افتراضي المحاضرة الرابعة
المحاضرة الرابعة
حركة الترجمة قبل الإسلام
كانت هناك عدة عوامل مهدت لظهور حركة الترجمة قبل الإسلام:
فقد أدت فتوحات الاسكندر الأكبر إلى انتشار الحضارة اليونانية في غرب آسيا و مصر مما اكسب هذه المنطقة طابع خاص أطلق عليه بعض المؤرخين اسم الحضارة الهلينستية و هي ممتدة على الفترة من وفاة الاسكندر الأكبر يونيو 323 ق.م. إلى القرن السابع الميلادي عندما جاء الفتح العربي. و تعد أشهر مراكز هذه الحضارة :
- الإسكندرية - انطاكيا - نصيبين - جنديسابور
وقبل ظهور الإسلام نهض السريان بدور كبير في ترجمة معارف اليونان و علومهم إلى اللغة السريانية، و الذي ساعد السريان على ذلك:
. كثير من علماء اليونان تركوا بلادهم تحت تأثير الاضطهاد الدينى و المذهبية و اتجهوا شرقا حيث استقروا في مدينة الرها شمال العراق و هناك أسسوا مدرسة انتعشت في القرن الخامس الميلادي.
. عندما أغلق زينون (474 – 491 م) إمبراطور القسطنطينية مدرسة الرها سنة 489 م رحل علماؤها إلى نصيبين حيث أسسوا مدرسة اشتهرت في ميادين الفلسفة اليونانية و الطب اليوناني.
عندما أغلق جستنيان الأول ( 527- 565 م) مدرسة أثينا الوثنية سنة 528 م هجرها علماؤها و اتجهوا شرقا يبحثون عن مأوى في أحضان دولة الفرس.
و عندما استقر السريان في جنديسابور التابعة للفرس أقام كسرى انوشروان ( 531- 579 م) مدرسة للطب. و تقع جنديسابور هذه في إقليم خوزستان و قد أسسها سابور الأول لتكون معسكرا و معقلا لأسرى الروم و لذلك كانت اللغة اليونانية معروفة فيها.
عندما استقر العلماء اليونان في جنديسابور اشتهروا بالدراسات الطبية و ذاعت شهرتهم و صار علماؤها يضعون قوانين العلاج و قد ظلت قائمة و مستمرة في ظل الإسلام، حتى أن الخليفة أبا جعفر المنصور ( 136- 158 ﻫ) عندما مرض احضروا له جرجيس بن بختيشوع رئيس أطباء جنديسابور و منذ ذلك الوقت اشتهر آل بختيشوع في بلاط الخلافة ببغداد.
في وقت اشتهار مدرسة جنديسابور ظلت الإسكندرية بمصر ( تأسست 331 ق.م.) و مدرسة انطاكيا شمال الشام (تأسست 300 ق.م.) تمتلك قواعد ثابتة في الفلسفة و المعارف و العلوم اليونانية.
ونجد أن الفلسفة و الفكر اليوناني اتخذ طابع مميز في الشرق في العصر الهلينستي لاصطباغه بصبغة شرقية واضحة و من ابرز ما يمثل هذا هو مذهب الأفلاطونية المحدثة التي اشتهرت بها مدرسة الإسكندرية و الذي أسسه أفلاطون المصري أو السكندري.
و المدارس الشرقية التي استوعبت الفكر اليوناني سرعان ما غدت مراكز إشعاع للحضارة اليونانية و اشتهرت بالفلسفة و الطب و التشريح و الرياضيات و الفيزياء و الكيمياء و قد جاء نشاط هذه المدارس مصحوبا بنشاط في الترجمة، إذ حرص السريان على نقل الكثير من الكتب اليونانية التي ضاعت أصولها إلى السريانية، و هي احد اللغات الآرامية. و من أشهر مراكز السريان هو مركز مدينة الحران إلى الجنوب من الرها، و قد كانت السريانية بمثابة اللغة العالمية للمعرفة و العلم في منطقة الشرق الأدنى و ذلك قبل ظهور الإسلام.
و كان يعيب على الترجمة السريانية أنها ترجمة حرفية مما سبب ضياع المعنى للنص المترجم في بعض الأحيان.
عندما ظهر الإسلام و فتح المسلمون فارس و العراق و الشام و مصر في القرن 7م، رؤوا ما في هذه البلاد من مدارس تحتضن حضارة اليونان و فكرهم و لم يكونوا على جهل بهذه الثقافات جهلا تاما، لان بعض المؤثرات الثقافية من المدارس السابقة تسربت إليهم. و بفضل ما أثاره الإسلام من حماسة للعلم و حثهم على التسامح إزاء الديانات الأخرى أدى ذلك إلى تزود المسلمين بقسط نافع من الثقافات التي التقوا بها و لم يكن السبيل إلى معرفتها إلا بترجمتها.
نشأة حركة الترجمة في الحضارة الإسلامية:
وحركة الترجمة ترجع إلى صدر الإسلام في عهد الرسول الكريم صلى الله عليه وسلم و بتكليف منه، فنُقل عن الصحابة رضوان الله عليهم أنه قال : "من عرف لغة قوم امن شرهم" . و من أشهر من تعلم السريانية في عهد الرسول هو زيد بن ثابت و قد تعلمها في ستين يوما و تعلم كذلك الفارسية و الرومية.
- أقدم بردة في الإسلام تعود إلى سنة 22 ﻫ و عليها نص باسم عمرو بن العاص و به ثلاثة اسطر باليونانية و الترجمة بالعربية تحتها، و بالتالي الترجمة ظهرت في صدر الإسلام.
حركة الترجمة في العصر الأموي:
هناك فريق يرى أن نشأة حركة الترجمة في الحضارة الإسلامية كانت في أوائل العصر الأموي حيث ذكر في المصادر أن خالد بن يزيد بن معاوية و الملقب بحكيم آل مروان أرسل إلى الإسكندرية في طلب بعض الكتب في الطب وعلم الكيمياء لترجمتها إلى العربية و ذلك بعدما أقصى عن الخلافة طواعية.
و يقول عنه ابن النديم: أن خالد كان يسمى حكيم آل مروان و كان فاضلا في نفسه و له محبة في العلوم، فأمر بإحضار جماعة من فلاسفة اليونان الذين نزلوا مصر و تفصحوا بالعربية و كان هذا أول نقل في الإسلام من لغة إلى لغة.
ابن خلكان: وصف خالد بن يزيد بقوله انه كان اعلم قريش بفنون العلم و له كلام في صنعة الكيمياء و الطب و كان متقنا لهذين العلمين.
و قد اتجه بعض الباحثين الأوروبيين المحدثين أن يشككوا فيما نسب إلى خالد بن يزيد من جهود في الترجمة إلى العربية مستهدفين طمس دوره في نهضة الترجمة، و في ذلك شككوا أيضا في شخصية جابر بن حيان الكوفي ( القرن 2 ﻫ( الذي يعتبر أبا لعلم الكيمياء و أيضا شككوا في قسطنطين الأفريقي الذي ينسب إليه ترجمة مؤلفات العرب في الطب إلى اللاتينية مما مهد لظهور مدرسة سالرنو الطبية.
و من الخلفاء الأمويين الذين استكملوا جهود الترجمة بعد خالد بن يزيد، عمر بن عبد العزيز( 99- 101 ﻫ) حيث اصطحب معه عند ذهابه إلى الخلافة في المدينة احد علماء مدرسة الإسكندرية بعد أن اسلم على يديه ابن ابجر واعتمد عليه في صناعة الطب. و قد قام الخليفة عمر بن عبدا لعزيز أيضا بنقل علماء مدرسة الإسكندرية إلى مدرسة أنطاكيا سنة 100 ﻫ لكن هذا لا يعني أن مدرسة الإسكندرية أغلقت بل ظلت قائمة في العصر العباسي .
وقد أظهر المسلمون في بناء حضارتهم اهتماما كبيراً بحركة الترجمة، وابدوا رعاية فائقة للثقافات والعلوم المتنوعة التي وجدوها في غرب آسيا، وامتازت الحضارة الإسلامية بالنقل من الفارسية والسريانية واليونانية والهندية والصينية إلى العربية، وكان بنو أمية على قسط وافر من الحكمة وبعد النظر ما جعلهم يتركون المدارس الكبرى المسيحية أو الصائبة أو الفارسية قائمة في الإسكندرية وبيروت وحران ونصيبين وجنديسابور، فاحتفظت هذه المدارس بأمهات الكتب في الفلسفة والعلوم، ومعظمها في ترجمتها من السريانية .
وسرعان ما استهوت هذه الكتب المسلمين العارفين باللغتين السريانية واليونانية، ولم يلبث أن قام بترجمتها إلى العربية جماعة من المسلمين. ، وكانت طريقة السريان أن ينقلوا الكتاب اليوناني إلى لغتهم السريانية، ثم يترجموه بعد ذلك من السريانية إلى العربية.
وهكذا أصبح السريان أعظم حلقة للاتصال بين الثقافة الهيلينية والإسلام.
حركة الترجمة في العصر العباسي:
واستمرت الحركة العلمية وحركة الترجمة إلى العربية في العصر العباسي عندما ربط المسلمون بين تراث اليونان وعلوم الفرس والهنود والصينيون، مما جعل اللغة العربية أداة العلم والمعرفة التي تعبر عن أقصى ما بلغته الحضارة الإنسانية في العصور الوسطى من سمو ورفعة. وقد تمكن العرب المسلمون من ترجمة كتب أرسطو وأفلاطون الفلسفية، وجالينوس الطبية، علاوة على مجموعة من الكتب الفارسية والهندية. وهكذا تمكن طلاب المعرفة وبناة الحضارة من المسلمين أن يهضموا ما أنتجه اليونان في سنوات طويلة .
تطور حركة الترجمة و ازدهارها
وقد أخذت حركة الترجمة إلى العربية تزداد قوة في العصر العباسي بفضل :
تشجيع الخلفاء العباسيين و رعايتهم لهم و قد فتحوا بغداد أمام العلماء و أجزلوا لهم العطاء و أضفوا عليهم ضروب التشريف و التشجيع بصرف النظر عن مللهم و عقائدهم. في حين أن حركة الترجمة في العصر الأموي كانت محاولات فردية لا يلبث أن تذبل بزوال الأفراد.
وأصبحت الترجمة ركنا من أركان سياسة الدولة فلم يعد جهد فردي سرعان ما يزول بزوال الأفراد سواء حكام أو غير ذلك بل أصبح أمرا من أمور الدولة و ركنا من أركانها.
و في حين أن الترجمة في العصر الأموي اقتصرت على الكيمياء و الفلك و الطب، نجد انه في العصر العباسي صارت أوسع نطاقا بحيث شملت الفلسفة و المنطق و العلوم التجريبية و الكتب الأدبية.
من أمثلة اهتمام الخلفاء العباسيين بالعلماء و المترجمين:
-. الخليفة أبا جعفر المنصور(136- 158 ﻫ :( و قد عني بترجمة الكتب إلى العربية سواء من اليونانية أو الفارسية، و في تلك المرحلة نقل حنين بن إسحاق بعض كتب ابقراط و جالينوس في الطب و نقل ابن المقفع كتاب "كليلة و دمنة".
-. هارون الرشيد (170 -194 ﻫ): عندما كثر أعداد العلماء في بغداد انشأ لهم دار الحكمة لتكون بمثابة أكاديمية علمية يجتمع في رحابها المعلمون و المتعلمون و حرص على تزويدها بالكتب التي نقلت من آسيا الصغرى و القسطنطينية.
-. المأمون ( 198-218 ﻫ) : ازداد اهتماما ببيت الحكمة، فوسع من نشاطها و ضاعف العطاء للمترجمين و قام بإرسال البعوث إلى القسطنطينية لاستحضار ما يمكن الحصول عليه من مؤلفات يونانية في شتى ألوان المعرفة، فاخرج المأمون لذلك جماعة منهم الحجاج بن مطر، و ابن البطريق .و قد ذكر ابن النديم انه كان بين المأمون و إمبراطور القسطنطينية مراسلات بهذا الشأن.
الترجمة عن العربية للحضارة الغربية
وهكذا تمكن طلاب المعرفة وبناة الحضارة من المسلمين أن يهضموا ما أنتجه اليونان وغيرهم في سنوات طويلة .
ولذ لم يعد أمام الغرب الأوربي سوى الترجمة من العربية إلى اللاتينية، وزيادة على ذلك فقد وضع علماء المسلمون شروحاً لفلسفة أرسطو كما فعل ابن رشد واهتم بها علماء الغرب .
أما أهم مراكز الترجمة عن العربية إلى اللاتينية فكانت مركزين، الأندلس وصقلية، والواقع أن الأندلس هو المركز الرئيس للترجمة من العربية إلى اللاتينية، فاتجه إليه كثير من أعلام النهضة الأوربية في القرن الثاني عشر يطلبون الارتواء من فيض الحضارة الإسلامية في مختلف العلوم والآداب.
أما صقلية فقد أسهمت هي الأخرى في حركة النقل عن العربية في وقت بناء الأوربيين حضارتهم الحالية، وساعد على صقلية ذلك موقفها الاستراتيجي الجغرافي بين أوربا وإفريقيا، ثم احتفاظها بنسبة كبيرة من سكانها المسلمين في عصر النورمان الذين خلفوا المسلمين في حكم الجزيرة.وقد ترجم في صقلية الكثير من الكتب الإسلامية، ومن أبرز مترجميها اليهودي (عشر فرج) من أصل صقلي، ترجم الكثير إلى اللاتينية .
وقد نشطت حركة الترجمة عن العربية في برشلونة وليون وطليطلة، والتي أسس رئيس أساقفتها مكتبة كبيرة للترجمة عن العربية إلى اللاتينية ، وقام (رديرن الشستري) بترجمة القرآن إلى اللاتينية لأول مرة كما ترجمت كتب كثيرة من العربية في العلوم والفلك ورياضيات الخوارزمي والكيمياء والطب .
ولا ريب أن المسلمين بتسامحهم العظيم مع الأجانب (غير المسلمين) أتاحوا لهذه العناصر فرصة طيبة للتتلمذ علي أيديهم والإفادة منهم حتى قال أحد الكتاب الأوربيين:"إن الحضارة الإسلامية تمت بسبب تسامحها إزاء العناصر الأجنبية" .
وهكذا نرى أن الترجمة أسهمت في إثراء الحضارة الإسلامية، وأشعلت شعلة لا تنطفئ لرواد الحضارة وبناتها، وذلك في عصر الأمويين والعباسيين، كما نرى أن أساسها الذي ارتكزت عليه الحضارة العائلة (الأوربية الحديثة) هي الترجمة من العربية إلى لغتهم، مما مهد الطريق أمامهم للوصول إلى موقعهم الحديث.
............
المحاضرة الخامسة
الأقاليم الصناعية الكبرى فى العالم
تتركز اكبر الأقاليم الصناعية في العالم وأهمها في النطاق المعروف بحزام القوة The Power Belt الممتد في العروض الوسطي بدءا من نهر المسيسبي في أمريكا الشمالية حتى نطاق مرتفعات الاورال في روسيا الاتحادية ليشمل الأجزاء الشرقية من أمريكا الشمالية والنطاقات الشمالية والغربية والوسطي والشرقية من قارة أوروبا.
وترجع تسمية هذا النطاق بحزام القوة إلي ضخامة إنتاجه الصناعي حيث تكون قيمته نحو 85 % من جملة قيمة الإنتاج العالمي من الحديد والصلب ، واستهلاكه لحوالي 90 % من جملة الطاقة المستهلكة في العالم سنويا من البترول والغاز الطبيعي والفحم والكهرباء.
وتتمثل أهم الأقاليم الصناعية بحزام القوة فيما يلي :
في قارة أمريكا الشمالية :
شواطئ بحيرة أير الأمريكية.
إقليم نيو انجلند في شمال شرقي الولايات المتحدة الأمريكية.
وادي الهدسن / موهوك.
إقليم بلتيمور / فلادليفيا.
إقليم شيكاغو / جاري علي الطرف الجنوبي لبحيرة ميتشجان.
إقليم حقول فحم بنسلفانيا.
إقليم برمنجهام في ولاية ألباما الأمريكية.
إقليم شبه جزيرة البحيرات العظمي الممتد في كندا بين بحيرات هورن واير وأنتاريو.
في قارة أوروبا :
الأقاليم الصناعية في المملكة المتحدة.
إقليم حقول الفحم الفرنسية البلجيكية.
أقاليم الرور / ويستفاليا وساكسوني بألمانيا.
أقاليم حقول الفحم في سيليزيا (بولندا وجمهورية التشيك).
إقليم سهل لمباريا في شمالي ايطاليا وخاصة حول كل من ميلان وتورين.
إقليم الأراضي الوسطي المنخفضة في السويد.
إقليم موسكو الصناعي.
إقليم الدونباس في اوكرانيا.
إقليم سان بطرسبورج المطل علي خليج فنلندا.
إقليم الاورال.
وتوجد أقاليم صناعية كبيرة في العالم تمتد خارج حزام القوة السابق تحديده وتماثل أقاليمه في ضخامة الإنتاج الصناعي والتقدم الفني الكبير ، تتمثل هذه الأقاليم في الجهات الغريبة من أمريكا الشمالية وخاصة في ولاية كاليفورنيا ، إلي جانب بعض جمهوريات وسط آسيا وخاصة كازاخستان ، وأوزبكستان ، واليابان ، الصينالشعبية ، الهند ، جنوب أفريقيا ، استراليا ، البرازيل ، المكسيك ،
وتتميز بعض هذه الأقاليم بتطورها الصناعي المطرد خلال السنوات الأخيرة بصفة خاصة كما هي الحال بالنسبة لنطاقات شمالي الصين وجنوب شرقي استراليا والصين الوطنية (تايوان) وكوريا الجنوبية وسنغافورة وماليزيا وتايلاند.
وفيما يلي بيان تفصيلي بالأقاليم الصناعية الكبيرة الممتدة خارج حزام القوة.
جزر اليابان وخاصة إقليم طوكيو الصناعي ، بالإضافة إلي الأقاليم الصناعية الممتدة حول مدن يوكوهاما ، اوزاكا ، كوبى ، والجزء الشمالي من جزيرة كيوشو.
وسط آسيا وخاصة أقاليم الكوزباس والتركستان ووادي آمور الادني.
اقلين الوادي الادني لليانجتسي (شنغهاي ، ووهان) في الصين الشعبية.
إقليم كلكتا / دامودار (كلكتا ، جامشيدبور ، هواره) في الهند.
إقليم الترنسفال (جوهانسبرج ، فيرينجنج) في جنوب أفريقيا.
جنوب شرقي استراليا وخاصة أقاليم سيدني ، نيوكاسل ، ويالا.
إقليم ساو باولو ، ريو دي جانيرو ، فلتا ريدوندا ، بيلو هوريزونتي) في البرازيل.
الهضبة الوسطي (مكسيكو سيتي ، بيوبلا ، جيودالاجرا) في المكسيك.
أقاليم سان فرنسيسكو ، لوس انجلوس ، فانكوفر في غربي قارة أمريكا الشمالية.
الأقاليم الصناعية في الدول الآسيوية والتي تضم كوريا الجنوبية ، تايوان ، سنغافورة ، ماليزيا ، تايلاند.
وتتسم بعض هذه الأقاليم بقدم نشاطها الصناعي الذي يرجع إلي القرن التاسع عشر كما هي الحال بالنسبة لأقاليم اليابان الصناعية بصفة خاصة ، ومعظم أقاليم هذه المجموعة حديثة العهد بالصناعة نسبيا حيث يرجع تطورها الصناعي الكبير إلي مابعد الحرب العالمية الثانية تقريبا أذا كان انقطاع الوارد من الأسواق العالمية بسبب ظروف الحرب حافزا قويا لتطور الصناعات المحلية ونموها في العديد من الدول وخاصة استراليا والبرازيل.
يلاحظ بعد العرض السابق لأهم الأقاليم الصناعية في العالم وأكبرها الحقائق الرئيسية التالية :
1- تتسم الأقاليم الصناعية بتركيزها الشديد في نطاقات محددة عكس الوضع بالنسبة لأقاليم التعدين الكبري التي تتميز بانتشارها الواسع في جهات متعددة من العالم.
2- تتركز الأقاليم الصناعية الكبيرة عند حقول الفحم أو بالقرب منها ، لحاجة هذه الأقاليم إلي كميات كبيرة من الفحم ، بالإضافة إلي ارتفاع تكاليف نقله كنتيجة لضخامة وخفة وزنه وارتفاع نسبة الفاقد منه بالتكسر عند نقله لمسافات طويلة.
3- ترتبط الأقاليم المتخصصة في الصناعات الثقيلة بحقول الفحم التي تحتاج إليها ، لذلك تمثل حقول الفحم عامل جذب رئيسي للصناعات الثقيلة منذ قيام الثورة الصناعية خلال النصف الثاني من القرن عشر.
4- تتوطن معظم الأقاليم الصناعية في النطاقات الساحلية أو حول المواني التي تربطها بكل من مصادر المواد الخام الخارجية والأسواق العالمية لتصريف المنتجات الصناعية.
5- توجد أقاليم صناعية خارج حزام القوة تدين في نشأتها إلي الخبرة الصناعية الأوروبية التي انتقلت إليها عن طريق الهجرة ، أو عن طريق الاستعانة بالخبرات أو عن طريقهما معا كما هي الحال
بالنسبة للأقاليم الصناعية في المكسيك والبرازيل وجنوب أفريقيا وجنوب شرقي استراليا وماليزيا وتايلاند.
6- تتركز معظم الأقاليم الصناعية الكبري بالعالم في النصف الشمالي للكرة الأرضية في حين لا يوجد في نصف الكرة الجنوبي سوى أقاليم محدودة للغاية تتمثل في تلك الموجودة في جنوب أفريقيا وجنوب شرقي استراليا والبرازيل ، لذا لا يكون إنتاجها مجتمعة سوى 2.5% فقط من جملة إنتاج العالم من الحديد والصلب .
صناعة الحديد والصلب
أهم صناعات عالمنا المعاصر وأكثرها تأثيرا في الصناعات الاخري حيث يشكل الصلب المادة الأساسية للعديد من الصناعات التي يأتي في مقدمتها الآلات الهندسية ومعدات البناء والتشييد وبعض الالكترونيات ، ورغم منافسة الالومنيوم والنحاس بصفة خاصة للصلب في بعض الصناعات لذا يطلق علي صناعة الحديد والصلب اسم الصناعة الأساسية أو القاعدية وخاصة أن هناك عددا كبيرا من الصناعات ترتبط بها مثل صناعة الآلات والمركبات الهندسية كما ذكرنا بمختلف أشكالها. لذا تتوطن معظم
نطاقات هذه الصناعات في العالم بأقاليم إنتاج الحديد والصلب التي ترتبط بدورها بحقول الفحم ومصادر الحديد كما هي الحال بالنسبة لأقاليم بتسبورج في الولايات المتحدة ، الرور في ألمانيا ، والدونباس في اوكرانيا ، الاورال في روسيا الاتحادية ، ليل واللورين في فرنسا ، شمال كيوشو واوزاكا و كوبى في اليابان ، والنطاقات الصناعية في المملكة المتحدة.
ويتخذ بعض الباحثين صناعة الحديد والصلب من حيث حجم الكميات المنتجة والمستهلكة مقياس لتحديد مدي تقدم الصناعة في الدول المختلفة ، وان تضاؤل دور هذه الصناعات في مثل هذا القياس بعد اتساع دائرة
انتشار الصناعات الكيميائية المتطورة وخاصة البيتروكيماويات في العالم ، إلي جانب التوسع في استخدام بدائل متعددة للصلب في العديد من الأغراض وخاصة البلاستيك والالومنيوم وبعض المعادن الفلزية والمركبات اللاصطناعية.
وتتسم صناعة الحديد والصلب بعدة خصائص أهمها : عدم المرونة في الإنتاج حيث لا تتحمل منتجاتها أي تغيير في الأسعار أو التباين في الكميات المطلوبة بالأسواق لتعقد عملياتها وتعددها واعتمادها علي استهلاك الصناعات الاخري من الصلب ، ارتفاع أجور العامل ، وضخامة حجم رأس المال المستثمر وتعدد عمليات Pig Iron الذي يحول إلي صلب في مرحلة تالية حيث يتم
الإنتاج ما بين تعدين الحديد واستخلاصه من خاماته إلي جانب استخدام الفحم والحجر الجيري وهما أهم مستلزمات هذه الصناعة ، ثم نقل كل هذه الخامات إلي أفران الصهر تمهيدا لصهر الحديد واستخلاص المعدن وفصله عن الشوائب والتي ينتج عنها الحديد الزهر
تشكيله بعد ذلك في مصانع الدرفلة وعلي ذلك تحتاج صناعة الحديد والصلب إلي الخامات الرئيسية التالية :
معدن الحديد : يتم الحصول عليه من الخامات Ores ، والخردة Scrap التي يمكن تصنيفها إلي مجموعتين فرعيتين هما:
خردة السوق Market Scrap : وهي عبارة عن مخلفات وحطام المركبات والآلات الهندسية المتخلفة القديمة والتي تكون عنصرا رئيسيا من العناصر التي تحتاج إليها صناعة الحديد والصلب وتدخل دائرة التجارة الدولية . وتشكل الولايات المتحدة الأمريكية أهم مصادر الحديد الخردة الداخلةالتجارة العالمية حيث تساهم
بنحو 40 % من جملة الصادرات الدولية ، وتعد بعض الدول الصناعية كاليابان وايطاليا وألمانيا أهم الأسواق التي تتجه إليها صناعات الخردة العالمية حيث تكون ورادتها 33% ، 30% ، 9% من جملة الكمية الداخلة التجارة العالمية علي الترتيب.
خردة محلية Home Scrap : وهي عبارة عن مخلفات قطع وتشكيل الصلب في مصانع الدرفلة
الوقود اللازم لصهر الحديد : استخدم الفحم النباتي Charcoal كوقود لمصاهر الحديد منذ العصور الوسطى ، لذا تركزت هذه الصناعة (صهر الحديد) في أول الأمر بالقرب من النطاقات الغابية حيث كانت تستغل الأخشاب في إنتاج الفحم النباتي واستخدم الفحم الحجري Coalمنذ عام 1784 علي نطاق واسع فى تصنيع الحديد بدلا من الفحم النباتي وخاصة بعد نجاح الانجليزي هنري بيسيمير H. Bessemer في اكتشاف كيفية إنتاج الصلب من الحديد عام 1856، لذلك تركزت أقاليم هذه الصناعة بالقرب من حقول الفحم ،
وقد حتم ذلك ضخامة كميات الفحم التي تحتاج إليها عمليات الإنتاج وصعوبة ارتفاع تكاليف نقله لمسافات طويلة.
وحل فحم الكوك Cokeمحل الفحم الحجري بعد ذلك مما أدي إلي تناقص كميات الفحم التي تحتاج إليها عمليات صهر الحديد ، لذا ظهرت مناطق جديدة لإنتاج الحديد والصلب تبعد كثيرا عن حقول الفحم ، كما ظهرت مناطق صناعية تعتمد في صهر الحديد علي التيار الكهربائي الرخيص المولد من المساقط المائية والمستغل في تشغيل الأفران الكهربائية ، ومع ذلك تستورد مثل هذه المناطق كميات من فحم الكوك .
فلزات سبائك الصلب تحتاج صناعة الصلب إلي مجموعة من الفلزات يأتي في مقدمتها المنجنيز ، الكروم ، النيكل ، الموليبدينوم ، والتنجستن ، والفانديوم ، والكوبالت والتي تضاف إلي الحديد للحصول علي سبائك ذات خصائص متباينة حسب كل من نوع الفلز ونسبة خلطه بالحديد والاستخدام المطلوب.
الحجر الجيري : يستخدم في عملية صهر الحديد بإضافته إلي خام الحديد وفحم الكوك في أفران الصهر ، وللحجر الجيري دور كبير في تنقية معدن الحديد وتحويل الشوائب إلي خبث Slag يستغل في أغراض متعددة منها إنتاج الاسمنت .
وتتبع ثلاث أساليب أو طرق صناعية لإنتاج الصلب هي علي النحو التالي :
1- طريقة هنري بيسيمير H. Bessemer : أقدم وابسط الطرق المستخدمة في إنتاج الصلب حيث اكتشفها بيسمير عام 1856 ، وهي تعتمد علي حرق الشوائب الموجودة في الحديد الخام للتخلص منها وخاصة السيليكون والفسفور والكبريت عن طريق تمرير تيار شديد من الهواء علي الحديد المصهور فتتحد العناصر السابق الإشارة إليها مع الاوكسجين الموجود في الهواء ، ثم يتبع ذلك إضافة عنصر الكربون ، ولا تستغرق هذه العملية أكثر من 30 دقيقة .
2- طريقة سيمنز / مارتن Simens / Martin : اكتشفها ويليام سيمنز الانجليزي واخوان مارتن في فرنسا عام 1861 ، وتعرف هذه الطريقة أحيانا باسم (طريقة الأفران المكشوفة) ، واسهم تطبيق هذه الطريقة في معالجة الحديد الزهر بفاعلية أكثر نتج عنها تزايد جودته وشدة صلابته بعد تخليصه من العديد من الشوائب ، إلي جانب معالجة كميات كبيرة من الحديد – تضمن حديد خردة نسبة 5%- مره واحدة مع التحكم في طريقة تحول الصلب وخصائصه مما أدي إلي إنتاج أنواع ممتازة من الصلب ، ألا انه من عيوب هذه الطريقة الحاجة إلي كميات كبيرة من الوقود وبطء عمليات التحويل التي تستغرق في العادة تحو 12 ساعة ومع ذلك فهي من أكثر طرق إنتاج الحديد في العالم وخاصة في المملكة المتحدة .
3- طريقة الأفران الكهربائية Electric Furnaces : من أكثر طرق تصنيع الصلب فاعلية حيث يمكنها استغلال الصلب الرديء وخردة الحديد التي لا تصلح لها الطريقة السابقة ، كما يمكنها استخدام التيار الكهربائي المولد من الغازات الناتجة عن أفران الصهر العالية في منشئات الحديد والصلب ، وهي عموما تستخدم في منشئات الحديد والصلب الموجودة بالنطاقات التي تتوافر فيها الطاقة الكهربائية الرخيصة كما في شمالي شرقي الولايات المتحدة الأمريكية والسويد وبعض جهات بريطانيا ، ومن مميزات هذه الطريقة إنتاج أنواع ممتازة من الصلب.
--------------------------------------
المقرر:
جغرافية الصناعة والطاقة
د.محمد عبده بدرالدين
المحاضرة السادسة
عناصر المحاضرة
صناعة الحديد والصلب
صناعة الحديد والصلب
أهم صناعات عالمنا المعاصر وأكثرها تأثيرا في الصناعات الاخري حيث يشكل الصلب المادة الأساسية للعديد من الصناعات التي يأتي في مقدمتها الآلات الهندسية ومعدات البناء والتشييد وبعض الالكترونيات ، ورغم منافسة الالومنيوم والنحاس بصفة خاصة للصلب في بعض الصناعات لذا يطلق علي صناعة الحديد والصلب اسم الصناعة الأساسية أو القاعدية وخاصة أن هناك عددا كبيرا من الصناعات ترتبط بها مثل صناعة الآلات والمركبات الهندسية كما ذكرنا بمختلف أشكالها. لذا تتوطن معظم
نطاقات هذه الصناعات في العالم بأقاليم إنتاج الحديد والصلب التي ترتبط بدورها بحقول الفحم ومصادر الحديد كما هي الحال بالنسبة لأقاليم بتسبورج في الولايات المتحدة ، الرور في ألمانيا ، والدونباس في اوكرانيا ، الاورال في روسيا الاتحادية ، ليل واللورين في فرنسا ، شمال كيوشو واوزاكا و كوبى في اليابان ، والنطاقات الصناعية في المملكة المتحدة.
ويتخذ بعض الباحثين صناعة الحديد والصلب من حيث حجم الكميات المنتجة والمستهلكة مقياس لتحديد مدي تقدم الصناعة في الدول المختلفة ، وان تضاؤل دور هذه الصناعات في مثل هذا القياس بعد اتساع دائرة
انتشار الصناعات الكيميائية المتطورة وخاصة البيتروكيماويات في العالم ، إلي جانب التوسع في استخدام بدائل متعددة للصلب في العديد من الأغراض وخاصة البلاستيك والالومنيوم وبعض المعادن الفلزية والمركبات اللاصطناعية.
وتتسم صناعة الحديد والصلب بعدة خصائص أهمها : عدم المرونة في الإنتاج حيث لا تتحمل منتجاتها أي تغيير في الأسعار أو التباين في الكميات المطلوبة بالأسواق لتعقد عملياتها وتعددها واعتمادها علي استهلاك الصناعات الاخري من الصلب ، ارتفاع أجور العامل ، وضخامة حجم رأس المال المستثمر وتعدد عمليات Pig Iron الذي يحول إلي صلب في مرحلة تالية حيث يتم
الإنتاج ما بين تعدين الحديد واستخلاصه من خاماته إلي جانب استخدام الفحم والحجر الجيري وهما أهم مستلزمات هذه الصناعة ، ثم نقل كل هذه الخامات إلي أفران الصهر تمهيدا لصهر الحديد واستخلاص المعدن وفصله عن الشوائب والتي ينتج عنها الحديد الزهر
تشكيله بعد ذلك في مصانع الدرفلة وعلي ذلك تحتاج صناعة الحديد والصلب إلي الخامات الرئيسية التالية :
معدن الحديد : يتم الحصول عليه من الخامات Ores ، والخردة Scrap التي يمكن تصنيفها إلي مجموعتين فرعيتين هما:
خردة السوق Market Scrap : وهي عبارة عن مخلفات وحطام المركبات والآلات الهندسية المتخلفة القديمة والتي تكون عنصرا رئيسيا من العناصر التي تحتاج إليها صناعة الحديد والصلب وتدخل دائرة التجارة الدولية . وتشكل الولايات المتحدة الأمريكية أهم مصادر الحديد الخردة الداخلةالتجارة العالمية حيث تساهم
بنحو 40 % من جملة الصادرات الدولية ، وتعد بعض الدول الصناعية كاليابان وايطاليا وألمانيا أهم الأسواق التي تتجه إليها صناعات الخردة العالمية حيث تكون ورادتها 33% ، 30% ، 9% من جملة الكمية الداخلة التجارة العالمية علي الترتيب.
خردة محلية Home Scrap : وهي عبارة عن مخلفات قطع وتشكيل الصلب في مصانع الدرفلة
الوقود اللازم لصهر الحديد : استخدم الفحم النباتي Charcoal كوقود لمصاهر الحديد منذ العصور الوسطى ، لذا تركزت هذه الصناعة (صهر الحديد) في أول الأمر بالقرب من النطاقات الغابية حيث كانت تستغل الأخشاب في إنتاج الفحم النباتي واستخدم الفحم الحجري Coalمنذ عام 1784 علي نطاق واسع فى تصنيع الحديد بدلا من الفحم النباتي وخاصة بعد نجاح الانجليزي هنري بيسيمير H. Bessemer في اكتشاف كيفية إنتاج الصلب من الحديد عام 1856، لذلك تركزت أقاليم هذه الصناعة بالقرب من حقول الفحم ،
وقد حتم ذلك ضخامة كميات الفحم التي تحتاج إليها عمليات الإنتاج وصعوبة ارتفاع تكاليف نقله لمسافات طويلة.
وحل فحم الكوك Cokeمحل الفحم الحجري بعد ذلك مما أدي إلي تناقص كميات الفحم التي تحتاج إليها عمليات صهر الحديد ، لذا ظهرت مناطق جديدة لإنتاج الحديد والصلب تبعد كثيرا عن حقول الفحم ، كما ظهرت مناطق صناعية تعتمد في صهر الحديد علي التيار الكهربائي الرخيص المولد من المساقط المائية والمستغل في تشغيل الأفران الكهربائية ، ومع ذلك تستورد مثل هذه المناطق كميات من فحم الكوك .
فلزات سبائك الصلب تحتاج صناعة الصلب إلي مجموعة من الفلزات يأتي في مقدمتها المنجنيز ، الكروم ، النيكل ، الموليبدينوم ، والتنجستن ، والفانديوم ، والكوبالت والتي تضاف إلي الحديد للحصول علي سبائك ذات خصائص متباينة حسب كل من نوع الفلز ونسبة خلطه بالحديد والاستخدام المطلوب.
الحجر الجيري : يستخدم في عملية صهر الحديد بإضافته إلي خام الحديد وفحم الكوك في أفران الصهر ، وللحجر الجيري دور كبير في تنقية معدن الحديد وتحويل الشوائب إلي خبث Slag يستغل في أغراض متعددة منها إنتاج الاسمنت .
وتتبع ثلاث أساليب أو طرق صناعية لإنتاج الصلب هي علي النحو التالي :
1- طريقة هنري بيسيمير H. Bessemer : أقدم وابسط الطرق المستخدمة في إنتاج الصلب حيث اكتشفها بيسمير عام 1856 ، وهي تعتمد علي حرق الشوائب الموجودة في الحديد الخام للتخلص منها وخاصة السيليكون والفسفور والكبريت عن طريق تمرير تيار شديد من الهواء علي الحديد المصهور فتتحد العناصر السابق الإشارة إليها مع الاوكسجين الموجود في الهواء ، ثم يتبع ذلك إضافة عنصر الكربون ، ولا تستغرق هذه العملية أكثر من 30 دقيقة .
2- طريقة سيمنز / مارتن Simens / Martin : اكتشفها ويليام سيمنز الانجليزي واخوان مارتن في فرنسا عام 1861 ، وتعرف هذه الطريقة أحيانا باسم (طريقة الأفران المكشوفة) ، واسهم تطبيق هذه الطريقة في معالجة الحديد الزهر بفاعلية أكثر نتج عنها تزايد جودته وشدة صلابته بعد تخليصه من العديد من الشوائب ، إلي جانب معالجة كميات كبيرة من الحديد – تضمن حديد خردة نسبة 5%- مره واحدة مع التحكم في طريقة تحول الصلب وخصائصه مما أدي إلي إنتاج أنواع ممتازة من الصلب ، ألا انه من عيوب هذه الطريقة الحاجة إلي كميات كبيرة من الوقود وبطء عمليات التحويل التي تستغرق في العادة تحو 12 ساعة ومع ذلك فهي من أكثر طرق إنتاج الحديد في العالم وخاصة في المملكة المتحدة .
3- طريقة الأفران الكهربائية Electric Furnaces : من أكثر طرق تصنيع الصلب فاعلية حيث يمكنها استغلال الصلب الرديء وخردة الحديد التي لا تصلح لها الطريقة السابقة ، كما يمكنها استخدام التيار الكهربائي المولد من الغازات الناتجة عن أفران الصهر العالية في منشئات الحديد والصلب ، وهي عموما تستخدم في منشئات الحديد والصلب الموجودة بالنطاقات التي تتوافر فيها الطاقة الكهربائية الرخيصة كما في شمالي شرقي الولايات المتحدة الأمريكية والسويد وبعض جهات بريطانيا ، ومن مميزات هذه الطريقة إنتاج أنواع ممتازة من الصلب.
الإنتاج العالمى من الصلب :
يتسم إنتاج العالم من الصلب بالتزايد البطىء بصورة عامة وان مال فى السنوات الأخيرة نحو الانخفاض نتيجة المنافسة القوية التى يلقاها من بدائل الصلب ، لذا بلغ إنتاج العالم 643 مليون طن مترى عام 1975 بعد إن كان 703 مليون طن عام 1974 ، وقد استمر فى الانخفاض حتى بلغ 616 مليون طن عام 1982، ولكنه بدا فى التزايد مرة أخرى ليصل إلى 900 مليون طن عام 1990.
الدول الرئيسية المنتجة للصلب :
تتعدد معايير قياس أهمية صناعة الحديد والصلب وتحديد دورها وثقلها فى دول العالم المختلفة ، ومن هذه المعيير حجم الإنتاج ، عدد العاملين ، حجم الاستثمارات ، الطاقة الإنتاجية ، القيمة المضافة .
تتصدر دول الكومنولث الروسى دول العالم المنتجة للصلب منذ عام 1971، بعد إن ازاحت الولايات المتحدة الأمريكية عن مركز الصدارة لاول مرة حين بلغ إنتاجها مجتمعة 120 مليون طن ، فى حين لم يتجاوز الإنتاج الامريكى 109 مليون طن .
وقد تطور الإنتاج حتى بلغ 162 مليون طن عام 1991 وهو مايوازى 21,7% من جملة الإنتاج العالمى .وتتركز صناعة الحديد والصلب فى هذه الدول فى المناطق التالية :
إقليم موسكو – إقليم الآورال – إقليم اوكرانيا – إقليم سان بطرسبرج –إقليم كوتزنتسك – إقليم كاراجندا
2- الولايات المتحدة الأمريكية
احتلت المركز الثانى بين دول العالم المنتجة للصلب خلال عقد السبعينات بعد إن كانت تتصدر دول العالم فى الإنتاج لسنوات عديدة
وقد بلغ إنتاجها 105 مليون طن وهو مايعادل 16% من الإنتاج العالمى عام 1970 ومع تراجع الإنتاج تقهقرت إلى المركز الثالث عام 1982 حين بلغ إنتاجها 67 مليون طن وهو مايمثل 11% من الإنتاج العالمى ، لذا احتلت المركز الثالث بعد دول الكومنولث الروسى واليابان .
وتتركز اكبر واهم مراكز الحديد والصلب فى الجزء الشمالى الشرقى من الولايات المتحدة الأمريكية ، والذى يشكل انتاجه نحو 80% من جملة الإنتاج الامريكى ، ويعتمد إنتاج هذا الجزء من البلاد على الثالوث الضخم المتوفر فيه والمتمثل فى حقول الفحم الجيد
بنسلفانيا ، وخامات الحديد المنتشرة فى تلال الحديد المحيطة بنطاق البحيرات العظمى ووسائل النقل السهلة الرخيصة فى الإقليم سواء النهرى عبر البحيرات العظمى أو النقل بالسكك الحديدية .
اليابان :
تاتى فى المركز الثانى بين دول العالم المنتجة للصلب من حيث ضخامة الإنتاج حيث بلغ إنتاجها 110 مليون طن عام 1991 وهو مايمثل نسبة قدرها 15% من جملة الإنتاج العالمى .
المانيا : من الدول الرئيسية المنتجة للصلب فقد بلغ إنتاجها 44 مليون طن عام 1991 بنسبة 6% من جملة الإنتاج العالمى .
---------------------------------------------
اضرة السابعة
حرفة التعدين والعوامل المؤثرة فى الإنتاج
يقصد بحرفة التعدين كل الجهود البشرية الهادفة إلى استخراج الموارد المعدنية المختلفة من صخور القشرة الأرضية بغض النظر عن كل من طبيعة المعادن وطرق التعدين والتى تتراوح بين الفتحات المكشوفة والتعدين السطحى والتعدين الجوفى إلى غير ذلك من طرق استخراج المعادن من قشرة الأرض.
ويصف الباحثون التعدين بأنها حرفة سالبة أو سارقة Robber Industry حيث تسلب من القشرة الأرضية مواردها المعدنية ، لذا تختلف عن الزراعة فى إن الأخيرة تستغل السطح الخارجى
للقشرة الأرضية دون إن تستهلكه ، وان كانت العمليات الزراعية
المتكررة تسلب من الأرض خصوبتها إلا انه يمكن تلافى ذلك باستخدام المخصبات المختلفة وتنظيم زراعة المحاصيل فى دورة زراعية محددة المعالم.
ومن الخصائص التى تميز حرفة التعدين عن الحرف الإنتاجية الأخرى كثرة نفقاتها وتعدد مفرداتها ، إذ توجد معظم الموارد المعدنية تحت سطح الأرض بعيدا عن متناول يد الإنسان ، لذا يمر الإنتاج المعدنى بعدة مراحل تشمل مرحلة البحث والتنقيب وهى مرحلة عظيمة التكاليف ونتائجها غير مضمونة ومرحلة الاستعداد للإنتاج ومرحلة استخراج المعادن ومرحلة أعداد المعدن وتجهيزه
تمهيدا لنقلها إلى أسواق التصريف ، كما إن نفاد الخامات المعدنية القريبة من سطح الأرض والجيدة فى خصائصها يؤدى إلى تزايد تكاليف الإنتاج المعدنى باستمرار كنتيجة لتزايد العمق الذى تتم فيه عمليات استخراج المعادن ، وأيضا نتيجة لاستغلال خامات اقل جودة.
وتعد الدراسة الجغرافية للمعادن أكثر صعوبة من دراسة اى نشاط أخر ومرد ذلك عدة أسباب ياتى فى مقدمتها صعوبة تحديد أقاليم التعدين بدقة ، فالغابات مختلفة الأنواع والصحارى متعددة الخصائص تغطى مساحات واسعة يمكن رؤيتها بوضوح
وعلى العكس من ذلك حرفة التعدين فالمناجم لاتعدو إن تكون أكثر من فتحات أو ثقوب فى قشرة الأرض يهبط الإنسان خلالها إلى إلى النطاق الذى تستغل معادنه تحت سطح الأرض ، ولما كانت المناجم تتناثر غالبا فى أقاليم اقتصادية متنوعة قد تكون أقاليم زراعية أو رعوية أو غابيه فان الصور الجوية لمناطق التعدين تظهر الاستغلال الاقتصادى السائد مما يوجد صعوبة بالغة فى تحديد أقاليم التعدين فى العالم بدقة ووضوح.
وأكثر من ذلك فان التوزيع غير المتجانس للمعادن المختلفة يجعل من الصعوبة بمكان تحديد أقاليم التعدين النوعية بدقة .
فبينما يمكن تحديد أقاليم أنماط الزراعة المختلفة بدقة نجد انه من الصعوبة تقسيم النطاقات التى تنتشر فيها حرفة التعدين إلى أقاليم نوعية بوضوح رغم وجود مناطق تنتج معدن محدد كمناطق إنتاج البترول فى جنوب غرب أسيا والفحم والحديد فى أمريكا الشمالية وأوروبا .
ومع تقدم الإنسان الحضارى وتعدد مطالبة فقد تزايد الطلب على المعادن المختلفة فى الأسواق العالمية ، مما أدى إلى انتشار حرفة التعدين على نطاق واسع سواء فى العروض العليا الباردة أو فى العروض المعتدلة أو العروض المدارية الحارة .
ويمارس الإنسان حرفة التعدين فى المناطق كثيفة السكان وفى المناطق منخفضة الكثافة السكانية ، وفى الأقاليم المتقدمة حضاريا وفى الأقاليم المتخلفة عن ركب الحضارة ، فى المناطق الجبلية المضرسة والمناطق السهلية المستوية مهما تباينت الخصائص الطبيعية وخاصة المناخية فى البيئات الجغرافية .
لكل هذه الأسباب كان من الصعوبة تحديد النطاقات التى يمارس فيها الإنسان حرفة التعدين فى جهات العالم المختلفة بشكل دقيق وواضح ، ومع ذلك إذا تغاضينا عن النطاقات التعدينية الصغيرة واسعة الانتشار فى العالم على سطح الأرض يمكن تحديد الأقاليم التعدينية الرئيسية على النحو التالى :
الأقاليم التعدينية فى أوروبا :
الإقليم الأول : يمتد من غربى القارة عند ساحل المحيط الاطلنطى إلى أراضى بلاروسيا واوكرانيا وروسي الاتحادية ودول البلقان فى الجنوب الشرقى .
الإقليم الثانى : يتمثل فى نطاق مرتفعات الاورال التى تمتد من المحيط المتجمد الشمالى إلى المجرى الأوسط لنهر الاورال فى الجنوب لمسافة 3000 كم ويقع داخل حدود روسيا الاتحادية.
الأقاليم التعدينية فى أسيا وتشمل :
الإقليم الجنوبى الغربى : على جانبى الخليج العربى وينتج هذا الإقليم زيت البترول بصورة رئيسية .
الإقليم الشرقى : يمتد من اليابان والصين شمالا إلى ماليزيا واندونيسيا والهند جنوبا .
الإقليم الأوسط : يمتد فى وسط أسيا بين الجزء الجنوبى من نطاق الاورال غربا إلى بحيرة بيكال شرقا ويقع هذا الإقليم فى حدود روسيا الاتحادية وكازاخستان وأوزبكستان .
العوامل المؤثرة فى الإنتاج المعدنى:
1-الموقع الجغرافى :
يتوقف استغلال المعدن على مدى سهولة نقل الخامات من مناطق التعدين إلى الأقاليم الصناعية وأسواق التصريف ، لذلك ياتى الموقع فى مقدمة العوامل المؤثرة فى الإنتاج المعدنى ، فإذا كانت المعادن تتميز بموقع جغرافى ممتاز وتخدمها شبكة جيدة من طرق النقل والمواصلات إلى جانب قرب المعدن من مراكز تجمع السكان التى تمثل مصدر الايدى العاملة ساعد ذلك على استغلال المعدن على نطاق واسع وبتكاليف معقولة ، الأمر الذى يعطى الخام القدرة على المنافسة .
وعلى العكس من ذلك فان وجود الموارد المعدنية فى موقع جغرافى متطرف فى منطقة لا تخدمها شبكة من الطرق أو تقع بعيدة عن مراكز العمران وشبكات النقل ، يؤدى ذلك إلى تأخر استغلال مثل هذه المعادن ، كما إن استغلال مثل هذه الموارد يحتاج إلى نفقات باهظة الأمر الذى يؤدى إلى رفع تكاليف الاستخراج والذى يكون على حساب الربح وقد يؤثر على قدرة الخامات على منافسة غيرها من السلع التى تتمتع بموقع جيد.
وعموما يمكن القول بان التعدين يبدأ أولا فى المناطق ذات الموقع الجغرافى الجيد وعندما تنضب خامات مثل هذه الأقاليم أو تنخفض درجة تركيز المعدن بصورة تزيد من تكاليف الإنتاج يبدأ فى استغلال خامات الأقاليم الابعد منها بعد توفير طرق النقل وإقامة المستعمرات السكنية اللازمة للعمال وتوفير الخدمات الضرورية لهم .
2- عمق الخام المعدنى وسمك الطبقات :
تنخفض نفقات استخراج المعدن الموجودة فى الطبقات القريبة من سطح الأرض كثيرا عن نفقات استخراج معادن الطبقات البعيدة
عن سطح الأرض ، إذ انه كلما ازداد عمق الخامات كلما ارتفعت تكاليف التعدين لضرورة توفير الآلات اللازمة لتصريف المياه الجوفية وإقامة محطات للإنارة والتهوية وتوفير طرق وأساليب نقل العمال والخامات من مستوى التعدين فى باطن إلى سطح الأرض بالإضافة إلى ضرورة استخدام دعامات من الأخشاب لتقوية سقف المنجم والحيلولة دون الانهيار أثناء استخراج الخامات ومثل تلك النفقات تعمل على رفع تكاليف الإنتاج .
وإذا وجدت الخامات المعدنية على هيئة طبقات أفقية قريبة من السطح استخدمت طريقة التعدين السطحى أو الفتحات المكشوفة
وهى طرق قليلة التكاليف كما سبق إن ذكرنا ، حيث إن التعدين فى هذه الحالة لا يتطلب سوى إزالة الطبقات السطحية .
وإذا وجدت الخامات المعدنية على أبعاد كبيرة من سطح الأرض استخدمت طريقة التعدين الجوفى التى تتطلب نفقات باهظة ، واستخراج المعدن بهذه الطريقة يستلزم إقامة الأنفاق وتوفير آلات للتهوية مما يعمل على رفع تكاليف الإنتاج .
ولشكل الطبقات الأرضية الحاوية على الخامات المعدنية دور كبير فى تحديد مدى سهولة عمليات التعدين وحجم تكاليفها النهائية ،
فإذا كانت الخامات تمتد فى طبقات أفقية أو مائلة وخاصة فى بطون الأودية سهل ذلك من عمليات الاستخراج وبالتالى تقل التكاليف .
أما إذا وجدت الخامات فى طبقات غير منتظمة وهذه توجد فى المناطق التى تعرضت للحركات التكتونيه فان ذلك يزيد من صعوبة عملية التعدين ويرفع من التكاليف.
وإذا كانت طبقات المعدن سميكة شجع ذلك على الحفر لأعماق بعيدة عن سطح الأرض ، على اعتبار إن سمك الطبقات سيعوض ارتفاع تكلفة الإنتاج ، أما إذا كانت الطبقات غير سميكة فان ذلك يرفع تكاليف الإنتاج وتصبح عملية التعدين غير مجدية.
3- درجة تركيز المعدن: يعد من العوامل المهمة فى عملية الإنتاج المعدنى ، حيث إن درجة تركيز المعدن فى الصخور تحدد مدى قدرة الخامات على تحمل نفقات التعدين ، فوجود خامات جيدة النوع وبكميات كافية تساعد فى التغلب على المشاكل التى تعترض عمليات التعدين كالبعد عن شبكات المواصلات وارتفاع أجور العمال ، لذا فكلما ارتفعت درجة تركيز المعدن فى الخامات كلما زادت صلاحية الخامات للاستغلال والعكس صحيح .
وكلما كانت الخامات من نوع جيد كلما انخفضت تكاليف التعدين وزاد هامش الربح .
ويتباين غنى الخامات وفقرها من معدن إلى أخر ، إذا تعد خامات النيكل التى تبلغ درجة تركيزها 3% وخامات النحاس التى تبلغ تركيزها 1% خامات جيدة ، بينما تعد خامات الكبريت التى تقل تركيزها عن 40% والحديد التى تقل عن 20% خامات رديئة ، فى حين يختلف الوضع تماما فى معادن الطاقة الذرية ، فالراديوم مثلا يكفى وجود مانسبته جزء من مليون من خاماته فى الصخور لتتم عملية التعدين بنجاح.
لذا يمكن القول إن غنى الخامات أو فقرها يتوقف على عدة عوامل لعل أهمها سعر البيع وسهولة الاستخراج ووجود خامات أخرى منافسة .
4- أساليب التعدين
كان لأساليب التعدين دور كبير فى تطور استغلال الموارد المعدنية ، فعندما كان الإنسان يستخدم الأساليب البسيطة والآلات البدائية فى عمليات التعدين كان أنتاجه المعدنى محدود فى كميته ، كما كان نشاطه قاصر على استخراج العناصر المعدنية الموجودة فى الطبقات القريبة من السطح، ومع تقدم الإنسان الحضارى استطاع استخدام أساليب متطورة وآلات أكثر تعقيدا فى عمليات التعدين مما مكنة من زيادة الإنتاج واستغلال الخامات المختلفة مهما كان مستوى عمقها فى باطن الأرض بشرط إن تكون عمليات التعدين مجزية من الناحية الاقتصادية .
5-وسائل النقل
تعد وسائل وتكاليف النقل من العوامل المؤثرة فى استغلال الموارد المعدنية ، حيث تحدد مدى صلاحية الخامات للاستغلال من الناحية الاقتصادية ، لذا يلاحظ تركز أقاليم التعدين عادة فى النطاقات التى تتسم بسهولة اتصالها بكل من الأسواق المحلية والأسواق العالمية عن طريق وسائل النقل المختلفة ، وقد كان لعامل وسائل النقل اثر كبير فى ازدهار النشاط التعدينى فى المملكة المتحدة التى ظلت تتصدر دول العالم فى إنتاج الفحم طوال ثلاثة قرون وهذا راجع إلى قرب مناجم الفحم من موانئ التصدير .
6- المناخ يمكن تحديد العلاقة بين المناخ والنشاط التعدينى فى نقطتين ، تتعلق الأولى بالناحية التاريخية حيث إن انتشار نوع معين من المناخ ذو خصائص محددة ساعد على تكوين خامات معدنية معينة . فالمناطق التى تتميز بوجود الفحم الآن كانت قديما تتمتع بأحوال مناخية مختلفة ساعدت على نمو تلك الأشجار فى شكل غابات وبعد ذلك تعرضت هذه الغابات لعملية الغمر وطمرتها الرواسب المختلفة مما ساعد على تحويل هذه الغابات إلى فحم ، كما إن مناخ الجهات الصحراوية فى جنوبى بيرو وما يتسم به من جفاف شديد كان له دور فى تراكم نترات الصوديوم بكميات كبيرة .
والنقطة الثانية الخاصة بالعلاقة بين المناخ والنشاط التعدينى فى تأثير المناخ الواضح فى عمليات استخراج الخامات المعدنية ونقلها ، فمن البديهى إن تكون عمليات التعدين فى المناطق ذات المناخ المعتدل أكثر يسرا وأكثر ربحا منها فى المناطق التى تتسم بتطرف خصائص مناخها ، فالتعدين فى الأقاليم الباردة والحارة يتطلب ضرورة تكييف الهواء للعاملين، وتوفير مياه عذبة وطرق مواصلات وخدمات مختلفة وهى عمليات تحتاج إلى نفقات باهظة تؤدى إلى ارتفاع تكاليف الإنتاج.كما يؤدى انخفاض درجة الحرارة إلى مادون الصفر إلى توقف عمليات التعدين فى الأقاليم شديدة البرودة.
7- الايدى العاملة :
يذكر بعض الباحثين إن معظم أقاليم التعدين بالعالم توجد عادة فى نطاقات كثيفة السكان ، بحيث يمكن الحصول على العمالة بسهولة ،إلا أن الحقيقة تتلخص فى عدم وجود تطابق بين أقاليم التعدين والمناطق المزدحمة بالسكان ، حيث تتواجد مناطق كثيرة تتسم بضعف نشاط التعدين رغم امتلاكها كثافة عددية من السكان مثل جهات واسعة بالهند والصين ، كما توجد مناطق تتسم بضخامة إنتاجها رغم ضالة أعداد سكانها كما هو الحال بالنسبة لمناطق إنتاج البترول فى منطقة الخليج العربى .
وتختلف مناطق التعدين عن المناطق الصناعية فى أنها توجد فى مناطق غير مأهولة بالسكان كالمناطق الصحراوية والمناطق شديدة البرودة .
8- رأس المال :
لرأس المال أهمية كبيرة فى استغلال الموارد المعدنية فى أية منطقة فى العالم ، إذ تحتاج عمليات البحث والتنقيب عن الخامات المعدنية ( وهى عمليات غير مضمونة النتائج) إلى نفقات كثيرة تتطلبها الأبحاث والجهود المختلفة خلال هذه المرحلة وما يليها من مراحل الإنتاج المختلفة ، لذلك فان استغلال الموارد المعدنية
فى الدول المتخلفة والدول النامية وهى دول منتجة للمواد الأولية يعتمد اساسى على رأس المال الاجنبى المستورد بصورة كبيرة ، وهذا يشكل فى بعض الحالات خطورة كبيرة على الاستقلال الاقتصادى لهذه الدول الصغيرة .
------------------------------------------------------------
سم المقرر:
جغرافية الصناعة والطاقة
د.محمد عبده بدرالدين
المحاضرة الثامنة
العوامل المؤثرة فى قيام حرفة التعدين
6- الاحتياطى المعدنى:
أن دراسة الاحتياطى المعدنى شئ مهم، نظرا لان الموارد المعدنية غير متجددة، فالمنجم ينتهى عادة بعد فترة يتوقف طولها على حجم التكوينات المعدنية، ومعدل الاستهلاك الذى يتوقف بدورة على سهولة التعدين والطلب على الخدمة المعدنية، ومدى وجود بدائل يمكن أن تمتص جانبا من هذا الطلب.
والمقصود بالاحتياطي هو مدى قدرة الإنسان على استغلال الخامات المعدنية الموجودة فى قشرة الأرض بعمق عشرة أميال.
ويستلزم الأمر ضرورة التعرف على حجم الكميات التى توجد به المعادن فى القشرة الأرضية الممثلة فى العشرة أميال العليا من القشرة ، وعلى عدد السنوات التى يمكن أن تستمر هذه الكميات فى مواجهة الطلب عليها على ضوء الاستهلاك الحالى المتوقع.
ويقتصر نشاط الإنسان التعدينى عادة على طبقة رقيقة أعلى القشرة الأرضية فى ضوء إمكانياته الحالية ولا يمكن التحقق من إمكانيات الإنسان مستقبلا فى الوصول بنشاطه التعدينى إلى عمق عشرة أميال، رغم ارتفاع درجة الحرارة والضغط كلما تعمقنا.
أن حجم الاحتياطى يعتمد على إمكانات الإنسان وحاجاته التى تساعده على استغلال الموارد المعدنية فى القشرة الأرضية وتوزيعها فى هذه القشرة راسيا وأفقيا.
والاحتياطى يختلف من معدن إلى أخر، فبعض الاحتياطى مؤكد والبعض الآخر محتمل:
1- الاحتياطى المؤكد: ويقصد بالاحتياطي المؤكد كمية الخام المعدنى المحسوب بكل دقة بعد تحديد ومسح الأبعاد والمساحات التى ينتشر فيها الخام، وتحليل عينات أخذت على مسافات متقاربة
لتحديد نسبة المعدن فى الخام وتوزيعه، ولا يختلف هذا النوع من الاحتياطى فى الكمية المقدرة والنسبة التى يوجد بها المعدن فى الخام فى حدود20% .
2- الاحتياطى المحتمل: ويقصد بهذا الاحتياطى كميات من الخام المعدنى الموجودة فى إقليم معين التى قدرت بناء على المعلومات الجيولوجية المتعلقة بالتعدين وليس على قياسات دقيقة نظرا لعدم توافر الإمكانات أو الصعوبات الطبيعية، ولذلك يكون الاحتياطى المحتمل اقل دقة من الاحتياطى المؤكد، فهى تعطى صورة عن الحدود التى ينتشر فى داخلها التكوين المعدنى.
ثانيا العوامل البشرية:
1- التقدم العلمى والتكنولوجي:
أن التقدم العلمى وتطبيق نتائج العلوم له تأثيره فى إنتاج المعادن، فتقدم طرق التعدين أو التنقية أو النقل أو الصناعة كثيرا ما يؤدى إلى زيادة منفعة المعادن ، وهذا من شأنه زيادة الطلب عليها. فلم يكن التعدين ممكنا فى جنوب أفريقيا لولا تقدم طرق التعدين، والتقدم العلمى والتكنولوجي، ولما آمكن استغلال الحديد فى منطقو اللورين؛ نظرا لاحتوائه على نسبة عالية من الفسفور، ولما آمكن استخلاص الذهب والنحاس من خاماتهما رغم انخفاض نسبتهما فى الخام، ولما آمكن الوصول إلى أعماق كبيرة فى باطن الأرض، ومواجهة صعوبة التهوية والإنارة ونقل الخامات المعدنية إلى سطح الأرض.
وبفضل التقدم العلمى آمكن استخدام الأقمار الصناعية فى مسح الأرض عن طريق الاستشعار عن بعد، كما آمكن استخدام الوسائل الجيوفيزيائية فى الكشف عن الخامات المعدنية فى قيعان البحار والمحيطات. كما آمكن استخدام التفجير الذرى للكشف عن المعادن بدلا من التفجير التقليدى، وأمكن تقدير الاحتياطى بدقة اكبر بفضل الأجهزة الحديثة التى لم تكن متاحة من قبل.
2- أهمية المعدن :
أن أهمية المعدن تؤدى إلى استغلال خاماته مهما كانت فقيرة، كما يبدو من استغلال الذهب أثناء الحروب عندما ينقطع الاستيراد من الخارج، وتصبح الحاجة ماسة إلى الاستفادة من الخامات المحلية مهما كانت تكلفة إنتاجها أو كميتها أو نسبة المعدن فيها. كما تبرز أهمية المعدن عندما تتنوع استخداماته ويزداد الطلب علية، وبالتالى ترتفع قيمته وأهميته. كما تبدو أهمية البترول والغاز والفحم بين مصادر الطاقة رغم ظهور وتعدد مصادر الطاقة الأخرى فى السنوات الأخيرة.
3- الايدى العاملة :
يذكر بعض الباحثين أن معظم أقاليم التعدين بالعالم توجد عادة فى نطاقات كثيفة السكان ، بحيث يمكن الحصول على العمالة بسهولة ،إلا أن الحقيقة تتلخص فى عدم وجود تطابق بين أقاليم التعدين والمناطق المزدحمة بالسكان ، حيث تتواجد مناطق كثيرة تتسم بضعف نشاط التعدين رغم امتلاكها كثافة عددية من السكان مثل جهات واسعة بالهند والصين ، كما توجد مناطق تتسم بضخامة إنتاجها رغم ضالة أعداد سكانها كما هو الحال بالنسبة لمناطق إنتاج البترول فى منطقة الخليج العربى .
وتختلف مناطق التعدين عن المناطق الصناعية فى أنها توجد فى مناطق غير مأهولة بالسكان كالمناطق الصحراوية والمناطق شديدة البرودة .
4- رأس المال :
لرأس المال أهمية كبيرة فى استغلال الموارد المعدنية فى أية منطقة فى العالم ، إذ تحتاج عمليات البحث والتنقيب عن الخامات المعدنية ( وهى عمليات غير مضمونة النتائج) إلى نفقات كثيرة تتطلبها الأبحاث والجهود المختلفة خلال هذه المرحلة وما يليها من مراحل الإنتاج المختلفة ، لذلك فان استغلال الموارد المعدنية
فى الدول المتخلفة والدول النامية وهى دول منتجة للمواد الأولية يعتمد اساسى على رأس المال الاجنبى المستورد بصورة كبيرة ، وهذا يشكل فى بعض الحالات خطورة كبيرة على الاستقلال
الاقتصادى لهذه الدول الصغيرة .
5- وسائل النقل :
أن لوسائل النقل أثرا مهما فى الإنتاج المعدنى. ولذلك فإن تركز أقاليم التعدين عادة يكون فى المناطق التى تتميز بسهولة اتصالها بالأسواق الخارجية والدجلية بوسائل النقل المختلفة. ويبدو ذلك من نجاح التعدين فى شرق الولايات المتحدة
حيث تستغل البحيرات العظمى فى النقل، كما ساعد فى نجاح التعدين بالمملكة المتحدة . وكلما توافرت وسائل النقل قلت تكلفة الإنتاج، وخاصة عند نقل الخامات التى تحتوى على نسبة صغيرة من المعدن، ففى هذه الحالة يستدعى الأمر نقل كميات كبيرة من الخام فى سبيل الحصول على نسبة كبيرة من لمعدن. ولا يتحمل هذه التكلفة العالية لوسائل النقل إلا الخامات ذات القدرة على تحمل هذه التكاليف وذات الأهمية الاقتصادية، وإذا لم تكن كذلك فان من الأفضل أن يتم استخلاص المعدن فى منطقة التعدين تفاديا لنفقات النقل العالية.
6- منافسة المنتجات المعدنية :
قد تتوافر لدى بعض الدول مقومات تعدين معدن من المعادن، لكنها لا تقوم باستغلاله، وذلك لتوافر بعض المعادن الأخرى الأكثر أهمية بالنسبة لها، ولذلك فإنها تترك البعض وتتجه للبعض الآخر، كما يحدث بالنسبة للزئبق المتوفر لدى الولايات المتحدة، لكنها لا تتجه لتركيزها على المعادن ذات الأهمية الأكبر لاقتصادها مثل زيت البترول والفحم، ولان بإمكانها الحصول على الزئبق من مصادر أخرى.
7- التدخل الحكومى :
تسعى بعض الحكومات إلى إنتاج معادن لا يمكن إنتاجها فى ظل الاقتصاد الحر. فقد تحتاج الحروب والإعداد لها أحيانا إلى إنتاج معادن رغم ردائتها أو ارتفاع نفقات إنتاجها. وقد تلجأ الدولة للتعدين رغم عدم توافر المقومات للإنتاج عندما تكون مرتبطة باتفاقيات معينة مع بعض الدول أو ملتزمة بتقديم إعانات لبعض الدول التى تعتمد عليها، أو أن تسمح بالاستثمارات الأجنبية فى هذا المجال، أو أن تسهم فى تسويق لمنتجات محليا ودوليا، أو تقدم بعض الإعفاءات الضريبية للمنتجات، أو أن تضع قيودا على التصدير أو استيراد بعض المعادن.
8- أسلوب التعدين:
أن الطريق المتبع فى التعدين له اثر كبير، فهو الذى يحدد عمر المعدن وقيمته. فان إتباع طريقة التعدين السطحى أو الحفر المكشوفة من شأنه أن يؤدى إلى سرعة نفاذ المعدن؛ نظرا للإقبال الشديد على استغلاله، بخلاف طريقة الحفر العميقة. وعندما كان الإنسان يستخدم الأساليب البدائية مقتصرا على استخراج المعادن الموجودة فى الطبقات القريبة من سطح الأرض.
ومع التقدم العلمى استطاع الإنسان استخدام أساليب مطورة وآلات
أكثر تعقيدا فى عمليات التعدين واستغلال الخامات مهما كان عمقها، أو نسبة المعدن فى الخام، أو تعقيد تكويناتها
تصنيف معادن القشرة الارضيه
تتعدد الأسس التي يعتمد عليها في تصنيف معادن القشرة الارضيه التي اكتشف منها الإنسان حتي ألان أكثر من الفي عنصر معدني ، من هذه الأسس نذكر مايلي :
الخصائص الطبيعية
الخصائص الكيميائية
الاستخدامات المختلفة
وسنعتمد في تصنيف المعادن التي سندرسها على أساس استخدامات المعادن ، لأنه الأساس الأفضل لنا كجفرافين الاعتماد عليه عند تصنيف المعادن وتقسيمها حيث يسهم في إظهار مدي فائدتها وأهميتها في الوفاء باحتياجات الإنسان في الإغراض المختلفة ، وبالتالي يمكن بسهوله تقيم دورها في تطور الحضارة البشرية ، فمنها معادن البناء والتشيد ومنها الوقود التشيد ، ومنها الوقود المعدنى وزيوت التشحيم ،
ومنها المعادن المستغلة في إنتاج المخصبات والكيماويات والآلات والألياف الصناعية إلي جانب الأحجار الكريمة .
وبناء علي ما تقدم من يمكن تقسيم المعادن إلي مجموعتين رئيسيتين ، تضم كل مجموعه أقسام ثانوية علي النحو التالي :
أولا: المعادن الفلزية: وتضم:
الحديد
معادن سبائك الصلب التي تشمل المنجنيز ، والكروم ، النيكل ، الموليبدينوم ، التنجستين ، الفانديوم ، الكوبالت
الفلزات غير الحديديه ، وتتألف من النحاس ، الالومنيوم ، الرصاص ، القصدير ، الزنك ، الزئبق
الفلزات المشعة وتشمل اليورانيوم والراديوم وغيرها .
المعادن النفيسة وتضم الذهب والفضة والبلاتين
ثانيا : المعادن اللافلزيه وتشمل :
المصادر المعدنية للطاقة والتي تضم الفحم ، زيت البترول ، الغاز الطبيعي
معادن المخصبات ، وتشمل أساسا الفوسفات و البوتاس
معادن الخامات الكيميائية ، وتتألف من الكبريت والأملاح خاصة ملح الطعام وأملاح الصودا الطبيعية والانتيمون
الأحجار الكريمة ومنها الماس والياقوت والزمرد ، وهناك أحجار نصف كريمه مثل الزبرجد والعقيق والفيروز والاوبال
مواد البناء وأهمها الرمال والحصى والطم والجبس والجرانيت والحجر الجيري والحجر الرملي والرخام
وتوجد معادن هامه يمكن إدراكها تحت عنوان معادن متنوعة مثل الميكا والاسبستوس والجرافيت ، ومن الصعوبة بمكان إجراء دراسة تفصيلية لكل المعادن التي توصل إليها الإنسان واستطاع استخراجها من قشره الأرض واستخدامها في الإغراض المختلفة .
-------------------------------------------------------------------------------------
اضرة التاسعة
عناصر المحاضرة
الطاقة ومصادرها وتطور استخدامها
أولا :تعريف الطاقة ومفهومها
ثانيا :تطور استخدام مصادر الطاقة
أولا تعريف الطاقة ومفهومها
المعروف أن كل إنسان منا يعمل ، والعمل يعنى القيام بأي نشاط له هدف محدد0 وكلمه عمل (شغل) فى قاموس الفيزياء تعنى : حركة الجسم ضد قوى مقاومه لحركته 0فعندما يتحرك الجسم ضد قوى تقاوم هذه الحركة ، يقال أن الجسم يبذل جهدا ، والقدرة على بذل الجهد هى (الطاقه)0 وعلى هذا الأساس فان كلمة (عمل) اى شغل ، تحتوى على عنصرين :الأول منهما هو مقدار القوة التى تعمل على الجسم سواء بالشد أو الدفع لتحرك هذا الجسم فى مواجهة مقاومه ما،والعنصر الثانى هو المسافة .التى يحركها الجسم تحت تأثير هذه القوه .
وتقاس القوه بوحدات تسمى (داينDyne) ،وهذه ترجع إلى الكلمه الإغريقية للقوه وهى (ديناميس Dynamis ) ،والداين هو القوه التى لو أثرت على كتلة جرام واحد يتحرك حرا بدون مقاومة فإنها تسكبه سرعه تتزايد بمعدل سنتيمتر فى الثانية 0 والثانية والأرض تجذب كتله جرام واحد بقوه تساوى 980 داين ، اى 980سم / ثانية0
وعندما تدفع قوة قدرتها (داين واحد) جسما معينا لمسافة سنتيمتر واحد ،فان القوة التى بذلت تقدر (داين / سم) وتسمى هذه الوحدة (ارج Erg) ،وهذه الكلمة مشتقة من (ارجون Ergon) الإغريقية التى تعنى (شغل)0
وإذا كان الجسم قادر على بذل الجهد ،اى القيام بالعمل ،فيقال انه يحتوى على طاقه 0 فمثلا زنبرك الساعة الملفوف ،والصخرة المعلقة على ارتفاع، وعضلات الإنسان ،والبطارية المشحونة بالكهرباء والقنبلة الذرية ، كل هذه تحتوى على طاقة ، والطاقة هى القدرة على بذل الجهد ،اى العمل ، اى أن الطاقة تتحول إلى عمل نوهى بهذا تعنى السعة المتاحة لبذل الشغل اللازم للتغلب على مقاومة 0 وبصورة عامة فان الطاقة هى كل ما ينتج عنها قوة محركة Driving 0
وتوجد الطاقة فى أشكال مختلفة تبدو فى صورتين أساسيتين هما:
طاقة الجهد ،اى العمل ،وطاقة الحركة ،وطاقة الجهد هى الطاقة النابغة عن وضع الجسم فى مجال قوى معينة 0 فعلى سبيل المثال عندما نرفع جسما معينا ضد قوى الجاذبية فأننا نبذل جهدا يكتسبه الجسم كطاقة جهد تخزن فيه ، وإذا ترك الجسم ليسقط فانه يكتسب طاقه حركة ، وطاقة الحركة هى الطاقة الناجمة عن حركة الجسم أو سرعتة0
وتختلف أنواع الطاقة تبعا لمصدرها :فمنها الطاقة الكهربائية ،والطاقة الحرارية ، والطاقة الكيميائية ، والطاقة الصوتية ،والطاقة الإشعاعية ، والطاقة النووية 0 وهذه الأنواع المختلفة من الطاقة يمكن أن تتحول من بعضها إلى البعض الآخر 0 فعلى سبيل المثال تتحول الطاقة الكيميائية فى البطاريات إلى طاقة كهربائية ، وتتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركة فى الموتور الكهربائى ، أو إلى طاقة صوتية فى الجرس الكهربائى ، أو إلى طاقة حرارية فى المدفأة الكهربائية ، كما تتحول طاقة الحركة إلى طاقة حركة فى الموتورات الميكانيكية.
والطاقة بهذا المفهوم تعنى القدرة المخزونة التى عند انطلاقها تصبح قادرة على أداء العمل ، اى الشغل ،سواء كان هذا العمل هو حفظ الذرات متماسكة مع بعضها ،أو تحريك الغيوم ،أو رفع اى شئ ،أو تحريك قارب شراعى ،أو إدارة محرك 0 ومقدار الطاقة ومحتواها هو مقدار الجهد أو العمل المخزون 0
وهناك فرق بين الوقود Fuel والطاقة Energy ،فالفحم يعد مصدرا للطاقة ، وفى نفس الوقت يعد وقودا فهو يعد وقودا عندما يحترق ، وعندما يولد طاقة بخارية أو كهربائية فهو مصدر طاقة ،بخلاف المساقط المائية التى تختزن طاقة كامنة تنتج من استغلال فرق منسوب المياه الذى يترتب عليه توليد الكهرباء ،وهى بهذا تعد مصدرا للطاقة ؛ ولذلك ينبغى التمييز بين الوقود ومصادر الطاقة 0
وكان عالم الطبيعة البريطانى جيمس جول (1818-1889) هو الذى وضع أساس القانون الأول للديناميكا الحرارية ،عندما قام بحساب العلاقة بين الحرارة والشغل الناتج عنها 0 وينص هذا القانون على أن كلا من المادة والطاقة لا تفنى ،وهذا ما يفسر لنا استمرار سعى الإنسان للتوصل إلى ما يناسبه من الطاقة بتحويلها من صورة لأخرى 0
وان الصورة الحرارية للطاقة الناتجة عن اشتعال وقود الفحم تحت غلاية المياه هى التى تتحول إلى صورة ديناميكية ،اى طاقة حركة فى الآلة البخارية ، بفعل تولد البخار حين غليان الماء داخل الغلاية ، وهكذا كان يسير قطار السكك الحديدية قديما بالبخار ، وبذلك فان الطاقة لم تستحدث من عدم وبالتالى فهى لا تفنى أو تنتهى 0
ثانيا : تطور استخدام مصادر الطاقة :
للطاقة دور كبير فى التقدم الحضارى ، والتوسع العمرانى ، وحركة النقل الواسعة ، وارتفاع مستوى المعيشة ، لارتباطها بكل جوانب النشاط البشرى ولذلك ازداد الطلب عليها واصبح مقياس تقدم الدول يقاس بمدى استخدامها لمصادر الطاقة،فالانسان فى حياته اليومية يحتاج إلى الطاقة ،فهو يستخدمها كل يوم فى إدارة الآله فى المصانع ، ويستطيع بها تحريك وسائل النقل بأنواعها المختلفة فى كل مكان ، كما يدير بها الكثير من أدواته المنزلية وجميع اغراضه0
وقد كان الإنسان قديما يستخدم عضلاته وقوته البدنية فى تحريك الأشياء ، وفى القيام بمختلف الأعمال ، ثم نجح بعد ذلك فى استئناس بعض الحيوانات واستخدمها فى القيام بالأعمال التى يصعب عليه القيام بها دون استعانة بالحيوان ،وما زال ذلك قائما حتى اليوم ، حيث استمر دور الإنسان والحيوان بدرجات مختلفة فى جميع المجتمعات ؛ برغم ما حدث من تقدم واستحداث لمصادر الطاقة المتعددة0
وقد تمكن الإنسان بعد ذلك من استغلال حركة الرياح فى تحريك السفن فى الأنهار والبحار ، وفى إدارة بعض الطواحين الهوائية لاستخدامها فى طحن الحبوب والعصير لاستخلاص الزيوت أو لرفع المياه فى شكل مراوح هوائيه0
كما تمكن من استغلال الفرق فى منسوب المياه فى إدارة بعض الآلات0 وقد كان لاستخدام القوى المائية أثرها فى تركيز الصناعة عند مجارى الأنهار ، وفى المناطق التى توجد فيها الشلالات والمساقط المائية
وهذه عادة تتميز بوعورة تضاريسها وببعدها عن السهول والمناطق الزراعية وعن مناطق تركيز السكان والأسواق 0 وهذا النوع من مصادر القوى مازال موجودا حتى اليوم فى بعض المناطق غير انه على نطاق ضيق وفى خارج الأقاليم الصناعية الكبرى التى اتجهت إلى مصادر الطاقة الأخرى ، وقد تطور استخدام هذه المساقط ليصبح فى بعضها مصدرا لطاقة الكهرباء المائية التى تعد من ارخص مصادر الطاقة ، كما تطورت لان تتسع مجالاتها إلى مناطق السدود الصناعية مثل السد العالى فى مصر ، ولم تعد مقصورة على مناطق الشلالات فقط0
وقد اتسع نطاق تفكير الإنسان بعد أن ازدادت متطلباته فاتجه نحو الأخشاب ليستخدمها وقودا وليصنع منها الفحم النباتى الذى كان لازما لصهر المعادن وخاصة صهر الحديد قبل استخدام الفحم ،وبذلك ارتبطت صناعة الحديد بقربها من مناطق الغابات التى يصنع الفحم النباتى من أخشابها ، وقد ظل استخدام الخشب كوقود حتى عام 1870 بحيث يشكل نحو ثلاثة أضعاف استهلاك الفحم ، مما أدى إلى إزالة مساحات كبيرة من الغابات ، بل إلى التصحر فى بعض المناطق إلى أن بدأ الفحم يحتل مكان الخشب فى كثير من الاستخدامات فى نهاية القرن التاسع عشر0
وقد عرف الإنسان الفحم منذ أن اكتشف النار ، فقد لاحظ أن بعض الأحجار السوداء الموجودة طبيعيا والتى كان يستخدمها فى بناء المواقد أنها كانت تشتعل ، فاتجه فكره نحوها ، وبدأ فى استخدامها بعد ذلك كوقود ، اى مصدر من مصادر الطاقة ، وكان ذلك ثورة هائلة فى الصناعة منذ القرن الثامن عشر ، وذلك بعد اكتشاف قوة البخار نتيجة استخدام الفحم ، وخاصة للنقص الكبير فى الأخشاب فى مناطق الصناعات القديمة ، ولما يتميز به الفحم من قوة كبيرة فى الاختراق ، وفى توليد النيران ، وبالتالى توليد البخار الذى أعطى أهمية كبيرة للفحم ، كما أعطى حرية فى الحركة للصناعات التى كانت ترتبط بمناطق الغابات 0
ومن أهم الصناعات التى ارتبطت فى الماضى بحقول الفحم صناعة الحديد والصلب ، وصناعة صهر المعادن ، والصناعات الثقيلة بصفة عامة ، والصناعات الكيميائية المرتبطة بتصنيع الغازات الناتجة عن عمليات تقطير الفحم 0 أما الصناعات التى تحتاج لكميات كبيرة من الفحم فان تأثيرها بمواقع الفحم محدود ، ولذلك كانت الدول المنتجة للفحم من الدول المنتجة للصناعات الثقيلة حيث تتركز هذه الصناعات قرب حقول الفحم
------------------------------------------------
المحاضرة العاشرة
تابع استخدامات الطاقة
وقد اكتشف الإنسان بعد ذلك زيت البترول ، واستطاع بعد أن زادت معرفته وتقدمت حضارته أن يحصل علي كثير من المواد النافعة بتقطير البترول وتجزئته إلي كثير من المواد المتنوعة المتغيرة الخواص الذي استطاع الإنسان أن يستخدمها في أكثر من مجال ، وبذلك أصبح استخدام البترول اليوم من أهم مصادر إنتاج الطاقة ، وبصفة خاصة بعد الحرب العالمية الثانية ، فقد أصبح منافسا للفحم في الصناعات والمواصلات ، كما شجع علي إقامة أنماط صناعية جديدة ، والكثير منها علي حساب الفحم ، ولذلك فقد قلل من استخدام الفحم.
مما ساعد علي ذلك كون البترول سائلاً يسهل نقله لمسافات طويلة من مناطق استخراجه إلي مناطق استهلاكه كما أن للبترول قيمه حرارية اكبر من القيمة الحرارية للفحم ، والي جانب تميز البترول بمشتقاته العديدة التي تستخدم في كثير من الأغراض مما جعل له ميزة نسبية عن الفحم ، ولم تعد هناك ضرورة لارتباط الصناعات بأماكن حقول البترول كما يحدث في حالة استخدام الفحم ، وبذلك لا نجد عند حقول البترول مركزا صناعيا مثل الذي كان مرتبط بحقول الفحم .
أما الغاز الطبيعي الذي بدأت أهميته تزداد بدرجة كبيرة من استهلاك الطاقة في العالم وخاصة في الولايات المتحدة الأمريكية التي يشغل استهلاك الغاز الطبيعي نحو ثلث استهلاكها من مصادر الطاقة المختلفة ، ومما ساعد علي التركيز علي الغاز الطبيعي كمصدر من مصادر الطاقة تطور الصناعات البتروكيماوية وتطور الطرق الفنية في تسييل الغاز واعتباره من مصادر الطاقة النظيفة غير الملوثة للبيئة .
والكهرباء لعبت دورا مهما في توزيع مراكز الصناعة وتغيير نظام استخدام الوقود والقوي المحركة اللازمة للصناعة وتتميز الكهرباء بأنها زادت من استخدام مصادر الطاقة الأخرى لان توليد الكهرباء الحرارية يعتمد علي استخدام الفحم أو البترول أو الغاز الطبيعي كما يتم توليد الكهرباء اعتمادا علي القوى المائية كما تسمح الظروف الطبيعية بذلك ويرجع استخدام الكهرباء لعام 1876 عندما ظهر اختراع (توماس ايديسون) بإضاءة الكهرباء باستخدام ما اسماه التيار الكهربائي المتردد الذي يسهل نقله عبارة عن أسلاك الشبكات لمسافات بعيدة.
والكهرباء أصبحت عماد الصناعة في الوقت الحاضر إذ أنها سهلة الاستخدام وتكاليف نقلها ارخص من المواد الاخري ولا تحتاج إلي التخزين وكل هذا من شأنه أن يخفض من نفقات الإنتاج وقد ساعد استخدام الكهرباء علي قيام صناعات جديدة خاصة تلك التي تتطلب كميات كبيره من الطاقة الكهربائية ، مثل صناعة الالومنيوم التى ترتبط بالقوى الكهربائية ؛ لان عملية تحويل الألو مينا (أكسيد الالومنيوم ) تتركز قرب محطات توليد الكهرباء 0 وتكرير النحاس يرتبط بتوافر القوى الكهربائية الرخيصة ؛ولذلك ترتبط مصانع تكرير النحاس بمصادر القوى الكهربائية 0
كما يحتاج الزنك إلى كميات كبيرة من الوقود ، أو طاقة كهربائية ضخمة لعملية التحليل الكهربائي اللازمة لعملية الصهر والتكرير للمعدن ، ومثله تكرير القصدير 0 كما تحتاج الصناعات الكيميائية كصناعة الأسمدة الآزوتية إلى قوى كهربائية ضخمة 0 كما تتميز الكهرباء بأنها زادت من استخدام مصادر الطاقة الأخرى والقوى المحركة اللازمة للصناعة ،لان توليد الكهرباء الحرارية يحتاج إلى الفحم أو البترول أو الغاز الطبيعى وقد تعتمد على القوى المائية ؛ ولذلك توصف الكهرباء بأنها طاقة الطاقات 0
أما الطاقة النووية كمصدر للطاقة ،فقد أصبحت تحظى باهتمام كبير فى السنوات الأخيرة والمتوقع تزايد مساهماتها فى السنوات القادمة 0 ويتركز استعمالها فى الولايات المتحدة وروسيا وبعض الدول الأوربية وفى الصين واليابان وبعض الدول النامية 0 واستعمال الطاقة النووية كمصدر للطاقة تعترضه بعض المشكلات لما يحمله من مخاطر أمنية وتلوث ، ورغم المخاطر التى قد تنجم عن استعمال الطاقة النووية اكبر من دول العالم ، حيث سيكون بإمكان العالم التمتع بمصدر كبير من مصادر الطاقة إذ أمكن التغلب على الصعاب والمشكلات التى تسببها ،لاستخدامها كبديل لمصادر الطاقة الأخرى 0
لكن اعتماد الطاقة النووية على اليورانيوم سوف يؤدى إلى زيادة الطلب على هذه المادة تمشيا مع زيادة استخدام الطاقة النووية 0 ويقدر الاحتياطى المؤكد لليورانيوم بما يكفى لنحو خمسين سنة بمعدل الاستهلاك الحالى فى العالم لليورانيوم 0
وإذا اخذ فى الاعتبار زيادة الاعتبار زيادة استخدام الطاقة النووية فإن الطلب سيزداد على اليورانيوم ، وبالتالى المدة المقدرة لاستهلاك الاحتياطى ستقل0 لكن المحتمل أن تتم اكتشاف المزيد من اليورانيوم فى مناطق جديدة حيث يجرى فى الوقت الحالى الكشف عنه أن برزت أهميته فى السنوات الأخيرة
والطاقة الشمسية تنال اهتماما كبير كمصدر للطاقة 0 وبدأت تستعمل فى كثير من البيوت للتدفئة والتسخين ،وفى تشغيل مضخات المياه فى بعض المناطق ،ورغم توافر مصدر الطاقة الشمسية إلا أنها ما زالت محددة وتحتاج إلى بعض الوقت حتى تنتشر ، ويتوقع لها النجاح فى الفترة القادمة كبديل لمصادر الطاقة الأخرى المعرضة للانتهاء 0
كما يجرى استخدام الطاقة المستمدة من المد والجزر فى إنتاج الطاقة الكهربائية كما هو الحال فى نيوإنجلند وفى فرنسا ،غير أن هذه الطاقة ما زالت محددة ؛ نظرا لقلة الأماكن التى تتوافر بها ولما تحتاجه من نفقات كبيرة تجعل استخدامها فى الوقت الحاضر غير اقتصادى مع توافر مصادر الطاقة الأخرى 0 كما تستخدم الطاقة الجيوثرمالية (حرارة الأرض الجوفية) كمصدر للطاقة ، وذلك لاستخدام الحرارة الكامنة فى باطن الأرض ، ورغم محدودية هذا المصدر من الطاقة فى الوقت الحاضر إلا أن اهميتها قد تزاد فى المستقبل كأحد البدائل لمصادر الطاقة الأخرى المعرضة للفناء 0
ومن العرض السابق لمصادر الطاقة تبدو لنا أهمية المصادر الحرارية للطاقة التى تضم الفحم والبترول والغاز الطبيعى التى تعد أهم مصادر الطاقة المستخدمة فى الوقت الحاضر وأكثرها شيوعا ، ولو أن كلا منها يختلف عن الآخر فى مدى المساهمة 0 كما أن هذه المساهمة تتغير من وقت لآخر حسب المتغيرات التى تطرأ على التقدم العلمى والتكنولوجى ومدى مرونة وأهمية كل من هذه المصادر فى مسايرة هذا التطور ، ثم الظروف السياسية التى تلقى بظلالها على التركيز على بعضها ومحاولة البحث عن مصادر بديلة تفاديا لما يحدث من أزمات سياسية من وقت لآخر 0 وتبدو أهمية كل مصدر من المصادر الأساسية للطاقة والأهمية النسبية لكل منها0
وقد ازدادت الحاجة إلى الطاقة فى هذه الأيام ، ويرجع السبب فى ذلك إلى تزايد السكان عل مستوى العالم ، ولكنه يرجع بصورة اكبر إلى استخدام أساليب التكنولوجيا الحديثة فى كل مكان ، وهى أساليب تعتمد على استخدام المزيد من الطاقة فى كل المجالات 0 وقد ترتب على ذلك زيادة الطلب بصورة جادة على مختلف أنواع الوقود ؛ مما شكل ضغطا متزايدا على مصادر الطاقة الطبيعية حتى بدأت بعض هذه المصادر غير المتجددة مثل الفحم والبترول والغاز الطبيعي فى النضوب فى بعض المناطق ،فلا ينتظران تبقى هذه الأنواع من الوقود طويلا
، رغم ما يكتشف منها فى بعض ول لم تكن منتجة من قبل ،
حيث يقدر أن ينضب كل من البترول والغاز الطبيعي على مستوى العالم خلال نحو خمسين عاما قادمة فى ضوء الاستهلاك الحالى لهما 0
كما تختلف الأهمية النسبية لكل مصدر من مصادر الطاقة من نوع لآخر ، فهي تختلف من مكان لآخر ، ففى أمريكا الشمالية التى تعد الولايات المتحدة أهم دولها تعد اكبر مستهلك للبترول وللغاز ، بينما منطقة الشرق الأوسط التى تعد اكبر منتج (نحو 30% من البترول)
بينما تستهلك منه نحو 6% ، و أوروبا التي تنتج نحو 10% من البترول فهى تستهلك نحو 22% اى أكثر من ضعف إنتاجها ، كما تنتج اقل مما تستهلك من الغاز الطبيعى ومن الفحم ، وفى نفس الوقت تتصدر العالم فى إنتاج الطاقة النووية0
كما يلاحظ أن أوروبا والولايات المتحدة تضم ما يربو على ثلثى إنتاج استهلاك الطاقة النووية فى العالم .
وفى الولايات المتحدة نجد أن استهلاك الطاقة بها يتضاعف تقريبا كل عشرين عاما منذ بداية القرن ، فهى تستهلك الطاقة بقدر لا يتفق ومعدل زيادة سكانها الذين تزايدوا بنحو25%بين عامى 1960،1980 ، بينما تزايد استهلاك الطاقة فى نفس الفترة بنحو 80% ؛ ولذلك فإن السكان لا يعدون العامل الوحيد التسبب فى زيادة استهلاك الطاقة ، وإنما توجد عوامل أخرى عديدة تساعد على ذلك ففى الدول الصناعية المتقدمة تستهلك قدرا كبيرا من الطاقة لبناء صناعاتها المختلفة 0
كما أن هناك علاقة بين استهلاك الطاقة وبين التقدم الاقتصادى وارتفاع مستوى المعيشة للدولة ، وهذا يعنى أن زيادة استهلاك الطاقة يتناسب طرديا مع التقدم التكنولوجى والاقتصادى للدولة وليس مع الزيادة السكانية فقط0
وتتمثل المصادر الأساسية للطاقة التى تزود البشر بالجزء الاساسى من احتياجاتهم فى الوقت الحاضر فيما يلى :
- الوقود الاحفورى ، وهو الذى يشكل عصب مصادر الطاقة الحالية ، ويضم الفحم والبترول والغاز الطبيعى 0
- الطاقة المائية الذى يعتمد عليها فى توليد الكهرباء من مساقط المياه والسدود .
- الطاقة النووية ويعتمد عليها فى محطات توليد الكهرباء باستخدام الحرارة الناتجة عن عملية الانشطار النووى 0وفيما يلى دراسة لمصادر الطاقة هذه ، وتطور إستخدامها ، والأهميه النسبية لكل منها ، ومدى قدرتها على الوفاء بالطلب المتزايد للسكان على هذه المصادر.
-------------------------------
باالتوفيق