كيف يمكن للعلم مساعدتنا في شمّ رائحة الماضي؟

1511968361711

عندما وصل مكتبُ هنري ديفيد ثورو المصنوع من خشب الصنوبر إلى مكتبة ومتحف مورغان في مانهاتن لإقامة معرض خاص عن حياة الكاتب نيو إنغلاند، لم تستطع أمينة المكتبة كريستين نيلسون أن تقاوم رغبتها في فتح أحد الأدراج واستنشاق نفحة من عبقها. خلقت رائحة التربينات (نوع من الهيدروكربونات) الحارة المنبعثة من الخشب -والتي خفّت مع مرور الزمن- صورا في عقل نيلسون وكأنها تشاهد ثورو يجلس على مكتبه وهو يكتب واحدة من مجلاته.

وتقول نيلسون “عندما وضعت رأسي على المكتب وشممت رائحة الصنوبر القديمة تلك، كنت تحت سيطرة العاطفة والشعور بالاتصال مع الماضي ومع هذا الشخص الذي كان له عظيم التأثير علي”.

في الآونة الأخيرة أصبحت نيلسون مهتمة بدراسة روائح الماضي، وتُعتبر جزءًا من فريق يسعى لالتقاط الروائح التاريخية في مكتبة مورغان للحصول على فهم أفضل لتاريخ الغرفة، بدايةً من الأعمال الروتينية التي تقوم بها الخادمة من أجل تنظيف الأثاث وحتى الأحداث العظيمة، بما في ذلك عندما أمَّن جي بي مورغان نفسه على مجموعة من سجلات أقطاب الأعمال المصرفية في المكتبة لإنقاذ النظام المالي في الولايات المتحدة.

جهاز يقوم بتجميع الروائح فوق نسخة من «كتاب الأسطورة الذهبية» نسخة عام 1521 في متحف ومكتبة مورجان
Credit: Christine Nelson

يقف عدد متزايد من العلماء والمؤرخين على أسئلة مشابهة لتفكيك وإعادة تركيب روائح الماضي. يمكن أن تغير وجهات نظرهم الطريقة التي نفكر بها حول الماضي وكيفية عمل العلماء للحفاظ عليه، فعلى سبيل المثال، بعض الروائح هي إشارات للتعفن الذي يصيب التحف التاريخية مع الزمن والتي يمكن للمحافظين بعد ذلك محاولة إبطائها أو عكسها. ونظرا للعلاقة التكافلية بين الشم والعاطفة، فإن فكّ ما يشمه الناس من روائح يعطي الباحثين فكرة أفضل عما يشعرون به وما يتصورونه في مخيلاتهم.

تقول لورين جيبسون (المحاضِرة في الكيمياء البحتة والتطبيقية في جامعة ستراثكلايد): الرائحة هي الكأس المقدسة لعلوم الترميم أو الحفظ، وتضيف: إنها طريقة أعمق وأكثر دقة للتفكير في الماضي.

على عكس البصر والصوت -اللذان يمكن قياسهما كميًا- فإن الرائحة غالبا ما توجد في عالم المجاز والذاتية، حيث يصف الناس رائحة القبو المغمور بالماء برائحة الكلب المبلل، أو رائحة نوع جديد من القهوة كأخذ ملاحظات عن الزبيب والشوكولاتة.

المشكلة، كما تقول ميتشيل فرانكل الكيميائية الحاسوبية في كلية برين ماور، هي أن ما يفوح منه رائحة الزبيب والشوكولاتة لشخص ما قد يكون كوبًا عاديًا من القهوة للآخرين. جزء من الصعوبة لدينا في وصف الروائح هو عدم وجود مفردات مشتركة لها. تصنيف الروائح يتطلب اتصالًا موحدًا بين رائحة واحدة وكلمة واحدة، هكذا يمكن لكل من يتعرف على رائحة معينة أن يستخدم نفس الكلمة لوصفها، حتى لو لم يكن دقيقا مثل استخدام المطياف لقياس لون شيء معين، فـإن توحيد رائحة المفردات يمكن أن يعطي الباحثين نقطة انطلاق.

لقد كان المشتغلون بالعطور الذين تعتمد حياتهم على التقاط ووصف الروائح الدقيقة أول من بنى هذا الأساس اللغوي. في الثمانينات من القرن العشرين، وضعت آن نوبل -كيميائية الحواس (sensory chemist) في جامعة كاليفورنيا فرع ديفيس- أداةً تسمى عجلة رائحة النبيذ للمساعدة في توحيد الوصف لأنواع مختلفة من النبيذ، محطِّمة بذلك مجموعة من النكهات التي يسهل التعرف عليها مثل الكراميل والفواكه إلى صفات أكثر دقة، مثل العسل والحلوى، أو دبس السكر (molasses). برزت عجلات رائحة للبيرة والقهوة بعد ذلك بوقت قصير، لتصبح العنصر الرئيسي في المواد الغذائية وصناعة النكهة.

سيسيليا بيمبريه -طالبة دراسات عليا في علم التراث في جامعة لندن-، أرادت بناء عجلة روائح لروائح الكتب القديمة للمساعدة في توحيد وصف لهذه الروائح التي ألهمت العطور والشموع لمحبي الأدب وهواة المكتبة. بالنسبة لبيمبريه لم يكن الهدف تجاريًا؛ فبدلًا من ذلك، رأت هذه المفردات كأداة لتحسين علوم الترميم.

تقول بيمبريه «يمكن للعديد من المرمِّمين شم رائحة الورق العتيق وجمع المعلومات عن كتاب فقط من خلال الخبرة، ولكن لم يكن هناك برنامج منهجي لتحديد ودراسة وأرشفة هذه الروائح».

ذهبت بيمبريه ومشرفها ماتيا سترليش «Matija Strlič» من معهد التراث المستدام في كلية لندن الجامعية إلى مكتبة Dean&Chapter في كاتدرائية القديس بولص بلندن وطلبوا من الزوار وصف الروائح التي تعم الغرفة لإنشاء مجموعة أساسية من الصفات. وصف مئة بالمئة من المشاركين رائحة الغرفة بأنها “خشبية”، ووصفها 86٪ ب”الدخانية”، و71٪ ب”الترابية”، و41٪ بأنها تشبه “الفانيليا”. ولبناء عجلة كتاب روائح تاريخي، كانت بيمبريه وسترليش أيضا بحاجة إلى تحديد المكونات الكيميائية الفردية لرائحة الكتاب القديم المميزة.

عبر المحيط الأطلسي، بدأت نيلسون العمل على تقنيات لتحديد الروائح، وكانت قد تعاونت مع خبير في العطور يُدعى كارلوس بينيم (Benaim Carlos) من الاتحاد الدولي للنكهات والروائح (IFF)، كما تعاونت مع عالِم في الترميم التاريخي (historic preservation) يُدعى خورخي أوتيرو (jorge Otero-Pailos) من جامعة كولومبيا للحصول على بعض من تاريخ المكتبة (مكتبة مورغان) من خلال الروائح الموجودة بها. أراد بينيم بعد ذلك إعادة إنشاء بعض من تلك الروائح في مختبره في «IFF»، وهو ما يعني أن الباحثين في حاجة إلى التحليل الكيميائي الدقيق للعناصر التي اختاروها.

أدّت الأهمية التاريخية وقيمة الأشياء في كل المكتبات إلى عدم تمكن الباحثين من جلب القطع الأثرية إلى المختبر أو جمع عينات منها للدراسة. وثمة مشكلة شائكة مماثلة عانى منها صناع العطور في الماضي: على الرغم من أنه يمكن جمع الأشياء التي أرادوا تمييز رائحتها من الطبيعة وحملها إلى المختبر لتحليلها (إذا أرادوا التقاط رائحة دقيقة من غابة معينة أو من زهرة لم تُقطف)، كانت لديهم مشكلة. لذلك بدلا من تطوير طرق أفضل لجلب العالم الطبيعي إلى المختبر، ساعد الكيميائيون صناع العطور في جلب المختبر إلى الطبيعة.

في عام 1990، طور الكيميائي يانوش باوليشاين (Janusz Pawliszyn) من جامعة واترلو تقنية الاستخلاص الدقيق (SPME)، وهي تقنية يمكن من خلالها تحليل المواد الكيميائية العضوية المتطايرة المنبعثة من أي جسم. غطى الباحثون جسمًا ما بواسطة وعاء زجاجي للإيقاع بتلك المُركّبات ومن ثم الإمساك بها باستخدام إبرة معدنية طويلة رقيقة مغطاة بالبارافين، وهو عبارة عن ممتص (Absorbent) شمعي. بعد عدة ساعات، قام العلماء بإدراج إبرة مغلفة بالبارافين إلى كروماتوغرافي الغاز المدمج مع مطياف الكتلة (GC/MS)، حيث يتم تسخين البارافين وإطلاق المركبات العضوية المتطايرة لتحليلها. بدأ صناع العطور فورًا باستخدام تلك التقنية لدراسة الروائح بعد استخلاصها من بيئاتها الطبيعية دون الحاجة إلى جلب المعدات الكبيرة إلى مجال الاختبار، فقد استخدم بينيم تلك التقنية لسنوات وجلب خبرته للمشروع في مورغان.

تقنية الاستخلاص الدقيق لجزيئات الروائح المنتشرة في مكتبة دين وشابتر (Dean & Chapter) في كاتدرائية القديس بولص
Credit: Courtesy of Cecilia Bembibre

وبالمثل، التقطت بيمبريه وسترليش الجزيئات المسؤولة عن رائحة الكتب القديمة في مكتبة في القديس بولص باستخدام شكل مختلف من نفس التقنية يسمى فراغ الرأس (headspace)، حيث قاما بحصر المُركّبات العضوية المتطايرة المنبعثة من أحد الكتب من خلال وضعه في كيسٍ نظيف من البلاستيك يحتوي على اسفنجة من الكربون لامتصاص تلك المُركبات. من أجل عينة ذات مساحة أكبر مثل غرفة كاملة، وُضعت الاسفنجة خارج الغرفة لامتصاص الروائح التي تنبعث منها. وقد قام زملاء بيمبريه في شبكة الروائح (Odournet) -وهي شركة أبحاث أوروبية مختصة بالحسيات- في وقت لاحق بتحليل الاسفنج بواسطة «GC/MS».

هذه المركّبات تساعد في تشكل رائحة الكتب القديمة، وفقا لدراسة أجراها باحثون في جامعة لندن.
Credit: Shutterstock

كما قاموا بتحليل جزيئات الرائحة الملتقطة فيما بات يُعرف باسم مخطَّط الشم (Olfactogram)، وهو إصدار قياسي لمخطط كروماتوغرافي الغاز (Gas chromatogram)، يتناسب مع رائحة المادة الكيميائية الملتقطة بواسطة الكروماتوغراف والتي يلتقطها ويصفها شمّام متدرب يكون معصوب العينين، وذلك لمساعدته على التركيز على الروائح التي يصفها بأنها على سبيل المثال كرائحة “الفانيليا” أو أنها “خشبية”. وَصفت بيمبريه العملية بأنها مُجهِدة للغاية ولذلك لا تستمر بالنسبة للشمامين أكثر من 15 دقيقة في الجلسة الواحدة لتجنب الإعياء.

على الرغم من أن «GC/MS» يُمكّن من تحديد المادة الكيميائية التي ترتبط مع رائحة مميزة، إلا أنه لم تتجاوز التكنولوجيا قط حساسية الأنف البشري. في تجربة بينيم، يمكن للإنسان اكتشاف الروائح بتركيزات لا يمكن تسجيلها حتى على «GC/MS». بالنسبة لبعض الجزيئات ذات الرائحة، وخصوصا ثنائي الأمين (Diamines) مثل بوتريسين (رباعي ميثيلين ثنائي الأمين)، وكادافيرين (1،5-pentanediamine) الذي تفوح منه رائحة عفنة -تصاحب الموت والاضمحلال-، تفوق حساسية الأنف البشري أكثر الآلات حساسية بمراحل.

باستخدام مخطط الشم، أنشأت بيمبريه وسترليش عجلة تصف روائح الكتب القديمة، وكانت الروائح الخشبية بسبب مُركبات الفيورفيورال (Furfural) في الورق المتحلل. وأعطى مركب «d-Limonene» الكتب القديمة نكهة حادة تشبه رائحة البرتقال، وأعطى «Benzaldhyde» رائحة تشبه رائحة الطعام الطازج. وأضاف مُركب اللكتونات (Lactones) رائحة أكثر فاكهية (fruity).

قد تكون تلك معلومات سارة لعشاق الكتب. تقول نيلسون أن رائحة الكتب القديمة هي في نهاية المطاف علامة على تَحلُّل بطيء لبعض الكتب، وأضافت “هناك بعض الرومانسية الرائعة حول الكتب القديمة، ولكني كأمينة مكتبة، تجعلني رائحتها أفكر: أوه، أمضت هذه الكتب حياة صعبة”.

التحاليل الكيميائية مثل تلك التي تقوم بها بيمبريه وسترليش يمكن أن توفر فرصًا للتدخل والحفاظ على الأشياء قبل فوات الأوان. معظم كتب القرن التاسع عشر كانت تحتوي على اللجنين (LIGNIN)، والذي يتحلل ببطء إلى مجموعة من الأحماض، تزيد هذه الأحماض من تحلل ورقة هشة. تحليل المركبات العضوية المتطايرة المنبعثة أثناء هذه العملية بواسطة «SPME» يمكن أن يشير -للمرممين- إلى أن هناك حاجة إلى مزيد من التدخل.

لم يكتفِ هؤلاء العلماء باستنشاق الكتب، فالأفلام القديمة وبدلات الفضاء التابعة لناسا تتعرض لنفس عمليات التحلل مع مرور الوقت. استخدم سترليش نفس طرق التحليل لوصف هذه العمليات ولتحديد أفضل الطرق لتخزين القطع الأثرية الثمينة.

يقول سترليش “إن المركبات العضوية المتطايرة من البلاستيك والورق تتبع مسارات تَحلل مماثلة لمسارات الجزيئات العضوية. دائما ما كان علماء الحفظ يبحثون عن طرق أقل تدميرا لعينة شيء ما للتحقق من حالتها، وما هو أقل تدميرا من مجرد شمه؟ “.

بالإضافة إلى المساعدة مع الترميم، ساعد هذا التحليل الكيميائي للروائح الباحثين على فهم اللبنات الأساسية للروائح الأثرية المهمة، ما قد يسمح للعلماء باستعادة تلك الروائح.

بدأ بينيم وفريقه «IFF» في محاولة تصنيع الروائح التي التقطوها في مكتبة مورغان. للقيام بذلك، سوف يكون على بينيم الجمع بين المواد الكيميائية المناسبة بنسب صحيحة لتكوين رائحة واحدة مميزة. على سبيل المثال، عندما حلل العلماء الألمان جزيئات الرائحة من حبوب الكاكاو المحمص -المكون الرئيسي في الشوكولاتة- وجدوا مجموعة تتألف من 25 مادة كيميائية، بما في ذلك أحماض الميثيل بيوتانويك والتي تُنتج رائحة نتنة وتشبه رائحة العرق، وثلاثي كبريتيد ثنائي ميثيل الذي تنبعث منه رائحة الكرنب المطبوخ. والأكثر من ذلك، والحلو، رائحة الشوكولاته الحلوة تشبه رائحة حقيبة رياضية قديمة أو رائحة مخلل الملفوف المطبوخ. حتى الروائح التي تستطيع الأذواق البروليتارية تمييزها -مثل القهوة والشوكولاته- قد لا تختلف كثيرًا في اللبنات الكيميائية، بل في نسب تلك اللبنات.

وبالإضافة إلى الصعوبات التقنية من تجميع عدد كبير من الجزيئات بنسب مناسبة، يُحذر المؤرخ مارك سميث من جامعة ولاية كارولينا الجنوبية من أن تفسير هذه الروائح قد يكون أكثر صعوبة من ذلك. في العصور السابقة، شكلت الرائحة الكريهة المنتشرة في كل مكان من الأجسام غير المغسولة، والسماد، والأسماك المتعفنة، ودخان الحطب حاسة شم قوية تفوق قدرات الأنوف الحديثة. حتى لو تَمكّن العلماء من إعادة تكوين مشهد الرائحة وصولا الى آخر جزيء، فستختلف تجربة الأمريكي في القرن الواحد والعشرين مع كل رائحة يستنشقها عن رجل الفايكنج في القرن التاسع أو الباريسي في القرن السابع عشر. ما نشمه اليوم سوف يكون له معنى مختلف تمامًا عما كانوا يشمونه سابقًا.

يقول سميث “عليك أن تسأل عما إذا كان شمك لرائحة شيء ما هو نفسه كما كان بالنسبة لهم”. جهود تفسير الروائح التاريخية “يخبرنا المزيد عنا أكثر مما يخبرنا عن الماضي”

مثال واحد لدينا عن مشهد الرائحة المتغيرة هو خليط شهير من نباتات مجففة والتي عثر عليها في نول (Knole)، منزل ريفي عمره 600 عام في كينت، جنوب شرق لندن. ساعدت الوصفات المؤرخين في إعادة إنتاجها لتكون متاحة للبيع في محلات بيع الهدايا المنزلية، لكن بيمبريه تقول إن تلك النباتات التي تعود وصفاتها إلى خمسينيات القرن الثامن عشر لا تروق رائحتها دائما إلى أنف الإنسان المعاصر، فمزيج الزهور المجففة من حديقة نول -بما في ذلك الخزامى وأوراق الغار، ونبات إبرة الراعي، والتوابل مثل القرفة وجوز الطيب- يعتبر غريبا على بعض الزوار المعاصرين، الغير معتادين على هذا المزيج من الروائح.

وعلى الرغم من تفاهة ما يبدو من وعاء من النباتات المجففة أو مكتب من خشب الصنوبر، تقول كل من بيمبريه ونيلسون إن مثل تلك الروائح تستحق الحفاظ عليها لأنه يمكن لها أن توضح لنا الماضي بطرق لا تستطيع الصور والوثائق فعله. وبسبب ذلك شعرت نيلسون برغبة جامحة في شم الأدراج في مكتب ثورو، أو كما تقول “الترميم هو حول الذاكرة، وما هو أكثر عمقا من الشم؟”

ترجمة: خالد رحومة.

مراجعة علمية: ياسين أرناي.

تدقيق لغوي: هاجر زكريا.

تحرير: هدير جابر.

مُترجَم من:

How science may help us smell the past | November 27, 2017 Issue – Vol. 95 Issue 47 | Chemical & Engineering News [Internet]. [cited 2019 Oct 3]. Available from: https://cen.acs.org/content/cen/articles/95/i47/science-help-us-smell-past.html?utm_source=Facebook&utm_medium=Social&utm_campaign=CEN

شارك المقال:

تواصل معنا

«الباحثون المصريون» هي مبادرة علمية تطوعية تم تدشينها في 4/8/2014، بهدف إثراء المحتوى العلمي العربي، وتسهيل نقل المواد والأخبار العلمية للمهتمين بها من المصريين والعرب،

تابعنا على منصات التواصل الإجتماعي