علماء يكتشفون صوت الرمال في داخل الصدف البحري

• الأمر كله يتعلق بصدف البحر القديم

إذا أمسكت صدفةً بحرية وقربتها من أذنك، فالجميع يعلم أنه يمكنك سماع صوت البحر، ولكن إن استمعت جيداً بما يكفي سيمكنك سماع صوت الرمال أيضاً، لقد اتضح أن الرمال لها صوت خاص بها، حيث وجد العلماء الآن طريقة لضبط هذا الصوت وتحديده.

وبالنسبة للعين المجردة، لا فرق بين دلو من رمال الشاطئ وآخر، فلا يوجد أي اختلاف إلى حد كبير غير أنه يخلط العديد من المعادن المجهرية وهي مواد كيميائية كربونية تتركها وراءها الصدفيات ومخلوقات البحر الميتة مثل الرخويات. 

كما يختلف تركيز الكربونات وفقاً للجيولوجيا المحلية، وقالت ساسكيا فان روث، الباحثة بجامعة فاغينينغين في هولندا، وزملاؤها إن هذا يميز كل كومة من الرمال بصوتها المميزة، والنتائج يمكن أن تمتد لتشمل تقنيات طبية وعلمية حديثة، وتوفير وسيلة سريعة لتحديد مصدر الرمال المجهولة الهوية.

وبعد الماء، تعد الرمال والحصى أكثر المواد الطبيعية استخداماً وتواجداً في العالم، لكن النقص العالمي الذي يلوح في الأفق أدى إلى طفرة في التعدين السري للرمال وحتى سرقته وبيعه بشكل مباشر. 

وفي ولاية تاميل نادو جنوب الهند، تقاتل السلطات ما يسمى بـ"المافيا الرملية" التي تزود قطاع البناء من خلال التجريف غير المشروع لضفاف النهر بالرمال، وفي العام الماضي، أصبحت ماليزيا أحدث دولة في المنطقة تحظر بيع وتصدير رمالها، وقد ارتفع الطلب عليها مع سعي سنغافورة لاستصلاح الأراضي من البحر، منذ عقد مضى، سُرق شاطئ بأكمله، بما قدرته الشرطة بـ 500 شاحنة، من منتجع في شمال جامايكا، ويُعتقد أنه بيع لشركات منافسة.

وفي كتابها "Applied Acoustics"، أظهرت فريق الدكتورة فان روث أنه يمكنهم التمييز بين عينات الرمال المستخرجة قانونياً من تسع مناطق ساحلية على طول الساحل الهولندي، معتمدين على تلك المعلومات المتعلقة بصوت الرمال كأداة مرجعية، ويمكنهم تحديد الشاطئ الذي جاءت منه عينة من الرمال.

واستخدم العلماء تقنيةً تسمى "التحليل الطيفي الواسع للذوبان" في تحديد الصوت، حيث يتم ذلك باستخدام جهاز استماع حساس يلتقط التغيرات في الخصائص الصوتية عندما يتم إسقاط مغرفة من الرمل أو مسحوق آخر في دورق من الحمض الخفيف وخلطه، حيث تؤدي التغيرات الكيميائية، بما في ذلك تحلل وتحول الكربونات إلى ثاني أكسيد الكربون، مما يدفعها إلى إطلاق فقاعات تزيد من انضغاط السائل وبالتالي تبطئ مرور الصوت عبره، ثم يتم الضغط على جانب الكأس ليتم خلط الرمل الحامض معاً، كلما انخفض الصوت الذي يظهر عند التردد، ثم بعد بضعة دقائق، يتم تفكيك كل الكربونات، وبالتالي فإن إنتاج الغاز يبطئ ويتوقف، استجابةً لذلك، فإن تردد الصوت الذي يمر عبر السائل يعود إلى طبيعته، مما يمنح كل عينة من الرمال قياسين متميزين: مدى سرعة تغيير الصوت للنغمة، ومقدار ذلك.

وقال دارا فيتزباتريك، الكيميائي في جامعة كوليدج كورك الذي طور هذه التقنية، إن التغير من الملاحظات العالية إلى المنخفضة ثم تكرارها مرة ًأخرى، يمكن سماعه عندما يذوب العديد من المساحيق وتعرف هذه الظاهرة لدى الفيزيائيون باسم تأثير الشوكولاتة الساخنة. 
وأضاف: " يمكنك أن تفعل ذلك في مطبخك فهي تجربة بسيطة وجميلة "، يبيع فريقه التقنية لشركات الأدوية كوسيلة أسرع  أرخص لتحليل المساحيق، كما تم استخدامه لتمييز ملح الطعام الهيمالايا الغالي الثمن عن المنتجات المقلدة الأقل شأناً، بما يتعلق بالرمال، كلما زاد انتاج الكربونات لغاز ثاني أكسيد الكربونظ، زاد التحول الصوتي.

وهذا ما يسمح للعلماء بالتنصت لتحديد مصدره، حيث يمكنهم أيضاً التقاط تأثيرات أكثر دقة، بما في ذلك تأثير بقايا الأغطية الرملية ذات الأشكال المختلفة، لأن الاختلافات في سمكها ومساحة السطح أو تبطئ عملية إطلاق الغاز.

• تتبع الرمال :

في أماكن مثل هولندا ، يمكن أن يساعد تتبع الرمال في تتبع فعالية ممارسات إدارة السواحل، مثل إلقاء ملايين الأطنان من الرمال لتعزيز الدفاعات الطبيعية ضد البحر، حيث أن نهاية ونقصان تلك الرمال ليست واضحة دائماً، ويُعتقد أن وضع الرمال مباشرة على الشواطئ أمر فارغ المضمون لأنه يتم غسل جزء كبير منه مرة أخرى في البحر، لكن الأساليب الحديثة تسقط الرمال في المياه الضحلة قبالة الشاطئ مباشرة، مما يسمح للمد والجزر بتثبيتها على الأرض بمرور الوقت. 

قال الدكتور فيتزباتريك، إن الأساليب الحالية لتمييز عينات الرمل الخام بطيئة لأنها تعتمد على النظر إلى حجم وشكل الحزئيات الفردية تحت المجهر.