ظاهرتا المدّ والجزر

المقدمة

الأهداف التّعليميّة:

  • أن يوضّح الطّالب دور (أبو معشر البلخيّ) في تفسير ظاهرتي المدّ والجزر، وارتباطهما بالقمر.
  • أن يتعرّف الطّالب السيرة الذّاتيّة للفلكيّ (أبو معشر البلخيّ).
  • أن يفهم الطّالب ظاهرتي المدّ والجزر.
  • أن يذكر الطّالب أسباب حدوث ظاهرتي المدّ والجزر.
  • أن يعتزّ الطّالب بالإسلام باعتباره من أهمّ المؤثّرات الّتي أسهمت في ازدهار الحضارة الإسلاميّة العربيّة.
  • أن يعتزّ الطّالب بإبداعات المسلمين وابتكاراتهم.
  • أن يقدّر الطّالب جهود العلماء.

الفكرة الإبداعيّة:

تفسير أثر القمر على ظاهرتي المدّ والجزر، حيث وصفها (البلخيّ) وصفًا شاملًا ودقيقًا.

صفحة من كتاب (المدخل الكبير في علم أحكام النّجوم)
لأبي معشر البلخيّ، يظهر فيها شرحه عن ارتباط القمر بالمدّ والجزر
صورة لعالم فلكيّ يقرأ النّجوم بواسطة أسطرلاب وفواصل من كتاب
(المدخل الكبير في علم أحكام النّجوم) لأبي معشر البلخيّ من كتابه المترجم
إلى الّلاتينية من قبل هيرمان الكارينثي 534هـ /1140م

قرن وعصر الاختراع:

القرن الثّالث الهجريّ /القرن التّاسع الميلاديّ

 عصر الخلافة العبّاسيّة


معلومات العالم

    أبو معشر المنجم، جعفر بن محمد بن عمر البلخيّ ولد سنة (172هـ - 788م) وتوفي سنة (272هـ - 885م) منجم وفلكيّ إسلامي، ولد في بَلْخ، شرقي خراسان الّتي تقع حالياً في أفغانستان، ذهب إلى بغداد طلباً للعلم وامضى بقية حياته في مدينة واسط (في العراق)، عُرف في الغرب (في أوروبا) باسم "البومازر أو الباماسر" Albumasar لما قدمه من بحوث فلكيّة غيرت الكثير من المفاهيم القديمة، وأيضاً لمساهمته في وضع قواعد الفلك الحديث مع مجموعة من علماء الفلك المسلمين.

أبو معشر البلخيّ (Albumasar) "صورة تخيليّة" ممسكًا بذات الحلق،
بريشة هرمان توم حوالي سنة977هـ /1570م.

    عرف عن البلخيّ حبّه للعلم والمعرفة في جميع فروعهما، فقد كان من أوائل أصحاب علم الحديث، ثم دخل علم الحساب والهندسة، وفي السّابعة والأربعين من عمره تعلّم الفَلَك والنّجوم، وفي الخمسين من عمره تحوّل إلى دراسة الجغرافيا، إلّا أنّ حبّه للفلك غلب على غيره من فروع المعرفة. أبدع أبو معشر في الثّقافة التّاريخية وكان إنتاجه غزيرًا في التّاريخ الفارسيّ، كما اتّسم بحدّة الذّكاء.

    عاصر أبو معشر المنجم الفيلسوف الشّهير الكنديّ، والفلكيّ الكبير البتّانيّ، ويعود الفضل لأبي معشر في تطوّر الدّراسات الفلكيّة في الأندلس، وامتداد تأثيرها إلى أوروبا في مجالين، هما الرّياضيّات والفلك. وقد استوحى كثيرًا من كبار مهندسي وفنّاني أوروبا أفكارًا وقصصًا من شخصيّة أبي معشر، منهم المهندس الإيطاليّ (بورتا)، والموسيقار والمؤلف الإنجليزيّ (تومكنز)، وقد أخرج الأخير كوميديا بعنوان (البومازر) وقد تمّ تمثيلها عام 1023هـ /1615م أمام الملك جيمس الأوّل لدى زيارة قام بها إلى جامعة (كمبردج). وهو من أوائل الذين تحدّثوا عن ظاهرتي المدّ والجزر، وقد ربط بين هاتين الظاهرتين وحركة القمر.

    تُرجمت الكثير من أعماله إلى الّلغة الّلاتينية، حيث ترجم له في أواسط القرن السّادس الهجريّ/ الثّاني عشر الميلاديّ (أديلارد الباثي) Adelard) Bath) فقد كان معجبًا بالحضارة العربيّة الإسلاميّة، و(يوحنا الإشبيليّ) (Juane de Sevilla)، والجدير بالذّكر أنّ بعض المخطوطات لأبي معشر موجودة في القاهرة وبرلين وفيينا وفلورنسا.


إسهامات العالم

كان لهذا العالِم الفلكيّ المسلم تأثير كبير في نهضة علم الفلك، فكان:

  • أوّل من قام بتفسير نظريّة المدّ والجزر، وارتباطهما بالقمر.
  • أوّل الّذين اهتموا بدراسة حركة الكواكب وخاصة الاقترانات.
  • أوّل من وضع الأبراج السّماويّة كما هي عليه اليوم.
  • أوّل الّذين اهتموا بتفسير العديد من الظّواهر الطّبيعيّة كالأمطار والرّياح.

مؤلفات العالم

ترك أبو معشر الفلكيّ مصنّفات كثيرة منها:

  • كتاب (المدخل الكبير إلى علم أحكام النّجوم): وهو في ثمانية أبواب، ترجمه إلى الّلاتينية (يوحنا الإشبيليّ) عام (528هـ /1134م)، وطبع في البندقيّة عام (808هـ /1405م) وفيه تحدث عن ظاهرتي المدّ والجزر.
الصفحة الأولى من كتاب (المدخل الكبير في علم أحكام النّجوم) لأبي معشر البلخيّ
  • كتاب (النّكت) أو (تحاويل سني العالم): ترجم إلى الّلغة الّلاتينية، ويتعلّق النّصّ بطبيعة السّنة (أو الشّهر أو اليوم)، حسب تحديد الأبراج، وكان يُقصد به أن يكون دليلًا لتعليم وتدريب المنجمين.
  • كتاب (الألوف في بيوت العبادات): يتضمّن وصفًا لما أنشئ في العالم من هياكل ومعابد لمختلف الدّيانات على تعاقب السنين).
  • كتاب (الزّيج الكبير): ويتضمّن حركات النّجوم، أي مجموعة الجداول الفلكيّة، قيل به: هو كثير الفائدة، جامع لأكثر علم الفلك بالقول المطلق المجرد من البرهان).
  • كتاب (الزّيج الصّغير) أو (زيج القرانات) وهذا يضمّ سجلًا كبيرًا لاقترانات كوكبي زحل والمشتري منذ أيام (الطّوفان).
  • كتاب (المواليد الكبير) ويتألّف من خمسة فصول، لم يتمّ البلخيّ كتابته، ومنه خرج كتاب (هيئة الفلك).
  • كتاب (الجمهرة): جمع فيه البلخيّ أقاويل النّاس في المواليد.
  • كتاب (الاختيارات): وخصّصَ هذا الكتاب لدراسة النّجوم، ويوجد منه نسخة في مكتبة لندن.
  • كتاب (الأمطار والرّياح وتغيّر الأهوية): وفيه فسّر البلخيّ ظواهر طبيعيّة.
  • كتاب (اقتران النّحسين في برج السّرطان) وفيه تناول إحداثيات برج (السّرطان) مع كوكبي زُحل والمرّيخ.
  • كتاب (النّجوم) وتحدّث فيه عن الأبراج الاثني عشر.
  • كتاب (المدخل الصّغير) وهو مختصر المدخل الكبير.
  • (مذكرات من علم النّجوم) وهي إجابات عن أسئلة أبي سعيد بن شاذان، توجد نُسخهُ في كمبردج.
  • كتاب (الأحوال الجويّة) المترجم إلى الّلاتينية، والمنشور في البندقيّة عام 913هـ /1507م وفي باريس عام 947هـ /1540م.

انتشار استخدامات الإسهام في نواحي الحياة

    كان لتفسير أبي معشر لظاهرتي المدّ والجزر وارتباطهما في القمر أهميّة بالغة عند الإنسان، فقد استطاع الإنسان قديمًا أن يستغلّ قوى المدّ والجزر في إدارة طواحينه؛ لطحن الحبوب أو تسيير الآليّات البسيطة، وما تزال توجد آثار هذه الطّواحين على شواطئ مقاطعة (بيرتاني) في شمال فرنسا منذ القرن السّادس الهجريّ / الثّاني عشر الميلاديّ.

وفكرة عمل هذه الطواحين تتلخص في حجز ماء المدّ في خزّان أثناء المدّ العالي، وعندما يمتلئ الخزّان بالماء تقفل بوّابات خاصّة؛ فيكون مستوى سطح الماء في الخزان أعلى من مستوى سطح البحر حين يبدأ الماء بالانحسار.

وقد استغلّ العرب ظاهرتي المدّ والجزر قبل أوروبا بثلاثة قرون أو أكثر، كما ورد في الكتب التّاريخيّة القديمة، ففي كتاب ابن خرداذبه (231هـ /846م)، وُجد النّصّ الآتي: (استغلّ أهل البصرة تيّار المدّ والجزر في إدارة السّواقي وطواحين الغلال قبل أوروبا بقرون) كما ورد النّصّ أيضًا في مؤلّفات المقدسيّ (378هـ /989م).

وحديثًا قام الباحثون والدارسون باستغلال ظاهرتي المدّ والجزر؛ لتوليد الطّاقة الكهربائيّة عن طريق بناء سدّ عند مدخل الخليج الّذي يتمتّع بفرق كبير في منسوب الماء بين المدّ والجزر، ووضع توربينات توليد الكهرباء عند بوّابة هذا السّد. ومن الدّول الّتي قامت بإنشاء محطّات كهربائيّة تعمل بطاقة المدّ والجزر، محطة (Rance) في فرنسا، والتي بُنيت عام (1385هـ /1966م)، وتعمل بقوة 240 ميجاوات، بُني هذا السّدّ للتّحكم في التّيارات النّاتجة عن المدّ والجزر بنظام مدروس لتوليد الطّاقة الكهربائيّة.

معمل  Rance لتوليد الطاقة

ومحطة في كندا عام (1404هـ /1984م)، عند منطقة نوفا سكوتيا بقوة كهربائيّة قدرها 20 ميجاوات، كما بنت الصّين عام (1406هـ /1986م) في ولاية كسينجيانج محطّة بقوة 10 ميجاوات، وأكبر محطّة تضم 10 مولّدات كهربائيّة وكلّ مولّد كهربائي منها يولّد طاقة كهربائيّة قدرها 26 ميجاوات، أي بقوّة كليّة 260 ميجاوات تـُبنى حاليًّاً في سيهوا بكوريا الجنوبيّة.

وفي إنجلترا توجد تحت التّخطيط محطّة عملاقة عند مصب نهر سيفرن (Severn) بين كاردف ومدينة بريستول ب 216 توربين سوف تولّد 8500 ميجاوات، وسوف تغطي 5% من احتياجات إنجلترا من القوة الكهربائية، إلّا أن ذلك المشروع يواجه معارضة من قبل جماعات المحافظة على البيئة.

وظهرت مؤخّرًا وسائل جديدة للاستفادة من طاقة المدّ والجزر بشكل مغاير للطّرق التّقليدية؛ إذ تعتمد إحداها مثلًا على الاستفادة من الطّاقة الحركيّة لأمواج المدّ والجزر بشكل مشابه لطاقة الرّياح، فيوضع توربين مائيّ قرب الشّاطئ فتتحرّك بفعل هذه الأمواج مولّدة الكهرباء. ومن هذه الطّرق طريقة الأبراج: وتعتمد تلك الطّريقة على تثبيت مروحة أو مروحتين على برج متين، بحيث تكون تلك المراوح تحت سطح الماء، والصّورة المرفقة توضّح كيفيّة تثبيت المروحة على البرج، وهي لمحطّة تجريبيّة بـُنيت عام (1422هـ /2002م) شمال إيرلندا وقوّتها 300 كيلوات تقريبًا، ونلاحظ في الصّورة أن المروحة قد رُفعت فوق سطح الماء لإجراء أعمال الصّيانة.

صورة توضح طريقة الأبراج، وهذه كانت تجريبية وبنيت عام (1423هـ /2003م) في إيرلندا

    وفي سترانجفورد شمال إيرلندا بُني البرج الجديد والذي يُسمّى (SeaGen)، وقد بدأ البرج بإنتاج الكهرباء من التّيارات البحريّة والّتي تصل سرعة المياه فيها نحو 50,2 متر في الثّانية، وقد تصل أحيانًا إلى 10 أمتار في الثّانية، هذا البرج بمروحتيه ينتج كهرباء بقوة 2,1 ميجاوات، أي أنّ كلّ مروحة تنتج نحو ضعف ما تنتجه المروحة السّابقة، موديل 2002.

(SeaGen) أوّل محطّة في العالم لتوليد الطّاقة من المدّ والجزر بطريقة الأبراج
وبشكل تجاريّ، لاحظ سرعة المياه وقوتها بعد اصطدامها ببرج التثبيت.

    تستغل تلك الطّريقة التّيارات المائيّة، ولا تشكّل الأبراج عائقًا بحريًّا كما نجد في حالة بناء السّدود مثلا، لهذا فهي الأنسب للمحافظة على البيئة، ولكن لم تستفد من طاقة المدّ والجزر إلّا بعض الدّول، وهي: الأرجنتين، وأستراليا، وكندا، والهند، وكوريا الجنوبيّة، والمكسيك، وبريطانيا، والولايات المتّحدة، وروسيا، وجنوب أفريقيا، ونيوزلندا.


مراجع الطالب
  • موسوعة المعرفة على الإنترنت، أبو معشر البلخيّ، الرابط.
  • موسوعة ويكيبيديا على الإنترنت، أبو معشر البلخيّ، الرابط.
  • موسوعة علماء العرب والمسلمين، الدّكتور محمد فارس.
  • قاموس دار العلم الفلكيّ، عبد الأمير مؤمن.
  • كتاب أثر علماء العرب والمسلمين في تطوير علم الفلك، علي عبد الله الدّفاع.
  • كتاب أعلام الحضارة العربيّة الإسلامية، زهير حميدان.
  • كتاب طاقة المدّ والجزر، المهندس ربيع الرّيس.
  • الرّابط الأوّل

مراجع المحتوى
  • كتاب سـير أعـلام النّبـلاء، شمس الدّين، محمد بن أحمد بن عثمان الذّهبيّ.
  • كتاب شخصيات صنعت تاريخًا، إسهامات العلماء العرب والمسلمين في الحضارة الإنسانيّة، محمود سلامة الهايشة.
  • كتاب طوالع البروج، أبو معشر الفلكيّ، جعفر بن محمد.
  • كتاب الفهرست، أبو الفرج محمد بن إسحاق، ابن النّديم.
  • موسوعة علماء العرب والمسلمين، الدّكتور محمد فارس.
  • الموسوعة العربيّة، المجلّد التّاسع، أبو معشر الفلكيّ (جعفر بن محمد) فايز فوق العادة.
  • كتاب إخبار العلماء بأخيار الحكماء، القفطي.
  • كتاب مفتاح دار السّعادة ومنشور ولاية العلم والإرادة، محمد بن أبي بكر أيوب الزّرعيّ أبو عبد الله.
  • كتاب طاقة المدّ والجزر، المهندس ربيع الرّيس.
  • كتاب المدخل الكبير إلى علم أحكام النجوم، أبي معشر البلخيّ.
  • الموسوعة العربيّة، المجلد الثّامن عشر، العلوم الإنسانيّة، التّاريخ والجغرافية والآثار، المدّ والجزر، فوّاز موسى.
  • كتاب 300 تجربة علمية باستخدام خامات البيئة واجهزة العرض العلوي، خير سليمان شواهين.
  • الرّابط الأوّل
الهدف من النشاط
  • أن يوضّح الطّالب أثر جاذبيّة القمر في المدّ والجزر.
الإعداد للعمل
  • كوّن فريق عمل مع مجموعة من زملائك؛ لتوزيع المهامّ فيما بينكم (مجموعة تتكوّن من 2-5 أشخاص).
البحث العلميّ

كلّف عددًا من أفراد مجموعتك بمهمّة البحث عن معلومات مفصّلة عن ظاهرتي المدّ والجزر، وارتباطهما بالقمر.

تجهيز الأدوات
  • حضّر الأدوات التّالية:
مغناطيس قويّ صورة أشعّة مقصّ مشرط
صفائح حديد رقيقة سلك سميك طوله 35 سم أو عود خيزران مادّة لاصقة ورق مقوًّى
   
  قلم دفتر ملاحظات  
تركيب الأدوات
  • قصّ شريطًا من صورة الأشعّة بطول 30 سم وعرض 1 سم، ثمّ قم بلفّه على شكل دائريّ وألصق أطرافه لعمل حلقة.
  • قصّ قطعًا من صفائح الحديد أبعادها (1 × 0.5 سم).
    • اثقب في الدّائرة الّتي صنعتها من صور الأشعة ثقبين متماثلين، ثم أدخل السّلك المعدنيّ في الثّقبين (يجب أن يكون قطر الثّقب أكبر من قطر السّلك).
      • ألصق الصّفائح المعدنيّة على إطار الدّائرة بحيث تترك فراغًا بعرض 1 سم بين كلّ شريطين.
        • ارسم على قطعة الورق المقوّى دائرةً (تمثّل الأرض) قطرها مساوٍ لقطر الدّائرة السّابقة أو أقلّ بقليل، ثمّ ثبّتها وسط الحلقة السّابقة.
          تنفيذ النشاط
          • قرّب المغناطيس (يمثل القمر) من الدّائرة، سجّل ملاحظاتك.
          • كرّر الخطوات السّابقة، وسجّل ملاحظاتك.
          المناقشة والنتائج
          • ناقش مع أفراد مجموعتك الملاحظات الّتي تمّ التّوصل إليها.
          • ما هي النّتيجة الّتي حصلت عليها، حاول تفسيرها.
          اخترع بنفسك
          • بناءً على مشاهدات ونتائج التّجربة والخطوات الّتي تمّ اتّباعها، قم مع أفراد مجموعتك باختراع نموذج آخر يوضّح ظاهرتي المدّ والجزر وارتباطهما بالقمر.
          الهدف من النشاط
          • أن يتعرّف الطّالب على علاقة الصّيد بظاهرتي المدّ والجزر.
          الإعداد للعمل
          • كوّن فريق عمل مع مجموعة من زملائك؛ لتوزيع المهامّ فيما بينكم (مجموعة تتكوّن من 1-2 أشخاص).
          البحث العلميّ
          • قم بالبحث عن معلومات عن أوقات حدوث المدّ والجزر في منطقتك، وكذلك عن طريقة صيد الأسماك.
          • ويمكن الاستعانة بالمصادر التّالية أو أيّة مصادر أخرى:
            مكتبة المدرسة أو أيّة مكتبة عامة أو الشّبكة العنكبوتيّة.
          تجهيز الأدوات
          بكرة خيط صيد صغيرة طفاحة بلاستيكيّة (التي تطفو على سطح الماء
          وتنبّهك في حالة التقاط سمكة للطّعم)
          خطّافات للسنّارة
          صندوق معدّات طعم للصّيد عصًا
          تركيب الأدوات

          جهّز نفسك للقيام برحلة صيد كلّ يوم و لمدّة شهر، وذلك باتّباع الخطوات التّالية للصّيد:

          • قم بقطع خيط الصّيد بحيث يكون أطول من طول العصا الّتي اشتريتها بحوالي 30 سم، واربطه بطرف القضيب جيّدًا؛ لتصنع السّنارة.
          • ضع طعم الصّيد المناسب لخطّاف السّنارة، وتذكّر أنّ الدّيدان الطّويلة يناسبها خطّاف قياس 0 /3، وأنّ الرّوبيان الصّغير يناسبه خطّاف 0 /1، واربط الخطّاف بنهاية خيط الصّيد بعقد محكمة حتّى لا تفقد السّمكة الّتي اصطدتها.
            • بعد الانتهاء من صنع سنّارة الصّيد يمكنك التّوجه ناحية البحر؛ لاصطياد الأسماك.
              • حاول استخدام الطفاحة في الصّيد، حيث يمكنك ربطها بخيط السّنارة، ويفضّل أن تكون فوق الطّعم بمسافة 60 سم وذلك بالنّسبة للمبتدئين، ويمكنك ربطها على بعد أكبر في حالة رغبتك في الصّيد على عمق أكبر، بعدها ألقي خيط السّنارة في الماء وأنزل القصبة حتّى تطفو الطفاحة على سطح المياه، وأمسك العصا في وضع أفقيّ ثابت فوق الماء.
                • انتظر حتّى تلتقط السّمكة الطعم، وتذكّر دائمًا أنّ الصّيد يتطلّب الصّبر، حيث أنّ السّمك يحتاج عدّة دقائق حتّى يجد الطّعم، لذا راقب الطفاحة؛ وإذا قفزت لأعلى أو اهتزت فاعلم أنّ السّمكة أكلت الطّعم.
                  • عندما تغطس الطفاحة بالكامل تحت سطح الماء؛ قم برفع العصا لأعلى بسرعة، واجعلها في وضع مستقيم حتّى تتأرجح السّمكة ناحيتك.
                    • بعد الإمساك بالسّمكة تعامل معها بحرص، صحيح أن معظمها لا تملك أسنانًا حادّةً لكن لديها زعانف شوكيّة، لذا عليك إمساكها بإحكام من خلف الرّأس، واستخدم الكمّاشة؛ لنزع خطّاف السّنارة.
                      • إذا كانت صغيرةً فمن الأفضل إعادتها للماء مرّة أخرى؛ حتى تزداد أعداد الأسماك وتكبر.
                        تنفيذ النشاط
                        • اعمل جدولًا للذّهاب للصّيد لمدّة شهر، ونوّع بالأوقات الّتي تذهب بها للصّيد (الصّبح، الظّهر، العصر، المغرب، الّليل).
                        • سجّل التّاريخ القمريّ لأوّل يوم تذهب فيه للصّيد وراقب القمر.
                        • حدّد ساعةً للذّهاب في كلّ يوم للصّيد.
                        • ضع علامةً لمستوى الماء الّذي ستصطاد منها، واصطد كلّ يوم من نفس المكان.
                        • راقب تيارات المياه، وسجّل ملاحظاتك.
                        • سجّل نوع الأسماك الّتي اصطدتها، وكميّتها بالتّاريخ القمريّ، ووقت الذّهاب، وراقب المياه هل هي في حالة جزر أم في حالة مدّ؟ وهل المياه ارتفعت أم انخفضت؟
                        المناقشة والنتائج
                        • قارن النّتائج الّتي حصلت عليها مع نتائج زملائك.
                        • ناقش النّتائج الّتي حصلتها عليها مع زملائك.
                        اخترع بنفسك
                        • بناءً على النّتائج الّتي حصلت عليها؛ ابحث واكتشف عن إمكانية الاستفادة من ظاهرتي المدّ والجزر في أمور أخرى، أو اعمل لوحةً أو بوسترًا أو كتيبًا بطريقة مميّزة ومبتكرة؛ لمساعدة الصّيّادين في معرفة الوقت المناسب للصّيد.