إعداد: محمد هاني عطوي
لماذا يحدث المد والجزر؟
إذا كنت من محبي السير لمسافات طويلة على الشاطئ، فمن الأفضل الانتباه كي لا تتفاجأ بظاهرة المد والجزر الناتجة عن حركة الصعود والهبوط في مياه البحار والمحيطات نتيجة لقوة الجاذبية وقوة الطرد المركزي . وبشكل عام تتعرض جميع المسطحات المائية الصغيرة منها والكبيرة إلى هذه الظاهرة الناجمة عن قوى الشمس والقمر، إلا أن هذه الظاهرة لا تُلاحظ بسهولة إلا عند التقاء اليابسة بالماء . في المسطحات المائية الداخلية، نجد أن ارتفاع وانخفاض المياه المنتظمين يكون من الصغر، بحيث لا يميز بينه وبين التغيرات في مستوى المياه الناجمة عن الرياح وحالات الجو، فبحيرة سوبيريور الواقعة بين الولايات المتحدة وكندا، لا يزيد ارتفاع مياه شواطئها في حالة المد على 5 سنتيمترات فقط .
ومن المعلوم أنه في هذا الكون، تتجاذب جميع الأجسام فيما بينها، اعتماداً على كتلتها وبعدها عنا، ومن المعلوم أيضاً أن أرضنا خاضعة لجاذبية القمر والشمس، وعلى الرغم من أن حجمه أصغر، إلا أن جاذبية القمر ضعف جاذبية الشمس، نظراً لقربه من الأرض . ومن هذا المنطلق نجد أنه من الجانب الذي تواجه فيه الأرض القمر، ينجذب المحيط وتحدث فيه تشوهات ويشكل وسادة (انتفاخ)، وهذا ما يعرف بالمد العالي . ومع استمرار دوران الأرض تقل قوة الجاذبية بشكل تدريجي في المكان نفسه وينخفض المد . ويتبع المد والجزر القمر في حركته الظاهرية حول الأرض، فترتفع مياه المسطحات المائية وتنخفض مرتين خلال الفترة الزمنية الواقعة بين طلوعين متتاليين للقمر، وهي تعادل 24 ساعة و50 دقيقة تقريباً .
وتتحدد الفترة بين طلوعين للقمر بوساطة حركتين هما: حركة الأرض حول محورها، ودوران القمر حول الأرض . فنتيجة لدوران الأرض حول محورها، يقطع القمر السماء مرة كل يوم . أما بالنسبة إلى الشمس، فإن القمر يدور حول الأرض مرة واحدة كل 29 يوماً ونصف اليوم، لذلك فإن القمر يتحرك 12درجة حول الأرض كل يوم . وما بين طلوعين للقمر، تكون الأرض قد أكملت دورتها حول نفسها، وهنا ترجع الاثنتا عشرة درجة التي أُضيفت، وتستغرق نحو50 دقيقة . ولكن لماذا يحدث مدان عاليان في يوم واحد، علماً أن القمر يمر مرة واحدة فقط فوق رؤوسنا؟
الواقع أنه بعد نحو 12 ساعة من المد الأول، وفي الوقت الذي يكون فيه القمر على الجانب الآخر، تتشكل وسادة محيطية ثانية ويرجع ذلك إلى دوران الأرض والقمر حول بعضهما البعض، الأمر الذي يولد ما يسمى بقوة الطرد المركزي (وهي القوة التي تدفعك إلى الخارج في الدولاب العملاق الدوار)، علماً أننا نقول من باب التسهيل غالباً أن القمر يدور حول الأرض لكن يجب أن نعلم أن أرضنا ليست ثابتة وهي تتحرك قليلاً حول القمر .
والمد والجزر لا يحدثان دائماً في الوقت نفسه، ولكن هناك فارقاً زمنياً بين حدوثهما بمعدل ساعة كل يوم لأن القمر يدور حول الأرض . ونظرًا لدوران الأرض حول محورها، فإن كلاً من اليابسة والماء يدوران بعضهما مع بعض، لكن واحدًا من هذين الانتفاخين يبقى في العادة تحت القمر، والانتفاخ الآخر عادة ما يبقى في الجهة المقابلة من الكرة الأرضية . لذلك ينشأ عن دوران الكرة الأرضية مدٌ في أغلبية أجزاء البحر مرتين في اليوم الواحد، وليس بالضرورة تساوي هذين المدين في مكان واحد، لأن مراكز الانتفاخات المائية تحدث في الغالب على الجوانب المقابلة لخط الاستواء، بدلاً من حدوثها فوقه، بسبب وقوع القمر عادة إلى الشمال أو الجنوب منه، والفرق في الارتفاع بين المد العالي والجزر المنخفض يمكن أن يصل إلى 20 متراً .
لماذا تبدو العروق زرقاء علماً أن الدم لونه أحمر؟
في البداية يجب أن نلغي من رؤوسنا فكرة منتشرة على نطاق واسع جداً، وهي أن دمنا الوريدي أزرق اللون ولو كان الأمر كذلك، فإنه سيتدفق سائلاً أزرق عندما نجرح أنفسنا في أحد الأوردة! هذا المفهوم الخاطئ ربما أتى من المخططات التوضيحية لنظام القلب والأوعية الدموية لدينا التي رآها أغلبيتنا في الكتب المدرسية، حيث تظهر الأوردة زرقاء والشرايين حمراء وذلك لتمييزها فقط . ولكن لون الدم في الحقيقة ليس أحمر دائماً، ولكنه يظهر لنا أحمر اللون بفضل (الهيموجلوبين)، حيث ينقل الدم الأوكسجين إلى أجهزتنا وثاني أكسيد الكربون إلى الرئتين للتخلص منه . هذه العملية تكون ممكنة من خلال بروتين يوجد في خلايا الدم الحمراء وهو (الهيموجلوبين) الذي يحتوي على ذرة الحديد، المسؤولة عن هذا اللون المميز . وفي الرئتين، وعند الاتصال مع الأوكسجين، يتأكسد الحديد أي كأنه "يصدأ"، ومن ثم يعطي اللون الأحمر الفاتح لدمنا! وفي المقابل ما إن يتخلص الدم من الأوكسجين في أجهزة الجسم، حتى يتخذ لوناً أحمر داكناً .
أما عن العروق التي تظهر زرقاء، فيرجع ذلك إلى (البشرة) فهي ليست شفافة، بل تعمل بمثابة مرشح يمتص وينشر جزءا من الضوء المار خلاله . والمعروف أن الضوء عبارة عن سلسلة من الطيف المكون من سبعة ألوان وهنا نجد أن اللون الأزرق يعبر بسهولة أكبر من اللون الأحمر حاجز الجلد، ولهذا السبب نرى عروقنا زرقاء اللون . وهو الأمر نفسه الذي يحدث عندما نتعرض لضربة ما حيث يظهر الجلد باللون الأزرق لأن الأمر ببساطة عبارة عن تجمع للدم تحت الجلد . ولو استطاع أحدنا مشاهدة شرايينه عبر بشرته (وهو أمر مستحيل لأنها عميقة جداً)، فستبدو له زرقاء أيضاً، لكن لو دققنا النظر لوجدنا أن الشعيرات الدموية السطحية حمراء اللون لأن الضوء لا يجد أمامه بشرة سميكة كي يعبرها . ولا شك أن إدراكنا للألوان يسهم أيضاً في تعزيز مسألة التوهم فرؤية الألوان تعتمد على البيئة التي نوجد فيها وبالتالي فإن الصبغة المزرقة لعروقنا تصبح بسبب الدماغ مبالغا فيها، وخاصة إذا كان لون البشرة المحيطة بها وردياً .
والآن هل تعلم أن عبارة "شخص يمتلك دماً أزرق" تدل على النبلاء؟ فهذا المصطلح يشير إلى العروق الزرقاء الواضحة للعيان على بشرة الطبقة النبيلة الشاحبة مقارنة مع بشرة طبقة المزارعين الذين يعملون في الحقول طوال اليوم وتصبح بشرتهم مدبوغة بالسمرة . وفي الحقيقة لم يتمكن العلماء من معرفة السر في ظهور الدم أزرق اللون في عروقنا إلا في عام 1966م، وذلك في أعقاب بحث أجراه الفيزيائي الدكتور لوثر ليليج وزملاؤه في مركز (أونتاريو) بكندا على أشعة الليزر والموجات الضوئية . فقد تبيّن لهؤلاء الباحثين أن الضوء عندما يسقط على البشرة البيضاء فإن أطوال موجاته الطويلة التي تنتج اللون الأحمر تخترق أعماق البشرة فتمتصها الأوعية الدموية، ونتيجة لذلك فإن الضوء المنعكس العائد من الجلد فوق الأوعية تكون نسبته أعلى من نسبة الموجات الأقل طولاً التي تعطي تلك الأوعية لوناً أزرق شاحباً خفيفاً .
أما عروق الأشخاص من ذوي البشرة السمراء فإنها لا تستجيب لهذه التأثيرات بصورة مماثلة، لأن صبغة القتامين أو الميلانين التي تغطي البشرة السمراء تمتص تقريباً جميع أطوال موجات الضوء على سطح الجلد .
أما السبب في احمرار وجوهنا عند الاحساس بالخجل مثلاً بدلاً من تزرقها فراجع إلى نسبة عمق الأوعية الدموية تحت سطح الجلد .
ويقول الدكتور ليليج إن العرق أو الشريان يجب أن يكون أسفل سطح الجلد بعمق 5 .0 سم على الأقل حتى يبدو أزرق اللون، ولذلك فإن الأوعية الصغيرة التي تمتلئ بالدم عندما تحمر وجوهنا خجلاً تكون أكثر قرباً من سطح الجلد .
لماذا يحدث المد والجزر؟
إذا كنت من محبي السير لمسافات طويلة على الشاطئ، فمن الأفضل الانتباه كي لا تتفاجأ بظاهرة المد والجزر الناتجة عن حركة الصعود والهبوط في مياه البحار والمحيطات نتيجة لقوة الجاذبية وقوة الطرد المركزي . وبشكل عام تتعرض جميع المسطحات المائية الصغيرة منها والكبيرة إلى هذه الظاهرة الناجمة عن قوى الشمس والقمر، إلا أن هذه الظاهرة لا تُلاحظ بسهولة إلا عند التقاء اليابسة بالماء . في المسطحات المائية الداخلية، نجد أن ارتفاع وانخفاض المياه المنتظمين يكون من الصغر، بحيث لا يميز بينه وبين التغيرات في مستوى المياه الناجمة عن الرياح وحالات الجو، فبحيرة سوبيريور الواقعة بين الولايات المتحدة وكندا، لا يزيد ارتفاع مياه شواطئها في حالة المد على 5 سنتيمترات فقط .
ومن المعلوم أنه في هذا الكون، تتجاذب جميع الأجسام فيما بينها، اعتماداً على كتلتها وبعدها عنا، ومن المعلوم أيضاً أن أرضنا خاضعة لجاذبية القمر والشمس، وعلى الرغم من أن حجمه أصغر، إلا أن جاذبية القمر ضعف جاذبية الشمس، نظراً لقربه من الأرض . ومن هذا المنطلق نجد أنه من الجانب الذي تواجه فيه الأرض القمر، ينجذب المحيط وتحدث فيه تشوهات ويشكل وسادة (انتفاخ)، وهذا ما يعرف بالمد العالي . ومع استمرار دوران الأرض تقل قوة الجاذبية بشكل تدريجي في المكان نفسه وينخفض المد . ويتبع المد والجزر القمر في حركته الظاهرية حول الأرض، فترتفع مياه المسطحات المائية وتنخفض مرتين خلال الفترة الزمنية الواقعة بين طلوعين متتاليين للقمر، وهي تعادل 24 ساعة و50 دقيقة تقريباً .
وتتحدد الفترة بين طلوعين للقمر بوساطة حركتين هما: حركة الأرض حول محورها، ودوران القمر حول الأرض . فنتيجة لدوران الأرض حول محورها، يقطع القمر السماء مرة كل يوم . أما بالنسبة إلى الشمس، فإن القمر يدور حول الأرض مرة واحدة كل 29 يوماً ونصف اليوم، لذلك فإن القمر يتحرك 12درجة حول الأرض كل يوم . وما بين طلوعين للقمر، تكون الأرض قد أكملت دورتها حول نفسها، وهنا ترجع الاثنتا عشرة درجة التي أُضيفت، وتستغرق نحو50 دقيقة . ولكن لماذا يحدث مدان عاليان في يوم واحد، علماً أن القمر يمر مرة واحدة فقط فوق رؤوسنا؟
الواقع أنه بعد نحو 12 ساعة من المد الأول، وفي الوقت الذي يكون فيه القمر على الجانب الآخر، تتشكل وسادة محيطية ثانية ويرجع ذلك إلى دوران الأرض والقمر حول بعضهما البعض، الأمر الذي يولد ما يسمى بقوة الطرد المركزي (وهي القوة التي تدفعك إلى الخارج في الدولاب العملاق الدوار)، علماً أننا نقول من باب التسهيل غالباً أن القمر يدور حول الأرض لكن يجب أن نعلم أن أرضنا ليست ثابتة وهي تتحرك قليلاً حول القمر .
والمد والجزر لا يحدثان دائماً في الوقت نفسه، ولكن هناك فارقاً زمنياً بين حدوثهما بمعدل ساعة كل يوم لأن القمر يدور حول الأرض . ونظرًا لدوران الأرض حول محورها، فإن كلاً من اليابسة والماء يدوران بعضهما مع بعض، لكن واحدًا من هذين الانتفاخين يبقى في العادة تحت القمر، والانتفاخ الآخر عادة ما يبقى في الجهة المقابلة من الكرة الأرضية . لذلك ينشأ عن دوران الكرة الأرضية مدٌ في أغلبية أجزاء البحر مرتين في اليوم الواحد، وليس بالضرورة تساوي هذين المدين في مكان واحد، لأن مراكز الانتفاخات المائية تحدث في الغالب على الجوانب المقابلة لخط الاستواء، بدلاً من حدوثها فوقه، بسبب وقوع القمر عادة إلى الشمال أو الجنوب منه، والفرق في الارتفاع بين المد العالي والجزر المنخفض يمكن أن يصل إلى 20 متراً .
لماذا تبدو العروق زرقاء علماً أن الدم لونه أحمر؟
في البداية يجب أن نلغي من رؤوسنا فكرة منتشرة على نطاق واسع جداً، وهي أن دمنا الوريدي أزرق اللون ولو كان الأمر كذلك، فإنه سيتدفق سائلاً أزرق عندما نجرح أنفسنا في أحد الأوردة! هذا المفهوم الخاطئ ربما أتى من المخططات التوضيحية لنظام القلب والأوعية الدموية لدينا التي رآها أغلبيتنا في الكتب المدرسية، حيث تظهر الأوردة زرقاء والشرايين حمراء وذلك لتمييزها فقط . ولكن لون الدم في الحقيقة ليس أحمر دائماً، ولكنه يظهر لنا أحمر اللون بفضل (الهيموجلوبين)، حيث ينقل الدم الأوكسجين إلى أجهزتنا وثاني أكسيد الكربون إلى الرئتين للتخلص منه . هذه العملية تكون ممكنة من خلال بروتين يوجد في خلايا الدم الحمراء وهو (الهيموجلوبين) الذي يحتوي على ذرة الحديد، المسؤولة عن هذا اللون المميز . وفي الرئتين، وعند الاتصال مع الأوكسجين، يتأكسد الحديد أي كأنه "يصدأ"، ومن ثم يعطي اللون الأحمر الفاتح لدمنا! وفي المقابل ما إن يتخلص الدم من الأوكسجين في أجهزة الجسم، حتى يتخذ لوناً أحمر داكناً .
أما عن العروق التي تظهر زرقاء، فيرجع ذلك إلى (البشرة) فهي ليست شفافة، بل تعمل بمثابة مرشح يمتص وينشر جزءا من الضوء المار خلاله . والمعروف أن الضوء عبارة عن سلسلة من الطيف المكون من سبعة ألوان وهنا نجد أن اللون الأزرق يعبر بسهولة أكبر من اللون الأحمر حاجز الجلد، ولهذا السبب نرى عروقنا زرقاء اللون . وهو الأمر نفسه الذي يحدث عندما نتعرض لضربة ما حيث يظهر الجلد باللون الأزرق لأن الأمر ببساطة عبارة عن تجمع للدم تحت الجلد . ولو استطاع أحدنا مشاهدة شرايينه عبر بشرته (وهو أمر مستحيل لأنها عميقة جداً)، فستبدو له زرقاء أيضاً، لكن لو دققنا النظر لوجدنا أن الشعيرات الدموية السطحية حمراء اللون لأن الضوء لا يجد أمامه بشرة سميكة كي يعبرها . ولا شك أن إدراكنا للألوان يسهم أيضاً في تعزيز مسألة التوهم فرؤية الألوان تعتمد على البيئة التي نوجد فيها وبالتالي فإن الصبغة المزرقة لعروقنا تصبح بسبب الدماغ مبالغا فيها، وخاصة إذا كان لون البشرة المحيطة بها وردياً .
والآن هل تعلم أن عبارة "شخص يمتلك دماً أزرق" تدل على النبلاء؟ فهذا المصطلح يشير إلى العروق الزرقاء الواضحة للعيان على بشرة الطبقة النبيلة الشاحبة مقارنة مع بشرة طبقة المزارعين الذين يعملون في الحقول طوال اليوم وتصبح بشرتهم مدبوغة بالسمرة . وفي الحقيقة لم يتمكن العلماء من معرفة السر في ظهور الدم أزرق اللون في عروقنا إلا في عام 1966م، وذلك في أعقاب بحث أجراه الفيزيائي الدكتور لوثر ليليج وزملاؤه في مركز (أونتاريو) بكندا على أشعة الليزر والموجات الضوئية . فقد تبيّن لهؤلاء الباحثين أن الضوء عندما يسقط على البشرة البيضاء فإن أطوال موجاته الطويلة التي تنتج اللون الأحمر تخترق أعماق البشرة فتمتصها الأوعية الدموية، ونتيجة لذلك فإن الضوء المنعكس العائد من الجلد فوق الأوعية تكون نسبته أعلى من نسبة الموجات الأقل طولاً التي تعطي تلك الأوعية لوناً أزرق شاحباً خفيفاً .
أما عروق الأشخاص من ذوي البشرة السمراء فإنها لا تستجيب لهذه التأثيرات بصورة مماثلة، لأن صبغة القتامين أو الميلانين التي تغطي البشرة السمراء تمتص تقريباً جميع أطوال موجات الضوء على سطح الجلد .
أما السبب في احمرار وجوهنا عند الاحساس بالخجل مثلاً بدلاً من تزرقها فراجع إلى نسبة عمق الأوعية الدموية تحت سطح الجلد .
ويقول الدكتور ليليج إن العرق أو الشريان يجب أن يكون أسفل سطح الجلد بعمق 5 .0 سم على الأقل حتى يبدو أزرق اللون، ولذلك فإن الأوعية الصغيرة التي تمتلئ بالدم عندما تحمر وجوهنا خجلاً تكون أكثر قرباً من سطح الجلد .
