وحليب الثدي، هي أداة علمية جديدة لتقييم التعرضات للملوثات البيئية، وقد أتاحت رصداً أفضل لمواد كيميائية مخلة بالغدد الصماء، مثل ثنائيات الفينيل المتعددة الكلورة ومعوقات اللهب ومبيدات الآفات والفثالايت ومنتجات العناية الشخصية. وترصد برامج المراقبة الاحيائية بقاء مواد كيميائية تم حظرها قبل بضعة عقود، كالمبيدات، وانتقال الملوثات مسافات بعيدة عن مصادر استعمالها.

ويشكل تعرّض الأم لمجموعة من العوامل السامة أثناء الحمل مصدر قلق في الأوساط العلمية. لكن هناك أدلة متزايدة على أن تعرض الأب أيضاً يمكن أن يؤثر سلباً على نمو الجنين ونمو الطفل بعد الولادة، وأن هذه البصمة يمكن أن تتجسد في أجيال مقبلة. وقد تناول باحثون العواقب الصحية لتعرض الأبوين لمجموعة واسعة من العقاقير والملوثات البيئية والمواد الكيميائية السامة.

العالم سوق كبيرة، وانتقال البضائع ينقل الكائنات الممرضة. وقد عرض اختصاصيون خطرها على الأمن الاحيائي، وأثر النباتات الدخيلة والكائنات الممرضة للبشر على المحاصيل والمنتجات الغذائية. لقد انخفض حجم المنتجات الغذائية الطازجة، وهناك كائنان ممرضان هما مصدر قلق بنوع خاص: بكتيريا السلمونيلا التي تسببت بانتشار وباء في الولايات المتحدة من أكل البندورة (الطماطم) وزبدة الفول السوداني واللوز والشمّام، والبكتيريا ''إي كولي'' الموجودة في مياه المجارير والتي تسببت مؤخراً بانتشار وباء في الولايات المتحدة ناجم عن براعم الفصة والخس والسبانخ. وقدمت معلومات حول مخاطر نقل نباتات حية مسافات طويلة، ومخاطر الأمراض الناشئة من منتجات غذائية نباتية.

وثمة أمراض مرافقة لتغير المناخ، مثل تفشي حمى الوادي المتصدع وفيروس هانتا والملاريا وحمى الضنك والكوليرا. وقد أدت خسارة التنوع البيولوجي الى ازالة الضوابط الطبيعية لناقلات الأمراض. وتثير أمراض ناشئة أو عائدة قلقاً من انتشار أمراض معدية مثل الملاريا والبلهارسيا والتهاب الدماغ والطاعون.

 

يتم كل سنة تشخيص أكثر من 10 ملايين حالة سرطان في أنحاء العالم، ويموت أكثر من 6,5 ملايين مصاب سنوياً. وفي بلدان مصنّعة كثيرة، يحل السرطان مكان أمراض القلب كسبب أول للوفاة. وعلى رغم أن الاستعداد الوراثي يساهم في نشوئه، فان عوامل بيئية وسلوكية كالطعام والتدخين والمسرطنات البيئية وناقلات العدوى قد تكون مسؤولة عن غالبية الاصابات. وكما هي حال معظم الأمراض، فإن مقاربات وقائية يمكن أن تبعد السرطان وتنفع أكثر من معالجة الأورام المنتشرة. وقد نوقشت خلال بضع جلسات إجراءات وقائية رئيسية تم التوصل اليها. ومنها لقاح الفيروس الحليمي papillomavirus vaccine القادر على استبعاد الغالبية العظمى من سرطان عنق الرحم وسرطانات أخرى تنسب الى عدوى هذا الفيروس، واستراتيجيات الوقاية الكيميائية التي يمكن أن تقلل خطر الاصابة بسرطان الثدي، والاستراتيجيات الغذائية التي قد تقلل من حدوث أمراض سرطانية كثيرة. وعرضت أدلة على أن النقص في مغذيات دقيقة يسبب تلفاً في الحمض النووي DNA والاصابة بالسرطان.

وتعد النانوتكنولوجيا بتحسين صحة البشر من خلال التشخيص الأبكر والأفضل وإنتاج علاجات جديدة. ومع أن الاطارات التنظيمية الحالية في الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي تبدو واسعة ومرنة لمعالجة معظم التطورات المتعلقة بالنانوتكنولوجيا، فثمة مخاطر محتملة، أبرزها السمية غير المعروفة للمواد الدقيقة المهندسة. ففي حين تتيح خصائص انتقال المواد النانوية الدقيقة في الأنسجة تطوير عقاقير طبية جديدة وايصالها الى الأنسجة المستهدفة، ثمة مخاوف من مضاعفات صحية تسببها سمية أكبر مما هو متوقع في تركيبة العقار. وقد نوقشت خلال المؤتمر مقاربات لموازنة المخاطر والفوائد التي ينطوي عليها استغلال سوق النانوتكنولوجيا التي يتوقع أن تبلغ قيمتها 2,6 بليون دولار في العقد المقبل.

وقد رافق المؤتمر على مدى أربعة أيام معرض علمي وتكنولوجي. وستعقد الجمعية الأميركية لتقدم العلوم مؤتمرها المقبل في شباط (فبراير) 2009 في شيكاغو.

 

تزداد البدانة بشكل مثير في أنحاء العالم، حيث يعاني 1,5 بليون شخص بالغ من زيادة الوزن، اضافة الى 400 مليون بدين، فيما 10 في المئة من الأطفال هم زائدو الوزن. ونتيجة لذلك تتصاعد معدلات السكري والأمراض الأخرى المتعلقة بالبدانة. وقد ناقشت ندوة خاصة هذا الوباء العالمي واستراتيجيات للحد منه، بما في ذلك مقاربات حكومية وفردية. وبناء على أدلة بأن معدل زيادة الوزن هو بين نصف كيلوغرام وكيلوغرام في السنة، فإن احدى استراتيجيات منع هذا الوباء هي اعتماد تخفيضات صغيرة في الطعام بمقدار 100 كيلوكالوري فقط يومياً، وسلوكيات رياضية.

 

هبّات أشعة غاما الكونية كانت محور جلسة أخرى. فهي ذات طاقة كهرمغناطيسية طاقوية عالية جداً، ويمكن تسجيلها بمعدل هبة واحدة في اليوم بواسطة مكشافات تركز فوق الغلاف الجوي للأرض. وكثير منها يحدث أثناء تكوّن نجم نيوتروني أو ثقب اسود، من خلال انهيار مفاجئ لنجم ضخم أو اندماج جرمين فضائيين. ويحتاج اكتشاف هذه الهبّات ودراسة هذه الانفجارات الهائلة الى شبكة عالمية من المراقبين والتلسكوبات والمحطات الأرضية للأقمار الاصطناعية. وقد جهز القمر الاصطناعي ''سويفت'' التابع لوكالة الفضاء الأميركية (ناسا) بتلسكوبات بنيت بشراكة مع ايطاليا وبريطانيا، وهو ينقل البيانات حول هبّات أشعة غاما من خلال محطة أرضية في ماليندي بكينيا. ويستخدم العلماء المتعاونون تلسكوبات أرضية في بلدان مثل ناميبيا وتركيا واليابان، لجمع البيانات التي تساعد في كشف أسرار هذه الأحداث الغامضة.

 

تأسست الجمعية الأميركية لتقدم العلوم (AAAS) عام 1848 بهدف ''تعزيز التواصل بين رواد العلوم ودعم جهود العلماء وتعميم الافادة منها''. وهي تعقد اجتماعات سنوية يشارك فيها ألوف العلماء. وتصدر مجلة Science الشهرية المستقلة منذ عام 1900.