الإشعاع موجود في كل مكان حولنا، بدءًا من دفء ضوء الشمس وحتى الأشعة غير المرئية المنبعثة من الصخور والنجوم. يمكن أن يجلب الطاقة والحياة ولكن أيضًا الخطر والموت. كيف تتعامل الكائنات الحية مع هذه القوة المتناقضة؟ هل يمكن للحياة على الأرض أن تتعايش مع الإشعاع، أم أننا محكوم علينا أن نعاني من عواقبه؟ هذه هي الأسئلة التي حيرت العلماء والجمهور لعقود من الزمن، حيث أصبح الإشعاع عاملاً رئيسياً في العديد من الأنشطة البشرية، من الطاقة النووية إلى التشخيص الطبي والعلاج.

في هذه المقالة، سوف نستكشف عالم الإشعاع والحياة الرائع ونتعمق في أحدث الأبحاث والمناقشات حول هذا الموضوع المعقد. استعد لاكتشاف الجوانب المشرقة والمظلمة للإشعاع وتحدي افتراضاتك حول معنى العيش في عالم مشع.

ما هو الاشعاع؟

الإشعاع ظاهرة طبيعية في جميع البيئات، بما في ذلك الفضاء الخارجي والهواء والأرض. إنه حتى في عظامنا، حيث تشع علينا العناصر المشعة الموجودة بشكل طبيعي بمعدل 5000 مرة في الثانية. إن النوم بجوار شخص ما يعرضنا لإشعاعات أكثر بكثير من العيش بالقرب من محطة للطاقة النووية، وهي آمنة تمامًا. بدأت الحياة عندما كان العالم أكثر نشاطًا إشعاعيًا بكثير مما هو عليه الآن، وتطورت جميع الكائنات الحية لتصبح قادرة على التعايش مع الإشعاع.

يخشى الكثيرون الإشعاع، خاصةً عندما يرتبط بمحطة طاقة نووية، مع أنه لا فرق بين الإشعاع الطبيعي والإشعاع الناتج عن الإنسان. لقد تطورت الكائنات الحية على الأرض لما يقارب أربعة مليارات سنة في ظل وجود خلفية طبيعية من الإشعاع المؤين، والتي لم تكن دائمًا على حالها اليوم. فبدون هذا الإشعاع، ما كانت الحياة على الأرض لتوجد، أو لما كانت لتوجد بشكلها الحالي. تحتوي قشرة الأرض على نويدات مشعة، وتتعرض باستمرار لهجوم من جسيمات عالية الطاقة قادمة من الفضاء الخارجي والشمس (الإشعاع الكوني).

هل من الممكن أن تتعايش الحياة على الأرض مع الإشعاع؟

تستخدم النباتات عملية التمثيل الضوئي لتحويل الطاقة من أشعة الشمس إلى جلوكوز يبني سيقانها وأوراقها. ويعتمد عدد لا يحصى من الكائنات الحية الأخرى، مثل البكتيريا والطحالب والفطريات، على عمليات مماثلة للبقاء على قيد الحياة. موقع الأرض في نظامنا الشمسي وبعدها عن الشمس يجعل بيئتها ملائمة للحياة.

شمسنا هي نجم، مجرد واحد من العديد من النجوم في الكون. والأمر المذهل هو أن العلماء استخدموا مؤخرًا التكنولوجيا المعاصرة للعثور على جميع أنواع الكواكب التي تدور حول نجوم أخرى! قرر هؤلاء العلماء، الذين تتمثل مهمتهم في البحث عن الحياة في الكون، أن الحياة لا يمكن تصورها إلا على كواكب شبيهة بالأرض على مسافة موحدة من النجم - شمسهم. من ناحية أخرى، تشير أشكال الحياة على الأرض التي تعيش في بيئات قاسية إلى أن الحياة قد تكون قادرة على البقاء في ظروف كان يُعتقد سابقًا أنها معادية جدًا للوجود.

بعض الأماكن على الأرض لا تتلقى ضوء الشمس على الإطلاق. تعتبر هذه الكهوف المظلمة مثالية لتعلم كيفية بقاء الحياة بدون طاقة الشمس. اكتشفت البكتيريا الموجودة في المناجم العميقة تحت الأرض طرقًا للازدهار باستخدام الحرارة من الأرض. تعيش البكتيريا الموجودة في أعماق المحيطات في ظلام دامس وتتغذى على المواد الكيميائية المنبعثة من الفتحات الحرارية المائية، على غرار البراكين تحت الماء!

الميكروبات القوية

اكتشف اكتشاف علمي حديث أن نوعاً من البكتيريا يستهلك الهيدروجين الناتج عن جزيئات منبعثة من اليورانيوم والثوريوم والبوتاسيوم المشع، في منجم أفريقي على بعد ميلين تحت سطح الأرض. مثل هذه الكائنات نادرة للغاية. إن التعرض لهذا النوع من الإشعاع، المعروف باسم الإشعاع المؤين، يضر بمعظم أشكال الحياة على الأرض. يمكن أن يؤدي الإشعاع المؤين إلى تلف الحمض النووي ويؤدي إلى المرض أو الوفاة. على سبيل المثال، الشمس أضعف بكثير من المعادن المشعة. على الرغم من هذه المخاوف، فإن التعرض للإشعاع المؤين يمكن أن يمكّن بعض الكائنات من اكتساب القدرة على البقاء وحتى الازدهار في ظل هذه الظروف من خلال عملية تعرف باسم التحليل الإشعاعي.

يمكن للكائنات الحية أن تحمي نفسها من أضرار الإشعاع عن طريق امتصاصها بالميلانين. وينتج جسمك أيضًا الميلانين الموجود في خلايا الجلد ويساعد على منع حروق الشمس. أصحاب البشرة الداكنة، لديهم المزيد من الميلانين ويكونون أقل عرضة للإصابة بحروق الشمس. عندما تتعرض بعض الأنواع لمستويات عالية من الإشعاع المؤين، يمكن أن يساعدها الميلانين في تحويل تلك الطاقة إلى طعام. تحتوي عدة أنواع من الفطريات الموجودة في منطقتي القطب الشمالي والقطب الجنوبي ووادي التطور في إسرائيل على كمية أكبر من الميلانين وتنمو بشكل أسرع عند تعرضها للإشعاع المؤين. أظهرت التجارب المعملية أن الجسيمات القادرة على دعم الحياة تنشأ عندما يتفاعل الإشعاع المؤين مع الجليد. ويشير هذا إلى إمكانية ظهور الحياة على أجسام بعيدة وباردة في الفضاء، مثل قمر المشتري أوروبا.

الأشعة الكونية المجرية

الأشعة الكونية المجرية هي شكل من أشكال الإشعاع المؤين عالي الطاقة الموجود في الفضاء البعيد. يعمل غلافنا الجوي كعازل بيننا وبين التأثيرات الضارة للإشعاع الكوني. ومع ذلك، إذا كان الكوكب يفتقر إلى غلاف جوي لتفكيك تأثير الأشعة الكونية، فيمكن للأشعة أن تضرب سطح الكوكب مباشرة وتنتقل تحت الأرض. ومع ذلك، عندما تمر الأشعة عبر سطح الكوكب، فإنها تفقد الكثير من طاقتها الضارة. وعندما تخترق الأشعة بشكل أعمق وتصبح أقل خطورة، يمكن لهذه الطاقة أن تنتج الغذاء مباشرة عن طريق أشكال الحياة المتخصصة. ووفقا للعلماء، تضرب الأشعة الكونية الغلاف الجوي للأرض وتنفجر في وابل من الجزيئات غير المستقرة، وتتحلل بسرعة إلى جزيئات أصغر. وهذه الجسيمات مماثلة لتلك التي تستهلكها الكائنات الحية الدقيقة الموجودة تحت الأرض في المنجم الأفريقي. الحياة على الكواكب الأخرى قد تفعل الشيء نفسه!

والطريقة الثانية التي يمكن للأشعة الكونية أن تدعم بها الحياة هي من خلال عملية تعرف باسم "التوليف العضوي". التخليق العضوي هو عملية تكوين جزيئات بيولوجية، وهي اللبنات الأساسية للكائنات الحية. ويشير العلماء إلى هذه الجزيئات بأنها "عضوية". عندما تصطدم الأشعة الكونية بسطح جليدي، فإنها تسبب تفاعلًا متسلسلًا للعمليات الكيميائية التي تشكل جزيئات عضوية. يعد التقاط الإشعاعات المؤينة مباشرة خيارًا ثالثًا للأشعة الكونية لدعم الحياة. وكما اكتشفنا في المنجم الأفريقي، يمكن للطاقة أن تنتج الميلانين لحماية نفسها من الآثار الضارة للإشعاع عالي الطاقة. يمكن لهذه الميلانين أن تساعد الكائنات الحية في التقاط الإشعاعات المؤينة واستخدامها مباشرة كطاقة تمنح الحياة.

استخدامات الإشعاع في الصناعة الصحية

يُساعد الطب النووي الأطباء في تشخيص وعلاج عشرات الملايين من الأشخاص سنويًا. إذ يُمكن للأطباء استخدام الإشعاع، كالأشعة السينية، لإجراء تشخيص سريع وغير جراحي ودقيق لأعضاء المريض. وتُستخدم النظائر المشعة المُنتجة من مفاعلات الطاقة التجارية كمتتبعات في فحوصات التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) ، والتي أثبتت أنها الطريقة الأكثر دقة في الكشف عن معظم الأورام الخبيثة وتقييمها. يُمكن استخدام الإشعاع كبديل غير جراحي لجراحة الدماغ. كما يُمكن استخدامه لعلاج السرطان وأمراض أخرى مُهددة للحياة. وتعتمد العديد من أساليب العلاج على الإشعاع الخارجي أو الداخلي للسيطرة على السرطان أو استئصاله عن طريق تشعيع المنطقة المُصابة. يُعد العلاج الإشعاعي الموضعي (Brachytherapy) مثالًا على ذلك، حيث تُزرع مصادر إشعاعية صغيرة داخل الجسم، إما داخل المنطقة التي تحتاج إلى العلاج أو بالقرب منها. ويُستخدم هذا العلاج لعلاج أنواع مُختلفة من السرطان، بما في ذلك سرطان الثدي والبروستاتا والرئة.

ليستنتج

نحن نعلم أن الحياة موجودة على الأرض وفي بيئات شبيهة بالأرض. لمواصلة استكشاف جمال الحياة وغموضها، من المفيد التفكير في إمكانات الظروف الأخرى التي تسمح للحياة بالازدهار. وحتى على الأرض، نمت الأنواع في ظل ظروف غير متوقعة: بعيدًا عن الماء، والأكسجين، وأشعة الشمس، وفي درجات حرارة وضغوط شديدة الارتفاع، وحتى التعرض للقصف بالإشعاع. إذا أمكن للحياة أن تتشكل في مثل هذه البيئات المعادية على الأرض، فقد يعج الكوكب غير الصديق بأنواع الحياة التي لم نتصورها بعد.

اقرأ أيضاً: مع استمرار الحرب الروسية الأوكرانية، فإن الإشعاع ليس الخطر البيئي الوحيد الذي يواجه العالم.