تُعد القوانين العلمية أدوات تفسر أسباب حدوث الأحداث والظواهر الطبيعية، حيث ترتبط هذه القوانين ارتباطًا وثيقًا بمجموعة متنوعة من العلوم كعلم الفيزياء والجغرافيا وعلم الأحياء.
تهدف هذه القوانين إلى توضيح الأحداث الطبيعية من خلال تجارب يتم تكرارها للوصول إلى نتائج دقيقة ومصدقة.
سنستعرض في هذا المقال مفهوم القانون العلمي وعلاقته بالظواهر الطبيعية المختلفة.
القانون العلمي وأهميته في تفسير الظواهر الطبيعية
تشترك القوانين العلمية في بعض الخصائص مع الفرضيات والنظريات العلمية، إلا أنها تختلف بشكل كبير عنها. إذ يتم تأكيد القوانين العلمية من خلال تجارب متعددة تضع الفرضيات تحت الاختبار، مما يجعلها معروفة بتطبيقاتها العملية.
القانون العلمي، المعروف باللغة الإنجليزية بـ “Scientific Law”، يفسر الأحداث الطبيعية وطرق حدوثها، ويتيح لنا إمكانية التنبؤ بما قد يحصل في المستقبل استنادًا إلى معرفتنا الحالية.
تصف هذه القوانين الظواهر الطبيعية بشكل دقيق، وتقدم تفسيرات شاملة لأسباب وجودها.
تنطلق القوانين العلمية من ملاحظات وتجارب متعددة، حيث تعتمد اعتمادًا كبيرًا على تكرار الاختبارات.
الاختلاف بين القانون العلمي والنظرية العلمية
يمتلك كل من القانون العلمي والنظرية العلمية مهامًا مختلفة في مجالات العلوم المتنوعة. حيث يقوم القانون العلمي بالتنبؤ بالعواقب الناتجة عن ظروف أولية معينة.
على سبيل المثال، قد يتنبأ القانون العلمي بلون شعر الجنين في رحم أمه بناءً على قواعد علم الوراثة.
من جهة أخرى، تعمل النظريات على تقديم تفسيرات مفصلة للأحداث والظواهر بطريقة منطقي. على سبيل المثال، يمكنها أن تفسر سبب ولادة طفل بشعر أسود على الرغم من أن كلا الوالدين يمتلكان شعراً بنيًا.
تعريف الظواهر الطبيعية
تُعرف الظواهر الطبيعية، باللغة الإنجليزية، بـ “Natural Phenomena”، وتشير إلى جميع الأحداث التي تحدث بصورة طبيعية دون تدخل من الإنسان. وقد تكون هذه الظواهر إيجابية، مثل هطول الأمطار، أو سلبية، مثل الزلازل والأعاصير، التي قد تؤدي إلى الخراب والمعاناة.
تشهد الأرض تنوعًا كبيرًا من هذه الظواهر، والتي يمكن أن تكون مدهشة أو مألوفة أو نادرة، ومن أبرز أنواعها:
الظواهر الطبيعية الجيولوجية
الزلازل
تعتبر الزلازل، المعروفة باللغة الإنجليزية بـ “Earthquakes”، من الظواهر الطبيعية المدمرة أحيانًا. تحدث نتيجة تحرك الصفائح التكتونية المكونة للقشرة الأرضية بشكل مفاجئ، أو بسبب انكسار هذه الصفائح.
البراكين
تُعرف البراكين باللغة الإنجليزية بـ “Volcano”، وتحدث عندما تندفع المواد المنصهرة، المعروفة بالماجما، من فوهة البركان، بالإضافة إلى الغازات والأبخرة.
الظواهر الطبيعية البيولوجية
تشمل الظواهر البيولوجية أشكالًا متعددة، ومن أبرزها:
ظاهرة التعفن
تُعرف ظاهرة التعفن باللغة الإنجليزية بـ “Decomposition”، وهي إحدى الظواهر الطبيعية التي تشمل عمليات بيولوجية وكيميائية تؤدي إلى تحويل المركبات الكيمائية المعقدة إلى أشكال أبسط. تلعب الفطريات دورًا رئيسيًا في تحليل أجساد الكائنات الحية الميتة.
التمثيل الغذائي
تُعرف العمليات الحيوية التي تحدث في أجساد الكائنات الحية بهدف استمرار حياتها بالتمثيل الغذائي، والذي يُطلق عليه إنجليزيًا “Metabolism”.
الظواهر الطبيعية الكيميائية
عملية الأكسدة
تعتبر عملية الأكسدة، المعروفة باللغة الإنجليزية باسم “Oxidation Process”، من التفاعلات الكيميائية التي تؤدي إلى فقدان إحدى المواد للإلكترونات في مدارها الخارجي. ومن الأمثلة الشائعة لهذه الظاهرة الصدأ الذي يصيب المعادن.
البلورة
تُعرف عملية تشكيل الجزيئات المرصوصة بشكل منتظم ومكرر باللغة الإنجليزية باسم “Crystallization”، وتعتبر هذه الظاهرة شائعة في الأحجار الكريمة والمعادن، بالإضافة إلى الثلوج.
القانون العلمي كأداة لتفسير الظواهر الطبيعية
يمكن للقوانين العلمية أن تفسر سبب حدوث العديد من الظواهر الطبيعية. وفيما يلي سنستعرض الأسباب وراء حدوث بعض الظواهر التي تم تفسيرها وفقًا لهذه القوانين:
أسباب حدوث الزلزال
تحدث الزلازل نتيجة لعدة أسباب طبيعية، ومن أبرزها الزلازل التكتونية، المدفوعة من حركة الصفائح التكتونية. يقدم القانون العلمي نظريات تتعلق بالانجراف القاري وتوسعة قيعان المحيطات. حيث يوضح أن سطح الأرض مكون من عدد كبير من الصفائح المتصلبة التي يتراوح سمكها بين 100 و150 كيلومتر. تتحرك هذه الصفائح على طبقة الموري أدنى القشرة الأرضية.
هناك أيضًا زلازل تحدث بفعل ثوران البراكين، لكن قوتها عادة ما تكون أقل من الزلازل التكتونية، وغالبًا ما تحدث بالقرب من سطح الأرض مما يجعلها ملموسة للسكان المحيطين.
أسباب حدوث البراكين
قوانين العلم تفسر أيضًا سبب وجود البراكين، حيث تُعزى أسباب حدوثها إلى زيادة درجات الحرارة للمواد العميقة في الأرض مقارنة بالمواد المحيطة بها.
يدفع ذلك الحرارة هذه المواد إلى الارتفاع نحو السطح، وتخرج المواد التالية:
حمم بركانية
المعروفة باللغة الإنجليزية بـ “Lava”، وهي مادة سائلة تتدفق إلى سطح الأرض.
ماجما
تعرف باللغة الإنجليزية بالصهارة بـ “Magma”، وهي مواد تتعرض للانصهار تحت قشرة الأرض.
مواد أخرى
تتضمن المواد الأخرى التي تخرج الشوائب والرماد والغازات.
أنواع البراكين
توجد أنواع متعددة من البراكين، ومن أهمها:
بركان الدروع
المعروف إنجليزيًا بـ “Shield Volcano”، والذي يتميز بقدرته على الوصول لمديات بعيدة جداً، بسبب لزوجته المنخفضة وتكوينه البطيء حول الفوهة.
البركان المركب
المعروف بـ “Composite Volcano”، والذي يخرج فيه الماجما من الفتحات والشقوق الجانبية، وقد يصل ارتفاعه لمئات الأمتار.
القباب البركانية
تُعرف بـ “Lava Domes”، وتتميز بلزوجة عالية مما يحد من امتداد المواد المنصهرة عند ثورانها.
البركان المخروطي
ويُعرف باللغة الإنجليزية بـ “Cinder Cone Volcano”، وهو أقل أنواع البراكين وزنًا ويتميز بفوهة دائرية أو بيضاوية الشكل.
كيفية تكوين الأمطار
يفسر القانون العلمي تكوين الأمطار كظاهرة طبيعية تحدث بشكل دوري في العديد من المناطق. تتشكل الأمطار من خلال سلسلة من المراحل المتتالية.
تبدأ العملية بتبخر الماء من سطح الأرض أو من خلال النباتات التي تطلق الماء والأكسجين أثناء عملية البناء الضوئي.
تتجمع الأبخرة المائية في الطبقات العليا من الجو حول ذرات الغبار أو الحبوب اللقاحية أو البلورات الجليدية الصغيرة وتتحول من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة أو الصلبة لتكوين السحب.
مع استمرار عملية التكثيف، تزداد حجم ووزن قطرات الماء. وعندما تصبح السحب مكتملة وتثقل، تسقط الأمطار.
تؤثر درجات الحرارة المحيطة بالسحب على نوعية وشكل الأمطار. فإذا انخفضت درجة الحرارة إلى مستوى التجمد (0 درجة مئوية أو أقل)، فإن قطرات الماء تتبلور لتتحول إلى ثلوج.
عوامل تؤثر في سقوط الأمطار
تشمل العوامل المؤثرة في تساقط الأمطار على كوكب الأرض النقاط التالية:
- تيارات الهواء المتصاعدة والهابطة.
- درجات الحرارة الخاصة بالهواء وتعتبر عنصرًا حاسمًا.
- التيارات البحرية وتأثيرها على المناخ.
- البعد والقرب من الساحل.
- وجود الجبال كعوامل تؤثر في توزيع الأمطار.
