الملخص:
لقد اقترح العلماء الصينيون فكرة جريئة: إعادة استخدام عدد كبير من مناجم الفحم المهجورة في مختلف أنحاء البلاد وتحويل الأنفاق والكهوف الخاملة في الأصل إلى مساحات تجريبية زراعية لدراسة نماذج زراعية جديدة لزراعة المحاصيل في بيئة خاضعة لرقابة شديدة. ويعتقد الباحثون أنه مع اشتداد تغير المناخ العالمي وزيادة تواتر الأحوال الجوية المتطرفة، قد تصبح هذه المساحات تحت الأرض مواقع تجريبية مهمة لاستكشاف الزراعة المستقبلية.
تمتلك الصين حاليا أكثر من 12 ألف منجم فحم مهجور، الأمر الذي خلف وراءه مساحات ضخمة تحت الأرض وكمية ضخمة من البنية التحتية التي يمكن إعادة استخدامها. ويعتقد فريق البحث أنه بحلول عام 2030 تقريبا، قد يتوقف حوالي 15 ألف منجم للفحم في الصين عن الإنتاج، مما يعني أن حجم المساحة تحت الأرض المتاحة للتحويل والاستغلال سوف يتوسع بشكل أكبر في المستقبل.
تم اقتراح هذه الفكرة من قبل باحثين من مركز هندسة التنمية الخضراء والفعالة للموارد المعتمدة على الفحم في مقاطعة شانشي ومؤسسات أخرى، وتم نشرها في مجلة "China Mining". ويعتقد الباحثون أن مناجم الفحم المهجورة ليست مجرد آثار صناعية تحتاج إلى معالجة، ولكن يمكن اعتبارها أيضًا موردًا خاصًا تحت الأرض. إذا أمكن تحويل المناجم المؤهلة بأمان، فقد يكون من الممكن تحويل المساحة تحت الأرض الخاملة إلى وحدة تجريبية زراعية مغلقة.
بالمقارنة مع الزراعة التقليدية، فإن أكبر ميزة لمناجم الفحم تحت الأرض هي أن البيئة مستقرة نسبيًا. وتتأثر الزراعة فوق سطح الأرض بدرجات الحرارة والأمطار والجفاف والأمطار الغزيرة والرياح القوية وغيرها من الظروف الجوية القاسية، في حين يمكن أن تكون المناجم الموجودة تحت الأرض معزولة إلى حد كبير عن المناخ الخارجي. ولذلك يعتقد الباحثون أن البيئة تحت الأرض مناسبة بشكل خاص لأبحاث "زراعة البيئة المغلقة"، حيث يمكن التحكم بشكل مصطنع في معظم العوامل الرئيسية التي تؤثر على نمو النبات.
وبطبيعة الحال، تواجه الزراعة تحت الأرض أولاً مشكلة واضحة جدًا: عدم وجود ضوء الشمس وعدم وجود أمطار طبيعية. يقترح الباحثون أن الظروف الطبيعية يمكن استبدالها بمصادر الضوء الاصطناعي وأنظمة التحكم البيئي، بحيث يمكن توفير عوامل مثل الضوء ودرجة الحرارة والرطوبة والهواء وثاني أكسيد الكربون بشكل مستقل وتعديلها بدقة. وبهذه الطريقة، لم تعد المساحة تحت الأرض تعتمد على البيئة الطبيعية، بل يمكن أن تصبح نظامًا تجريبيًا زراعيًا يمكن التحكم فيه بدرجة كبيرة.
أجرى فريق البحث تقييمًا أوليًا لمعرفة ما إذا كان منجم الفحم المهجور مناسبًا للتحويل. إنهم يعتقدون أنه من الضروري أولاً التأكد من أن الهيكل الصخري المحيط مستقر ويلبي متطلبات السلامة الهندسية المقابلة. وفي الوقت نفسه، يجب أن يكون لدى المنجم أنظمة موثوقة للتهوية والصرف ومراقبة السلامة. وبعد استيفاء هذه الشروط الأساسية فقط، سيكون لدى بعض الأنفاق والكهوف تحت الأرض الأساس الهندسي لبناء وحدات تجريبية زراعية.
قد تكون البنية التحتية الحالية للمنجم أيضًا ميزة مهمة لنموذج التحول هذا. غالبًا ما تحتوي مناجم الفحم المهجورة على أنفاق وأنظمة إمداد بالطاقة وأنظمة تهوية ومرافق صرف صحي، مما يعني أنه إذا كان من الممكن إعادة استخدام هذه المرافق، فلن تكون هناك حاجة لبناء منشأة زراعية كاملة تحت الأرض من الصفر، مما قد يقلل من بعض تكاليف البناء.
هناك أيضًا مورد في مناجم الفحم تحت الأرض لا يمكن الحصول عليه بسهولة عن طريق البيوت الزجاجية التقليدية والمزارع المفتوحة، وهو الطاقة الحرارية الأرضية. ومع زيادة العمق، يمكن للبيئة تحت الأرض عادةً الحفاظ على درجة حرارة مستقرة نسبيًا، ويعتقد الباحثون أنه يمكن استخدام الطاقة الحرارية الأرضية بشكل أكبر كمصدر للحرارة لإنتاج المحاصيل. تتمتع الطاقة الحرارية الأرضية بإمكانية انبعاث غازات دفيئة أقل من طرق التدفئة التقليدية التي تعتمد على الوقود الأحفوري، لذلك قد تصبح أيضًا مصدرًا مهمًا للطاقة في الأنظمة الزراعية تحت الأرض.
ويمكن أيضًا تحويل المياه الجوفية في المناجم من عبء بيئي إلى مورد قابل للاستغلال. بعد إغلاق مناجم الفحم، قد تتجمع المياه الجوفية من جديد وتحتوي على كبريتات ومعادن وملوثات أخرى نتيجة الاتصال طويل الأمد بطبقات الفحم والصخور المحيطة. ولذلك، لا يمكن استخدام هذه المياه مباشرة في الري الزراعي. ومع ذلك، يقترح الباحثون أنه يمكن معالجة مياه المناجم واستخدامها في الإنتاج الزراعي بعد إزالة الملوثات، وبالتالي حل مشكلتي معالجة مياه المناجم المهجورة وإمدادات المياه الزراعية الجوفية في نفس الوقت.
من هذا المنظور، فإن تحويل مناجم الفحم المهجورة إلى منشآت زراعية ليس مجرد "نقل الأراضي الزراعية تحت الأرض"، ولكنه نموذج إعادة تدوير يعيد دمج مساحة المناجم والطاقة والموارد المائية والبنية التحتية الأصلية. ما يأمل الباحثون في استكشافه هو حل شامل يمكنه التعامل في نفس الوقت مع القضايا البيئية للمناجم المهجورة وقضايا الإنتاج الزراعي.
يتمتع هذا النوع من الزراعة تحت الأرض أيضًا بميزة محتملة تتمثل في تقليل تأثير الكوارث الطبيعية على الإنتاج الزراعي. ونظرًا لوضع المحاصيل في بيئة مغلقة، فإن الظروف الجوية القاسية على الأرض مثل الأمطار الغزيرة والفيضانات والجفاف وموجات البرد وموجات الحر والرياح القوية لن تلحق الضرر المباشر ببيئة الإنتاج مثل الزراعة التقليدية. وبما أن تغير المناخ العالمي يجعل الظواهر الجوية المتطرفة أكثر تواترا، فإن نموذج الإنتاج هذا الذي يمكن التحكم فيه بدرجة كبيرة قد يكون له قيمة بحثية متزايدة.
ومع ذلك، فإن ما يقترحه الباحثون ليس تحويل مناجم الفحم المهجورة في جميع أنحاء البلاد على الفور إلى مزارع تجارية على نطاق واسع، ولكن استخدام هذه المساحات أولاً لإجراء تجارب زراعية. ومن خلال تجارب صغيرة النطاق، من الممكن دراسة أنماط نمو المحاصيل المختلفة في البيئات تحت الأرض واختبار كيفية عمل أنظمة مثل الإضاءة الاصطناعية، والتحكم في درجة الحرارة، وتدوير المياه، وإمدادات ثاني أكسيد الكربون، والتهوية، واستخدام الطاقة معًا.
إذا تمكنت هذه التجارب من إثبات أن الزراعة تحت الأرض مجدية من الناحية الفنية والاقتصادية، فسيكون من الممكن توسيع نطاق تطبيقها في المستقبل. ويعتقد الباحثون أن هذا النموذج مناسب بشكل خاص لدراسة العوامل البيئية التي يصعب السيطرة عليها في الزراعة التقليدية، ويمكنه أيضًا توفير الخبرة الفنية للإنتاج الزراعي المستقبلي في البيئات القاسية والبيئات المغلقة.
ترتبط هذه الفكرة في الواقع بالتطور السريع للزراعة العمودية ومصانع النباتات والزراعة البيئية الخاضعة للرقابة في السنوات الأخيرة. الفرق هو أن مناجم الفحم المهجورة لديها بطبيعة الحال مساحات ضخمة تحت الأرض، وجزء من البنية التحتية موجود بالفعل، لذلك من الناحية النظرية يمكن أن توفر بيئة زراعية مغلقة أكبر بكثير من المختبر العادي.
وبطبيعة الحال، هناك أيضًا الكثير من المشاكل التي لم يتم حلها في الزراعة تحت الأرض. تستهلك الإضاءة الاصطناعية في حد ذاتها الكثير من الكهرباء، وكانت تكلفة الطاقة في المصانع دائمًا عاملاً مهمًا يحد من تسويقها. وفي الوقت نفسه، يجب تقييم السلامة الهيكلية للمناجم، والتهوية طويلة المدى، والتحكم في الرطوبة، والصرف الصحي، والحماية من الحرائق، والملوثات المحتملة في البيئة تحت الأرض بدقة. على وجه الخصوص، يختلف التركيب الجيولوجي ومستويات التلوث للمناجم المختلفة بشكل كبير، وليست جميع مناجم الفحم المهجورة مناسبة للتحويل إلى مرافق زراعية.
لذلك، لا يزال هذا الحل في مرحلة البحث والاستكشاف، وليس تكنولوجيا زراعية ناضجة يمكن الترويج لها على نطاق واسع. الفكرة الأساسية للباحثين هي أنه مع استمرار تغير المناخ في التفاقم ومواجهة الزراعة التقليدية لعدم اليقين المتزايد، يمكن إعادة تعريف المناجم تحت الأرض، التي كانت تعتبر تراثًا صناعيًا أو حتى أعباء بيئية في الماضي، كنوع خاص من البنية التحتية الزراعية.
إذا تم تحقيق اختراقات في التقنيات ذات الصلة في المستقبل، فإن عددًا كبيرًا من مناجم الفحم المهجورة قد لا تظل مغلقة ومساحات مهجورة تحت الأرض فحسب، بل قد تصبح "مختبرات" ضخمة لدراسة الزراعة في المستقبل. ومن خلال الإضاءة الاصطناعية، والتحكم البيئي الدقيق، والطاقة الحرارية الأرضية، ومياه المناجم المعالجة، يمكن للبشر حتى محاولة إنشاء أنظمة جديدة لإنتاج الغذاء في بيئات كانت مستحيلة تماما للإنتاج الزراعي في الماضي.
التعليقات