تأثرت النظم المغناطيسية لكوكب الأرض بشدة نتيجة للرياح الشمسية، حيث أن هذا المجال المغناطيسي يُعدّ ضروريًا للحياة على كوكبنا، كونه يحمي طبقة الأوزون من الأشعة الضارة والإشعاعات الكونية.
تأثير الرياح الشمسية على كوكب الأرض
فيما يلي نظرة سريعة على كيفية تأثير الرياح الشمسية على كوكب الأرض:
- تصل درجة حرارة سطح الشمس إلى 1.2 مليون درجة مئوية، وجاذبيتها عند هذه النقطة غير كافية للاحتفاظ بالجسيمات سريعة الحركة.
- نتيجة لذلك، تتدفق هذه الجسيمات بعيدًا عن الشمس خلال دورة تقترب من 13 عامًا، والتي قد تتغير وفق نشاط الشمس.
- يتقلب عدد البقع الشمسية وحجم المواد المُطلقة ومستويات الإشعاع مع الزمن.
- هذه التغيرات تؤثر على سرعة الرياح الشمسية وكثافتها وحرارتها، بالإضافة إلى المجال المغناطيسي المحيط بها.
- بدورها، تؤثر على مدى سرعة دوران الجسيمات حول الشمس.
- تتعرض الأرض باستمرار للجسيمات المشحونة والمجالات المغناطيسية المنقولة عبر الرياح التي تهرب من الشمس.
- تلك الجسيمات لها تأثيرات قوية على الأرض.
- عليه، يتغير المجال المغناطيسي للأرض، مما يؤثر على رؤية الشفق القطبي في عدة مناطق حول القطبين الشمالي والجنوبي.
- تتعرض جميع الأقمار الصناعية ونظم الاتصالات البحرية والشبكات الكهربائية للآثار الناتجة عن هذه العواصف الفضائية.
- أيضًا، رواد الفضاء ومعداتهم معرضون لتأثيرات هذه الرياح، التي لها أثر كبير على أنماط الطقس الفضائي.
- فالجسيمات النشطة التي تسافر بحوالي 85% من سرعة الضوء قد تُلحق الضرر بالمركبات الفضائية، كما يمكن أن تتلف الألواح الشمسية.
- علاوة على ذلك، تستطيع الجسيمات المشحونة من الرياح الشمسية أن تتفاعل مع الغلاف الجوي للأرض، مما ينتج عنه الأضواء القطبية التي تحميها الأرض من الغلاف المغناطيسي.
- مؤخراً، قدّر خبراء الأرصاد الجوية أن سرعة تأثير الرياح الشمسية تصل إلى 400 كيلومتر في الثانية، مما يعني إمكانية حدوث أضرار جسيمة.
استجابة الكوكب لتأثير الرياح الشمسية
وفي الوقت الراهن، دعونا نستعرض كيفية تأثير الرياح الشمسية على كوكب الأرض:
- تحدث ظاهرة تُعرف باسم صدمة القوس عندما تضرب الرياح الشمسية الأرض بسرعات عالية.
- حيث تتباطأ وتحتفظ بالحرارة وتُشوه التدفق حول المنطقة المقابلة للشمس على الكوكب.
- يمتد تأثير المجال المغناطيسي للأرض أيضًا على صدمة القوس، حيث تحدث هذه الظاهرة بعيداً عن السطح.
- لذا، يتعرض كل من الرياح الشمسية والغلاف الجوي للأرض لتفاعلات شديدة جراء صدمة القوس.
- أيضاً، تتأثر كواكب أخرى مثل المشتري والزهرة بتأثير الرياح الشمسية.
- يطلق المجال المغناطيسي للشمس الذي يمتد خارج النظام الشمسي تدفقاً من الجسيمات المشحونة.
- عند إطلاق أول قمر صناعي في عام 1957، تم اكتشاف هذه الشحنات التي تُعرف بالعواصف الشمسية أو الرياح.
- يتفاعل المجال المغناطيسي للأرض مع الرياح عندما تهاجمها.
- المجال المغناطيسي للأرض يمتد كخطوط تقريبًا من القطب الجنوبي إلى القطب الشمالي.
- نظرًا لأن الأجسام المشحونة تتأثر بقوة تعمل عموديًا على المجال المغناطيسي، فإنها تدور حول خطوط المجال في اتجاه القطبين.
- تُصد الشحنات بعيدًا عن محيط القطبين نتيجة لتكثُف الخطوط المغناطيسية في تلك المناطق.
- بذلك، أُطلق على هذه الشحنات اسم حزام فان آلن، على اسم الفيزيائي الذي اكتشفها عام 1958، حيث يحيط بالأرض كما هو معروف بحزام من الجسيمات المشحونة.
نبذة عن الرياح الشمسية
إليكم تعريفاً سريعًا عن الرياح الشمسية:
- يطلق الغلاف الجوي العلوي للشمس، المعروف بالهالة، تيارًا من الجسيمات المشحونة يُعرف بالرياح الشمسية.
- تشكل الإلكترونات والبروتونات وجزيئات ألفا الغالبية العظمى من البلازما الشمسية، وهي أحد مكونات الرياح الشمسية.
- علاوة على ذلك، تحتوي بلازما الرياح الشمسية على نوى ذرية وكميات صغيرة من الأيونات الثقيلة إلى جانب المكونات الأخرى.
- تتقاطع الرياح الشمسية مع المجال المغناطيسي للكوكب عبر خطوط العرض والطول الشمسية، مما ينتج عنه تقلبات في سرعة وحرارة وقوة الرياح الشمسية على مر الزمن.
- إن الطاقة الهائلة الناتجة عن ارتفاع درجة حرارة الإكليل، الناتجة جزئيًا عن المجال المغناطيسي الإكليلي، تُمكن جزيئات الرياح الشمسية من تحدي الجاذبية والهروب من الشمس.
- تيار من الجسيمات المشحونة والبلازما يُعرف بالرياح الشمسية يصدر من الغلاف الجوي العلوي. وفقًا لمركز التنبؤ بالطقس، لا يمكن توقع التفاعل الذي يحدث بين المجال والرياح حاليًا، لكن يمكن أن تصل الرياح إلى سطح الأرض في غضون أيام.
- بفعل الحرارة الشديدة لإكليل الشمس جزئيًا، وبفضل الطاقة الحركية العالية التي تكتسبها الجسيمات عبر عملية لا تزال غير مفهومة تمامًا، تستطيع هذه الجسيمات الهروب من جاذبية الشمس.
- تتفوق الرياح الشمسية على سرعة الصوت وقد تصل سرعتها إلى 250 كم/ ثانية عندما تكون بعيدة عن الشمس.
- تتضمن هذ الظواهر الشفق القطبي الشمالي والجنوبي وذيول بلازما المذنبات التي تكون دائمًا بعيدة عن الشمس، بالإضافة إلى العواصف المغناطيسية الأرضية التي قد تغير اتجاه خطوط المجال المغناطيسي.
