دراسة الصحراء الكبرى فى صور الفضاء ...

دراسة الصحراء الكبرى فى صور الفضاء

فاروق الباز

مدير مركز أبحاث الفضاء بجامعة بوسطن الأمريكية

مـقـد مـة :  

بدات بدراسة الصحراء فى غرب وادى النيل فى عام1974.  وكنت قدقمت بزيارة دول الخليج العربى لإلقاء محاضرات فى كل جامعات ذلك الوقت بعنوان " النتائج العلمية لرحلات أبوللو إلى القمر". كان ذلك بصفتى المشارك فى إختيار مواقع الهبوط على سطح القمر للرحلات الست, وكذلك لاننى كنت مسؤولا عن تدريب رواد الفضاء فى الملاحظات العلمية والتصوير من مدار القمر. وقد تشرفت عندئذ بمقابلة كل رؤساء الدول فى ذلك الوقت بدأ بالمرحوم الملك فيصل بن عبد العزيز ورؤساء الوزارات ووزراء التعليم وكثير من اهل العلم والمعرفة. سؤلت مرارا فى هذه الأثناء " لماذا تصرف الأموال الطائلة على الفضاء... أليس من الأفضل صرفها على الفقراء والجياع فى العالم؟"

        مازال الكثير من الناس يسألونى نفس السؤال أثناء ترحالى فى الدول العربية. معنى هذا أننا وبعد أربعة قرون من رحلتى الأولى لم نتفكر فيما يلى:

أولا: الأموال التى تصرف على إستكشاف الفضاء تدعم العلماء والمهندسين فى الجامعات والمراكز البحثية والشركات التكنولوجية حيث يتم التطوير والإبتكار والإبداع.

ثانيا: كل ما يخترع من وسائل جديدة يجد مكانا فى تطبيقات تخدم المجتمع والإنسانية مثل آليات الإتصال والفاكس والكثير مما يستخدمه الإنسان فى عصرنا الحالى.

ثالثا: لا يعيش الإنسان بما يقتاته فقط بل يلزمه العيش الآمن والتطور الفكرى الذى يؤدى إلى النمو الإقتصادى, ويكفى أن الدول المتقدمة فى هذا المجال الفكرى الهام هى اكثرها تقدما إقتصاديا.

رابعا: فى أوج الحضارة العربية كان أجدادنا الأوائل يبحثون فى أمور العلم بالكون, ولو كانت لديهم وسائل اليوم لكانو أبحروا فى كل أرجاء الكواكب والأقمار بحثا عن المعرفة.

خامسا: لقد أمرنا الخالق عز وجل ان نتفكر فيما خلقه من حولنا فى هذا الكون الفسيح ففى خلق السماوات والأرض آيات لمن يعتبر.

      إذا لم يكفى ما سلف وينتظر البعض فوائدا ملموسة فعلينا أن نذكر على سبيل المثال ما تعلمناه عن البيئة التى تحيط بنا فى صحرائنا العربية. يتفق العرب فى كل مكان أن المياة الجوفية تعتبر اهم ثرواتنا الطبيعية. يقول البعض ان أراضينا تسبح على بحيرات وأنهار تحت سطح الأرض. ويقول البعض اللآخر ان مياهنا الجوفية قد أستنفذت ومعظمها مالح لا فائده فيه. حقيقة الأمر أننا نجهل الكثير عن المياة الجوفية فى بلادنا. فى نفس الوقت تساهم المعلومات الفضائية فى الإقلال من هذا الجهل وتؤهل التعرف على بيئتنا كمى يلى الذكر.

دراسة بيئة الـصحراء من الفضاء

            آثرت وكالة الفضاء الأمريكية " ناسا " على تطبيق ما تعلمناه خلال رحلات أبوللو في كيفية دراسة الأرض وكواكب المجموعة الشمسية الأخرى من المدار . تم في عام 1972 البدء في مشروع المعمل السماوي " سكاي لاب " لمدار الرواد حول الأرض . كذلك بدأ في نفس العام مشروع "لاندسات" للأقمار الغير المأهولة بالرواد لتصوير الأرض وبثها آلياً من الفضاء . كذلك بدأ التخطيط لرحلة أبوللو– سويوز وهى أولى الرحلآت الأمريكية – الروسية المشتركة والتي إنطلقت إلى مدار الأرض في يوليو 1975.

         ولقد قمت بإعداد رواد رحلة أبوللو– سويوز لتصوير الأرض على غرار ما فعلناه من مدار القمر في مشروع أبوللو . شمل التخطيط على تصوير أجزاء كثيرة من صحاري العالم . وكانت الصحراء العربية أحد المواقع الرئيسية التي كلفت الرواد بتصويرها لأن معارفنا عنها كانت قليلة.

            أوضحت الصور الفضائية هذه الكثير من التضاريس بتفصيل غير مسبوق . وللتأكد من الدقة في تفسير هذه الصور فقد قمت بزيارات ميدانية في الصحاري بشمال أفريقيا وشبه الجزيرة العربية والأمريكتين واستراليا والهند والصين.

            حددت الصور الفضائية مسار هذه الرحلات الميدانية ، ولقد تعلمت الجديد في كل مرة

تجوب أقدامى في الصحراء العربية التي تشمل على اكبر مناطق العالم جفافا.

          ومع أن هذه الصحراء الشاسعة فهى ما زالت تحتفظ بأسرار لا حصر لها عن تضاريسها وتاريخ تطورها مع الزمن فلقد علمتنا الكثير . في مبدأ الأمر علمتنا الصحراء العربية كيف نفسر تضاريس الأرض الجافة على سطح كوكب المريخ الذي مرّ بنفس مراحل التطور . علمتنا هذه الصحراء المعطاءة كيف يلزمنا مقارنة ما نراه في سهولها مع تضاريس مشابهة في أراضي جافة أخرى على سطح الأرض.

         علمتنا هذه الصحراء العتيقة أنه يجب التمعن في دراسة الصحراء لأننا لا نعرف عن الصحراء إلا القليل وذلك لثلاثة اسباب :

1. نشأت علوم الأرض في أوربا وهي القارة الوحيدة التي ليس بها صحراء لذلك لم يهتم الأوائل بتضاريس الأراضي الجافة ,

2. الصحراء واسعة ويصحب الترحال فيها ولا يقصد دراستها إلا قلة من العلماء ، حتى وقتنا الحالي ,

3. يغطي الصحراء خليط من فتات الصخور والرمال ويصعب على الجيولوجي تحديد أصل الرواسب وتاريخ تطورها.

    لهذه الأسباب نجد أن الكتابات العلمية عن طبيعة بيئة الصحراء قليلة للغاية، وتؤهل لنا الصور الفضائية دراسة الصحراء لأنها توضح تضاريس صخورها بجلاء . كذلك يسهل متابعة ما يحصل من تغييرات بيئية على سطح الصحراء بمقارنة صورا تؤخذ في أوقات مختلفة. ولقد إتضح من الأبحاث في الصحراء العربية في شمال إفريقيا وشبه الجزيرة العربية أساسيات كثيرة يمكن تطبيقها على باقي الصحراء فى العالم منها ما يلى:

أولاً : أصبح حزام الصحراء العربية في صورته الحالية منذ حوالي 5000 عام. أما الحقبة ما بين 5000 عام وحوالي 11,000 عام فكانت تتميز بهطول أمطار غزيرة كانت تغذي أنهاراً عديدة تصب أكثرها في بحيرات كبيرة . سبق هذه الحقبة الممطرة حقبة جافة ثم حقبة ممطرة أخرى ثم حقبة جافة وهكذا الحال . دامت كل حقبة من هذه الأحقاب المتتالية من 6 إلى 30 ألف سنة ، واستمر هذا الحال على الأقل طوال النصف مليون سنة الأخيرة.

        يجدر الذكر بأن هذه الحقيقة العلمية كانت معروفة لأجدادنا الأوائل ربما بواسطة التأريخ الشفهى إبنا عن أب , حيث أن النبى صلى الله عليه و سلم قال فى حديث موثق: " لا تقوم الساعة حتى تعود بلاد العرب مروجا و أنهارا".

ثانياً : نتجت رمال الصحراء عن تفتيت الصخور في أعالي الهضاب والجبال بواسطة مياه الأمطار أثناء الأحقاب الممطرة السالفة الذكر . تحركت حبات الرمال مع المياه الجارية على السطح  في أودية حيث تجمعت في منخفضات وترسبت في قاع بحيرات.

ثالثاً : نتج عن تغيير المناخ منذ 5000 عام أن قلت الأمطار وجفت مياه الأنهار وكذلك البحيرات. عندئذ بدأت الرياح أن تتفاعل مع الرسوبات التي تعرضت للهواء . ومن المعروف أن الرياح في الصحاري العربية تأتي من الشمال . لذلك فلقد نتج عن حركة الرياح من الشمال إلى الجنوب تصنيف هذه الرسوبات تبعا لحجم المكونات إلى (1) التراب الذي يقل حجم حبيباته عن 2.م مليمتر يندفع مع الهواء ويصلنا على شكل عواصف ترابية, (2) الحصى الذي يزيد حجم حبيباته عن 2 مليمتر لا تستطيع الرياح زحزحته ويبقى على سطح الصحراء, (3) الرمال التي يتراوح حجم حبيباتها من 0.2 إلى 2 مليمتر تتجمع نتيجة زحزحة الرياح لها على شكل كثبان رملية وهكذا الحال في الصحراء العربية وهي طولية الشكل وفي أماكن أخرى تقل فيها كمية الرمال تتكون الكثبان الهلالية الشكل . لا يغير من مسار الكثبان إلا الطبيعة الطبوغرافية محليا، لذلك فتجنب مسارها في أي عمل إنمائي مهم للغاية.

رابعاً : لأن الرمال قد جاءت أصلا مع المياه التي تجمعت في بحيرات ، فإن أماكن تجمع الرمال كانت المياه تتسرب في باطنها أثناء الأحقاب الممطرة . يتم هذا التسرب إما من خلال المسامية الأصلية أي الفجوات بين حبيبات الصخور أو المسامية الثانوية التي تؤهلها الشقوق والفوالق في الصخور والتي تسهل مرور السوائل في مساراتها.

          هذا يعنى أن مواقع تراكم الرمال فى منخفضات هى أيضا أماكن تجمع المياة تحت سطح الأرض. ولقد كانت هذه الحقيقة العلمية غائبة كلية وتماما لدى خبراء المياة الجوفية فى بلادنا, ويلزم اخذها فى الحسبان مستقبلا. وهو يعنى أيضا ان الصور الفضائية لابد وأن تدرسدراسة متعمقة اثناء البحث عن مصادر جديدة للمياة الجوفية فى بلادنا.

أنواع الصور الفضائية

          توضح الصور التي يأخذها رواد الفضاء وكذلك الصور متعددة الأطياف أنواع الصخور والتربة وأماكن تجمع الرمال, والمعلومات الرادارية تساعد على توضيح التضاريس المغمورة بالرمال ، والصور الحرارية توضح أماكن تجمع المياه على السطح ، كما يرد الذكر.

           أخذ رواد الفضاء صورا عديدة للأرض أثناء رحلات " جيميني " وأبوللو وسكاي لاب وأبوللو – سويوز بالاضافة إلى رحلات مكوك الفضاء. أخذت معظم هذه الصور بالفيلم الملون الذي يوضح الألوان الطبيعية.

            وهناك أقمار صناعية يتم دفعها إلى ارتفاع 36000 كيلو متر فوق سطح الأرض . عند هذا الارتفاع تعادل سرعة دورانها حول الأرض سرعة دوران الأرض حول محورها ، لذلك تبقى ثابتة فوق نفس النقطة من خط الاستواء. تستطيع هذه الأقمار بث المعلومات عن غطاء السحب وهبوب الرياح في أعالي الغلاف الجوي في كل ساعة منها أقمار ميتيوسات الأوروبية ونوا الأمريكية حيث تقوم بتغطية نصف الأرض الشرقي والغربي لهذا الغرض.

            أثبت برنامج " لاندسات " الأمريكي أهمية الاعتماد على جمع وبث المعلومات الرقمية آليا ومعالجتها لكي تعطي صورة للأرض منذ إنطلاق أولها في عام 1972 . ساهمت صور لاندسات في دراسات عديدة بالعالم أجمع . وللعلم ، فإن محطة  الإستقبال بالمملكة العربية السعودية تؤهل إستقبال الصور الفضائية  التى تغطي معظم أرجاء العالم العربى.

            كذلك فآخر أقمار لاندسات رقم 7 يبث صورا توضح أجساما بنصف حجم (15متر) ما أوضحه أحسن ما سلفه (30 متر)، لذلك فمعلوماته تستخدم بكثرة في دراسة الأرض من الفضاء.

            تقوم في نفس الوقت أقمار " سبوت " الفرنسية بأخذ صور دقيقة, بعضها يوضح ما حجمه 2.5 أمتار, وذلك بطريقة مجسمة تسمح بدراسة فرق الارتفاعات في تضاريس الأرض المختلفة . كثيرا ما تم خلط صور أقمار سبوت ذات الدقة التعبيرية المتميزة 2.5 متر مع صور لاندسات 15 متر التي توضح كيميائية الصخور والتربة وأنواع الغطاء النباتي . هذا بالإضافة إلى الصور العالية الدقة.

            ويتم حاليا استخدام أجهزة تسمى " أستر " و " موديس " بواسطة هيئة الفضاء الأمريكية ناسا لتصوير الأرض بدقة متناهية . اضافة الى ذلك فلقد أصبح للقطاع الخاص دور كبير للغاية في مشاريع تصوير الأرض من الفضاء بدقة عالية فهناك عدة شركات تدير برامجا للتصوير بدقة تعبيرية تصل إلى نصف متر للبيع مباشرة لمن يدفع الثمن في أي مكان بالعالم خلال شبكة " الإنترنيت". كذلك اطلقت كل من السعودية ومصر والجزائر مؤخرا اقمارا ضناعية لتصويرالأرض من الفضاء لدعم مشاريعها التنموية.

المعلومات الإضافية

 شاركت ناسا ونيما (وهي الهيئة المسئولة عن جمع المعلومات من الفضاء للاستخدامات العسكرية) في إعداد جهاز راداري على متن مكوك الفضاء لجمع معلومات عن طبوغرافية الأرض . وتم هذا بدقة تعبيرية 90 متر وأخرى أدق تصل إلى 30 متر.

            تعتبر هذه المعلومات في نظري من أهم المعلومات الفضائية حيث أن المعلومات المسموح لاستخدامها بواسطة الهيئات المدنية 90 متر تؤهل التعرف بالطبوغرافيا في صورة غير مسبوقة ولذلك فلها أهمية قصوى في التعرف على تضاريس الصحراء ليس فقط في الوقت الحاضر ولكن أيضا في الماضي أثناء هطول الأمطار الغزيرة وتجمع المياه الجوفية.

       على سبيل المثال اثبتت الأبحاث فى مركز أبحاث الفضاء بجامعة بوسطن  نتائج دراسة معلومات الرادار الحديثة من الفضاء والتي اوضحت اثارا لبحيرة قديمة كانت تغطي مساحة دارفور الشمالية باكملها. وقد اتضحت حدود البحيرة من دراسة صور الفضاء والمعلومات الطبوغرافية من مكوك الفضاء . حددت المعلومات أن حوض البحيرة إمتلأ بالماء حتى إرتفاع 573 مترا فوق سطح البحر منذ آلاف السنين. عند ذلك وصلت مساحة البحيرة إلى 30,750 كيلومتر مربع، وإحتوت على 2,530 كيلومتر مكعب من المياة.

        يشبه منخفض دارفور موقع بحيرة قديمة اخري في جنوب غرب مصر انتجت مياة جوفية   بغزارة حيث يوجد حاليا أكثر من 1000 بئر في منطقة "شرق العوينات".  تستخدم هذه الابار حاليافي الزراعة لانتاج القمح والحمص والفول وما اليها.

        لذلك اعلن السودان مبادرة  "الف بئر في دارفور"  لاستخراج المياة الجوفية لرفع المعاناة عن اهل دارفور وفتح افاق جديدة للتنمية في شمال غرب السودان.  كذلك اعلنت هيئة الامم المتحدة انها سوف تتكفل بحفرعدة أبارلاستخدام قوات السلام التي يخطط لانتشارها في  دارفور.

        ودعي السودان كذلك الأشقاء في جميع ارجاء العالم العربي،  وكذلك الدول الصديقة والمؤسسات العالمية وكل  من يود دعم سكان دارفور،  للمشاركة فى هذا العمل الانساني. لقد كان لشح المياة أكثر العواقب التى نتج عنها العراك والمشاكل في دارفور،  وتوفر المياة  لجميع الاطراف سوف يؤهل ثبات السلام والعيش الكريم لاهل المنطقة.                                                                                                                  

            وهكذا فقد اثبتت أجهزة الرادار أهميتها القصوى فى دراسة الصحراء لأنها تبث موجاتها تجاه سطح الأرض ثم تسجل الصدى الذي يعود إليها ، لذلك فهي لا تعتمد على ضوء الشمس مثل أجهزة التصوير الأخرى (أي أنها تعمل نهارا وليلا) وكذلك فهي تخترق السحب ولا يؤثر عليها الغلاف الجوي.

          أوضحت لنا صور الرادار التركيبات الجيولوجية في كثير من أنحاء العالم. كذلك اتضح أن لهذه الموجات قابلية فريدة في اختراق رمال الصحراء الجافة وتوضيح تضاريس الأرض المغمورة بالرمال . هذه الخاصية لها استخدامات هامة في الصحاري العربية لأن صور الرادار توضح لنا مسارات الأدوية القديمة التي كانت تمثل أنهارا تسري فيها المياه بغزارة في الأحقاب الجيولوجية السابقة عندما كانت تهطل الأمطار بكثرة فيها ، ثم اختفت تحت الرمال بعد أن حل الجفاف في منطقتنا منذ حوالي 5000 سنة . أهمية مسارات الأنهار القديمة تتمثل في أنها تدلنا على مواقع تركيز المياه الجوفية تحت سطح الصحراء مثل ما عليه الحال فى ليبيا حيث تين من صور الرادار ان هناك واديان يصلا من تحت الرمال الى واحة الكفره.

        كذلك استخدام جهاز راداري لأخذ البيانات التي تؤهل التصوير المجسم للأراضي يعنى انه يغني عن الخرائط الطبوغرافية في معظم الاستخدامات ، وخاصة عند استخدام وسائل تكنولوجيا المعلومات فى مقارنة الصور الفضائيه المختلفة.

        كذلك استخدام جهاز راداري لأخذ البيانات التي تؤهل التصوير المجسم للأراضي يعنى انه يغني عن الخرائط الطبوغرافية في معظم الاستخدامات ، وخاصة عند استخدام وسائل تكنولوجيا المعلومات فى مقارنة الصور الفضائيه المختلفة.

استخدام تكنولوجيا المعلومات

            إن خطوات إعداد خبراء في مجال تكنولوجيا المعلومات لا تستعصي على مؤسسات تعليمية تنشأ لهذا الغرض في العالم العربي ، لأن ذلك لا يحتاج إلى ما هو ليس متاح. يلزم لهذا الغرض آلات حاسبة وخبراء متمكنون في استخدام الكمبيوتر وبرمجته وتغيير البرامج تبعاً للمتطلبات . لا تختلف المعدات أو البرامج اختلافا كبيرا في عمل المؤسسات الحكومية أو البنوك والشركات الخاصة.

          يمكن تدريس ما يلزم من معرفة بطريقة عملية في كل ما يلي :

 (1) البرامج والبرمجة واستخداماتها المختلفة ، وهذه تستدعي آلات حاسبة مرتبطة في شبكة تشمل على آلة طباعة.

(2) تحديد متطلبات العمل والإنتاج لدعم مستخدمي التكنولوجيا ، وهذا يستدعي التعامل مع النظم الأساسية لتكنولوجيا المعلومات.

(3) تنسيق المعلومات ومقارنتها لدعم متطلبات أخذي القرار، وهذا يلزمه العلم بأسس نظم المعلومات الجغرافية.

            تشمل نظم المعلومات الجغرافية (جي آي إس) على مجموعة الوسائل من أجهزة ومعدات وبرامج وخبراء التي يستعان بها في جمع وتصنيف وتخزين الصور الفضائية وذلك لمقارنة بعضها بالبعض. يستخدم تحليل المعلومات بهذه الوسائل في أخذ القرار السليم في الوقت المناسب.

            يلزم تطبيق نظم المعلومات الجغرافية في التخطيط لرحلات الفضاء ومتابعة ما يتم أثنائها. سبب ذلك هو الحاجة لأخذ القرارات فوراً وبناء على معلومات عديدة تجمعها وسائل مختلفة بمقاييس متباينة . ولأن عقل الإنسان لا يستطيع التعامل مع الكم الهائل من المعلومات لزم استخدام الحاسب الآلي في تخزين وتصنيف المعلومات لمقارنتها وتحليلها . لذلك تسمح هذه الوسائل بأخذ القرار السليم وبالسرعة المناسبة التي تهيئ استمرار العمل في أحسن صورة ممكنة.

            أدركت المؤسسات الحكومية والشركات الخاصة في العالم بأجمعه أهمية استخدام نظم المعلومات الجغرافية في عملها اليومي . لذلك بدأ تطبيق هذه التكنولوجيا في جمع الإحصائيات ودراستها كما يتم في مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية و مؤسسات اخرى.

خـا تـمـة

      ملخص ما سلف هو أن إستكشاف الفضاء أمر يدعو إليه ديننا الحنيف ضمن دعوته للتفكر فيما خلقه القادر عز وجل فى الأرض ومايحيطها من أجرام فى السماء. كذلك فإن التعمق فى صور الفضاء يعود علينا بنفع ملموس فى حياتنا وفى فهم البيئة التى نعيش فيها. المثل الحى لذلك هو التعرف على سبل تجمع المياة فى باطن الأرض وأهمية هذا فى البحث عن مصادر جديدة للمياة الجوفية لتامين مستقبل الأجيال القادمة.

صور مجمعة من القمر الصناعى "سبوت" توضح معالم العالم العربى وارضه القاحلة.

شكل يوضح مسارات أودية كانت تصب فى جنوب غرب مصر فى قديم الزمن.

أوضح الرادار مسارات الأودية التى كانت تصب فى منخفض بشمال دارفور.

يوضح الرادار مسارات الأنهار القديمة المغمورة بالرمال كما فى هذا الشريط من الصحراء الكبرى حيث اوصل واديان المياه فى قديم الزمن الى منطقة الكفرة.

حمله من هنا