{مزرعة المريخ} في وسكنسون

تحدى البروفيسوران بعد ذلك طلابهما في صف للمبتدئين عن علوم التربة والحفاظ عليها، مخصص لطلاب قسم علوم البيئة، ومقرر الثقافة العامة بشأن النباتات والناس مخصص لطلاب كلية هونورز، وطلبا منهم تحديد ما عليهم إضافته كي تنمو البطاطا في تربة برتقالية ضاربة إلى الحمرة خالية من المواد الجيدة التي تتمتع بها طبيعياً التربة على الأرض، هذه المواد التي تفتقر إليها التربة في المريخ.

لم يتعلم الطلاب بحفظ الوقائع والمعلومات في كتب علوم التربة، بل كان عليهم معالجة مشكلة معقدة تتطلب منهم الجمع بين التفكير الدقيق والصحيح والمعرفة الأساسية بغية التوصل إلى حل. ثم انتقلوا إلى لعبة {ماذا لو}، فيما بدأوا يفهمون كيف تتعايش كل الأنواع معاً.

يذكر مات كوشتا، وهو بروفيسور مساعد في جامعة وسكنسون-ستاوت متخصص في علم الأحياء والجيولوجيا يعلّم صف علوم التربة والحفاظ عليها: {يشبه عملنا هذا تفكيك لعبة ممتعة لمعرفة كيفية عملها، ومن ثم تركيبها مجدداً}.

علوم التربة

نجح فيلم The Martian بطولة مات دايمون، الذي يؤدي دور رائد فضاء يُحتجز على المريخ، في تحقيق أعلى الأرباح على شباك التذاكر طوال أربعة من الأسابيع الخمسة الماضية. يستند هذا الفيلم إلى رواية خيال علمي لآندي وير صدرت عام 2011 وتضمنت تفاصيل تقنية معقدة ودقيقة، باستثناء تلك الفكرة عن الرياح على المريخ. فهذا خيال بحت.

صحيح أن المريخ يشتهر بأن لا شيء ينمو عليه، إلا أن رائد الفضاء في الفيلم عالم نبات واسع الحيلة يتوصل إلى طريقة لإنتاج الطعام في مسكن مغلق، مستخدماً كل ذرة من المواد الحيوية التي يملكها، من فتات الطعام إلى فضلاته الخاصة الممزوجة بقليل من الماء. هدفه النجاة إلى أن يتم إنقاذه.

بدأ كوشتا بمطالعة الكتاب الذي يستند إليه الفيلم في يناير الماضي، وأدرك في الحال أن الحبكة برمتها تقوم على علوم التربة.

يذكر كوشتا: {من أهداف الجنس البشري استكشاف عوالم أخرى وتأملها. لذلك ظننت أن هذا محور جيد يساعد الطلاب في إدراك مفاهيم علم التربة، لا الزراعة الريفية فحسب. وهذا ضروري إن رغبنا في الحصول على مردود كبير من الذرة وحبوب الصويا. لكن فهم نظام التربة مهم أيضاً لإدارة غابة أو الحفاظ على برية}.

كان والد كوشتا، مدرس علم أحياء وكيمياء في مدرسة ثانوية يملك خلفية واسعة في علوم البيئة، مَن اقترح عليه محاكاة تربة المريخ بتعقيم التربة تحت الأنهار الجليدية في مقاطعة تشيبووا. تتألف هذه التربة من رمل، حصى، طمي، وطين حملتها الأنهار الجليدية الذائبة قبل عشرات آلاف السنين.

أما البروفسور الثاني المشارك في تجربة تربة المريخ هذه فهو ماندي ليتل، بروفسورة مساعدة متخصصة في علم الأحياء وهي زوجة كوشتا.

كان أحد أهدافها تعليم مَن لا يتخصصون في العلوم ما يشمله تصميم تجربة.

أضاف طلابها تربة الحدائق الغنية بالأسمدة إلى تربة المريخ لزراعة البطاطا. لكن كثيراً من البطاطا تلف لأن هذا النوع من التربة حمل الأمراض. كذلك واجهوا تحدي استخدام تربة معرضة للحرارة لا تحتجز الماء ما لم نضف إليها مواد عضوية.

تفاعل مع المحيط

بدأ الصف من الصفر (تربة لا تحتوي أي مواد عضوية)، وراقبوا كيف تستمد النباتات الماء من التربة، كيف تتفاعل الكائنات المجهرية مع المركبات العضوية والمعدنية في التربة، وأنواع المعادن المتوافرة التي تقدمّ مواد مغذية ضرورية للحياة النباتية.

استخدم الطلاب في صف ليتل Miracle-Gro ومواد التغليف الشبيهة بالفول السوداني، بغية منح تربة المريخ قدرة على احتجاز المواد المغذية والماء. وزرعوا بطاطا، فاصوليا، شيلم وبقدونس. يحقق الشيلم نتائج أفضل، كذلك البطاطا التي زُرعت على شكل بطاطا مقطعة. ويعود ذلك إلى أنهم بدأوا بالأطعمة المخزنة.

يوضح كوشتا: {ترتكز هذه المسألة على فهم كيفية عمل النظام، والقدرة على توقع ما سيحدث بالاستناد إلى كيفية تفاعل النظام مع التبدلات المختلفة في التربة}.

يتفاعل نظام التربة على الأرض مع الجو المحيط به ويشمل عدداً من الكائنات الحية. فنلاحظ تبادلاً للغازات بين التربة والجو. ويدخل علم المياه هذه المعادلة من خلال هطول المطر. ويرتبط تفتت أجزاء من الصخور والمعادة في نظام التربة بعلم الجيولوجيا.

اقترح بعض الطلاب إضافة الهواء إلى التربة لأنه يكون متوافراً لشخص محتجز على كوكب آخر، في حين فكر آخرون في إضافة فتات من الطعام وقطع من الملابس.

صحيح أنهم لم يلجأوا إلى فضلات الإنسان لتسميد التربة، على غرار الفيلم، إلا أنهم استعملوا مواد تخلفها الديدان تُدعى أغلفة.

كانت مهمة الصف الأولى قراءة الفصل الأول من الكتاب عبر شبكة الإنترنت. كذلك عرض عليهم البروفيسوران مقتطفات من فيلم The Martian.

تقول ليتل عن الطلاب في صفها الذين ستظل تجربتهم الحقيقية الوحيدة مع علم التربة على الأرجح زراعة الخضر وتسميد الحديقة: {أردت أن أزيد اهتمامهم بالعلوم وأن أظهر لهم أنها متاحة لهم}.

لا شك في أن اختبار ما على العلماء معاناته لأنهم لا يملكون الأجوبة كافة منذ البداية ساعد الطلاب على فهم الدور الذي تؤديه العلوم في المجتمع، وفق ليتل.