في الميدان، وفي بعض الأحيان في المختبر، تكون أبسط الأدوات هي الأفضل

بالنسبة لديفيد توماس، يعتبر المشي إلى المطبخ لتناول القهوة بمثابة رحلة عبر الذكريات. يقف توماس – وهو باحث في القطب الشمالي بجامعة هلسنكي في فنلندا – وسط الملاعق والمقالي وأدوات المؤن الموجودة في منزله، ويتذكر الأيام التي قضاها على الجليد، مقمطًا بطبقات من الملابس التي تبقيه على قيد الحياة في درجات حرارة منخفضة تصل إلى -40 درجة مئوية. وذلك لأنه عندما لا يتم استخدام بعض أدوات المطبخ الأساسية هذه في واجباتها المعتادة، يقوم توماس بإحضارها في رحلات استكشافية كمكونات أساسية في مجموعته الميدانية.

نهج DIY لأتمتة المختبر الخاص بك

يدرس توماس الكيمياء الجيولوجية الحيوية للأنظمة المائية، بما في ذلك دور الطحالب المجهرية والبكتيريا في دورة الكربون في الجليد البحري. وللتحقق من ذلك، قام هو وفريقه بجمع عينات من الجليد وعينات من الماء المالح الموجود بين بلورات الجليد الفردية. ويتجمع المحلول الملحي في قاع الحفرة التي يؤخذ منها اللب، على عمق حوالي نصف متر، وقد يكون من الصعب استرجاعه. الحفرة عميقة جدًا بحيث لا يمكن وضع ذراع فيها، وعندما حاول الفريق استخدام المحاقن، انسدت وانكسرت بسبب البرد القارس.

يقول توماس: “لقد اكتشفنا على مر السنين أن مغرفة الحساء المثبتة على عمود هي الشيء المثالي”، مضيفًا أنه بمجرد جمع المحلول الملحي، تساعد أداة مطبخ أخرى – المصفاة – في إزالة بلورات الثلج العالقة التي قد تؤدي إلى تخفيف العينة. “يمكنك الحصول على مناخل تقنية للغاية، بالطبع، ولكن المنخل الموجود في مطبخي مثالي لأنه قوي ورخيص وسهل التعقيم.”

في الوقت الذي يبدو فيه أن هناك “وحدة مهمة” علمية متخصصة لكل عملية، فإن العودة إلى الأساسيات وإعادة استخدام الأدوات البسيطة، أو حتى تطويرها، توفر إحساسًا بالحرية. مع القليل من الإبداع، يقوم العلماء ببناء مجموعات قوية بشكل مدهش للمساعدة في المهام في المجالات من الفحص المجهري إلى علم المحيطات. تسلط تجاربهم الضوء على ما فهمه المتحمسون للأبحاث منذ فترة طويلة: أن العلم المقنع لا يتطلب دائمًا المعدات الأكثر تعقيدًا، أو الأكثر تكلفة.

روح الارتجال

يعد عمل توماس في الأنظمة القطبية مثالًا متطرفًا، ولكن تظل الحقيقة أن العمل الميداني يتطلب مستوى معينًا من التفكير السريع، خاصة عند العمل في مناطق نائية مع القليل من الدعم. يقول توماس: “عندما ينكسر شيء ما، يتعين عليك عادةً الاكتفاء بما هو في متناول يدك”. “إن روح الارتجال أمر ضروري في عالم الميدان الجيد.”

ونتيجة لذلك، غالبًا ما يسافر الباحثون الميدانيون ومعهم الأساسيات مثل حزم الأربطة المضغوطة ولفائف الأشرطة اللاصقة لإجراء الإصلاحات السريعة. ولكن بعيدًا عن هذه العناصر العالمية، قام بعض الباحثين بتطوير أو اعتماد حلول مشتركة منخفضة التقنية تم تصميمها وفقًا لخصائص عملهم.

الحلول الإبداعية

تدرس كريستينا يونج، عالمة البيئة بجامعة ويسكونسن ماديسون، تربة النظم البيئية للأراضي الجافة، التي تغطي 40% من مساحة اليابسة على الأرض، باستثناء القارة القطبية الجنوبية. ومع قلة الغطاء النباتي الذي يمنع تدفق الرياح والمياه، فإن الطبوغرافيا الدقيقة في هذه المناطق – أو مدى وعورة السطح – يمكن أن تكون محركًا مهمًا لعمليات مثل ترسب الغبار، ونمو البذور، والتآكل. تقول يونغ إنها استخدمت مجموعة من الأدوات التي تبدو غريبة في عملها، بما في ذلك مسدس BB وسلسلة مجوهرات. إن إطلاق حبيبة على الأرض يساعدها على قياس مدى قابلية التربة للتآكل بفعل الرياح، كما أن لف سلسلة على سطح الأرض وقياس طولها يوفر تقديرًا لخشونة التربة. ويعترف يونج قائلاً: “إن هذه تقديرات تقريبية جدًا، لكنها لا تزال تخبرنا بقدر مدهش عن النظام البيئي”.

يمكن للأدوات الحديثة، مثل الطائرات بدون طيار، إجراء نفس القياسات، وأحيانًا بدقة أكبر، لكن السلسلة أرخص بكثير وأسهل في السفر. يقول يونج إن الحصول على إذن لتحليق طائرة بدون طيار غالبًا ما يكون أمرًا صعبًا، أو حتى مستحيلًا في بعض البلدان. ويمكن للطائرات بدون طيار أن تعقد عملية التكاثر إذا لم يتمكن المتعاونون من الوصول إلى نفس الأدوات. يونج جزء من جهد دولي يسمى CrustNet، حيث يستخدم الباحثون بروتوكولات مشتركة لدراسة الأراضي الجافة، وتعد الطريقة المتسلسلة واحدة من عدة مقاييس بسيطة ساعدت المشروع على التوسع.

يقول يونج: “لقد تمكنا من إطلاق تعاون عالمي من خلال وضع بروتوكولات حول الأشياء التي يمكن لمعظم الناس الوصول إليها وتعلم كيفية استخدامها بسرعة”، مضيفًا: “نود أن ندرس كل موقع بتفاصيل عميقة حقًا، ولكن الواقع هو أنه يتعين علينا أن نكون عمليين بشأن ما ينجح. بالنسبة لهذا المشروع، سلسلة المجوهرات هي الأداة الصحيحة للمهمة”.

تشكل إمكانية الوصول وإمكانية التكرار أيضًا أساس عمل ساشا إيسكريتش كجزء من KAP Jasa، وهي منظمة غير ربحية للطائرات الورقية في ليوبليانا، سلوفينيا. لا تركز المجموعة على العلوم، لكن إيسكريتش يقول إنهم ساعدوا أحيانًا في مشاريع بحثية، مثل المسح الجوي لفيلا رومانية مكتشفة حديثًا، وتصوير بقايا الزراعة في العصور الوسطى، وتقييم تلوث المياه في نهر ليوبليانيكا.

يمكن استخدام طريقة الطباعة السريعة ثلاثية الأبعاد في المهام الفضائية

الطائرة الورقية الأكثر شيوعًا للمجموعة في هذه الدراسات هي روكاكو داكو، وهو هيكل ذو ستة جوانب من التصميم الياباني. يبلغ طول هذه الطائرات الورقية الكبيرة حوالي 1.8 مترًا، وعرضها 1.5 مترًا، ويمكنها حمل أكثر من كيلوغرام واحد، ويتوقع إيسكريتش أن يرسل الناس ميكروفونات، أو معدات للأرصاد الجوية، أو حتى عدادات جيجر عاليًا للمساعدة في الإجابة على أسئلة البحث.

يقول إيسكريتش إن الطائرات الورقية تقدم فوائد عديدة مقارنة بالطائرات بدون طيار. ويقول: “يمكن للطائرة الورقية أن تظل محلقة لساعات، في حين أن الطائرة بدون طيار البسيطة تطير لمدة نصف ساعة قبل أن تنفد بطارياتها”، مضيفًا أن هذه المشكلة تتفاقم بشكل كبير بمجرد البدء في زيادة الوزن. “أيضًا، لا يمكن للمرء الطيران (بالطائرات بدون طيار) في المناطق الحضرية أو في المتنزهات الوطنية أو فوق المواقع التراثية أو الأثرية. ولكن، يمكن للمرء أن يطير طائرة ورقية في أي مكان تقريبًا.”