طوفان های خورشیدی

طوفان خورشیدی

مقدمه:

همه موجودات روی این کره خاکی،زندگی خود را به نحوی مدیون پرتوی گرمابخش خورشید هستند اما؛اگر این پرتوها به شکل نامتعارفی از کنترل خارج شوند و در قالب میلیاردها تن از ذرات باردار با سرعت هزاران کیلومتر در ثانیه به زمین برخورد کنند،چه بر سر موجودات زمین خواهد آمد؟

آیا یک طوفان خورشیدی می‌تواند به قدری قوی باشد که حیات را از زمین برباید؟

قطعا پاسخ این سوال پیچیده است ، اما دانشمندان در این زمینه اتفاق نظر دارند که میدان مغناطیسی و اتمسفر زمین محافظت بسیار خوبی از سیاره ما در برابر فعالیت‌های خورشیدی به عمل می‌آورند.

به گفته الکس یانگ: ما در سیاره‌ای زندگی می‌کنیم که مجهز به اتمسفر بسیار ضخیمی است و می‌تواند همه موارد زیان‌بار موجود در یک طوفان خورشیدی را دفع کند،حتی در شدید‌ترین موارد ثبت‌ شده طی ۱۰,۰۰۰ سال اخیر نیز انرژی هیچ فعالیت خورشیدی به اندازه‌ای نبوده که جو زمین را از میان ببرد.

طوفان خورشیدی در لغت:

باد خورشیدی یا طوفان خورشیدی به انگلیسی: Solar wind جریانی از ذرات یونی (پلاسما) انرژی داری هستند که از طرف خورشید به فضا در تمام جهات ساطع می‌شوند.

همین طوفان‌های خورشیدی هستند که در برخورد با سطوح فوقانی جو زمین باعث ایجاد شفق قطبی و حتی گاهی تداخل جریان‌های برق و سیستم‌های ارتباطاتی می‌شوند. جریان متداول آن 1GA (یک گیگا آمپر) است.

ذرات بنیادی که به زمین برخورد می‌کنند، هم از خورشید و هم از بیرون از منظومه خورشیدی سرچشمه می‌گیرند. ذرات باردار،عمدتاً متشکل از پروتون،الکترون و ذرات آلفا (هسته هلیوم)، به صورت پیوسته به بیرون از خورشید جریان دارند. در فاصله زمین از خورشید،سرعت این باد خورشیدی بین ۳۰۰ تا ۵۰۰ کیلومتر بر ثانیه است. ذرات با میدان مغناطیسی خورشید برهم‌کنش می‌کنند.شدت میدان مغناطیسی خورشید در فاصله زمین،حدود یک‌هزارم میدان زمین است.ذراتی که از بیرون منظومه خورشیدی می‌آیند،پرتوهای کیهانی نام دارند.

-طوفان های خورشیدی:

طوفان خورشیدی که گاهی اوقات شراره خورشیدی نامیده می شود،هنگامی رخ می‌دهد که میدان مغناطیسی این ستاره دچار پیچش و خمیدگی شود و در نتیجه طوفان‌هایی با ابعاد یک سیاره در سطح خورشید ایجاد خواهد شد که متشکل از انرژی الکترومغناطیسی هستند.

این طوفان‌ها در تصاویر به شکل نقاط تاریک و سردی دیده می‌شوند که لکه خورشیدی نام دارند.در حواشی این لکه‌های خورشیدی میادین مغناطیسی به شکل دائم در حال خمیدگی و افزایش اندازه هستند و گاهی اوقات شکست این طاق‌های انرژی امواج قدرتمندی را ایجاد می‌کنند که ما تحت عنوان طوفان خورشیدی از آنها یاد می‌کنیم .

-انرژی های موجود در طوفان های خورشیدی و CME:

بیشتر انرژی موجود در یک شراره خورشیدی به شکل نور فرابنفش و اشعه ایکس منتشر می‌شود، هرچند که این انرژی هنگفت همچنین می‌تواند دمای گاز موجود در جو خورشید را افزایش دهد و سبب آزادسازی حباب‌های عظیم متشکل از ذرات بارداری

شود که به عنوان (خروج جرم از تاج حورشیدی CME) شناحته میشود.

بدین ترتیب اگر یک CME روبه‌روی زمین رخ دهد،امواج CME نیز به سوی سیاره ما حرکت می‌کنند و در مدتی میان ۱۵ ساعت تا چندین روز بعد به زمین می‌رسند.

البته هر انسانی،چه درباره CME شنیده باشد و چه از وجود آن بی‌اطلاع باشد،در طول زندگی خود از صدها «خروج جرم از تاج خورشیدی» جان سالم به در برده است زیرا خورشید بسته به اینکه در چه مقطعی از چرخه ۱۱ ساله خود قرار دارد،می‌تواند به دفعات یک بار در هفته یا روزی چند بار پدیده CME را در فضا آزاد کند.

با این حال مردم عادی عموما به واسطه میدان مغناطیسی و جو زمین متوجه برخورد این امواج با زمین نمی‌شوند.در ادامه پس از رسیدن امواج CME به زمین،اتم‌ها و مولکول‌های اتمسفر به شکل الکتریکی باردار می‌شوند و روی ارتباطات رادیویی تاثیر می‌گذارند،همچنین ممکن است سبب شوند شفق‌هایی که عموما در دو قطب زمین دیده می‌شوند در نزدیکی خط استوا هم قابل مشاهده باشند.

آخر الزمان اینترنتی:

برخی از کارشناسان عقیده دارند که یک CME فوق‌العاده بزرگ می‌تواند با تاثیرگذاری روی کابل‌های اینترنتی موجود در اقیانوس‌ها یک «آخرالزمان اینترنتی» را به پا کند و دسترسی به فضای مجازی در نقاطی از زمین را برای هفته‌ها و یا شاید ماه‌ها به کل قطع کند.امری که برای ماهواره‌ها و ایستگاه‌های فضایی مدار زمین هم به شدت زیان‌بار است.

تاثیرات طوفان های مغناطیسی بر ستاره های نزدیک به زمین:

هرچند که طوفان خورشیدی به دلیل لایه‌های محافظتی سیاره زمین تاثیر چندان خطرناکی در پی ندارد،اما دانشمندان همچنان به فعالیت باقی ستاره‌های نزدیک به زمین مشکوک هستند.

هنگامی که سوخت ستارگان تمام می‌شود و می‌میرند،می‌توانند پس از یک انفجار عظیم پرتوهای قدرتمندی را تا چندین میلیون سال نوری دورتر از خودشان رها کنند که البته این امواج بسیار قدرتمندتر از فعالیت‌های خورشید ما هستند.

در صورت رخ دادن چنین پدیده‌ای،اگر ستاره مرده در فاصله نزدیکی به ما قرار داشته باشد می‌تواند با استفاده از حجم نور فرابنفش خود لایه اوزون را مانند یک تکه کاغذ از هم بدرد و تمامی موجودات زمین را با خطر نابودی روبه‌رو کند.

تحقیقات صورت گرفته در سال ۲۰۲۰ نشان داده‌اند که احتمالا مرگ یک ستاره در فاصله ۶۵ سال نوری از زمین، حدود ۳۵۹ میلیون سال پیش چنین تاثیری داشته و باعث شده تا ۷۰ درصد از بی‌مهرگان روی زمین از میان بروند.

البته که دانشمندان در خصوص علت این انقراض ۷۰ درصدی اطمینان ندارند اما فسیل‌های این دوره نشان‌دهنده آسیب ناشی از نور فرابنفش هستند.

طوفان های مغناطیسی و تاثیرات آن بر روی کره زمین:

نخستین شواهد موجود مبتنی بر اثرات طوفان‌های خورشیدی بر مصنوعات بشری به اواسط قرن نوزدهم بازمی‌گردد.

شبکه سراسری تلگراف در بریتانیا در طول طوفان ژئومغناطیسی سال‌های ۱۸۴۷ و ۱۸۵۹ از کار افتاد.پس از این رویدادها،بارها و بارها اختلال عملکرد خطوط تلگراف تلفن در طول طوفان‌های مغناطیسی مشاهده شد.به عنوان مثال در سال‌های ۱۹۲۱ و ۱۹۵۸ جریان القایی در خطوط تلگراف منجر به آتش‌سوزی در سوئد شد.در فوریه سال ۱۹۵۸ به علت طوفان مغناطیسی،ارتباط مخابراتی میان‌قاره‌ای اروپا و آمریکا قطع شد. نخستین شواهد مبتنی‌بر اثرهای طوفان‌های مغناطیسی بر خطوط انتقال انرژی مربوط به سال ۱۹۴۰ در آمریکای شمالی است.

در طی یک طوفان مغناطیسی بزرگ که منجر به نوسانات ولتاژی در طول خط انتقال شد،ترانسفورماتورهای خط از کار افتاده و به دنبال آن خط انتقال برق قطع شد. قطع ارتباط خطوط انتقال آمریکای شمالی،در زمان طوفان‌های مغناطیسی به دفعات گزارش شده‌است.معروف‌ترین این وقایع به ۱۳ مارس ۱۹۸۹ برمی‌گردد.در اثر طوفان،ترانسفورماتورهای نیروگاه هیدرو در کِبِک اشباع شده و نیروگاه به‌طور اتوماتیک از شبکه خارج شد. خروج این نیروگاه از شبکه برق منطقه کبک منجر به اختلالات ولتاژی و فرکانس در شبکه شد و در نهایت بر اثر یک سری وقایع پی در پی،کبک به مدت ۹ ساعت در خاموشی مطلق فرورفت.

البته این موارد هرچه به قطب‌ها نزدیک‌تر می‌گردیم تأثیرات بیشتری دارند؛برای مثال اگر دقت کنیم دو واقعه یکی در قرن ۱۹ و دیگری در قرن ۲۰ میلادی هر دو باعث ویرانی‌های بیشتر در کشورهایی شدند که فاصله کمتری از قطب‌ها داشتند و این به دلیل همان نیرویی است که زمین بر ذرات باردار وارد می‌کند؛هرچه ذره باردار خورشیدی به سمت نزدیک‌تری از قطب‌ها قرار گیرد نیروی وارده به زمین بیشتر بوده و بر این اساس تاثیر بیشتری خواهد داشت.

منابع

https://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%B7%D9%88%D9%81%D8%A7%D9%86_%DA%98%D8%A6%D9%88%D9%85%D8%BA%D9%86%D8%A7%D8%B7%DB%8C%D8%B3%DB%8C

https://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%A8%D8%A7%D8%AF_%D8%AE%D9%88%D8%B1%D8%B4%DB%8C%D8%AF%DB%8C

https://www.arshehonline.com/%D8%A8%D8%AE%D8%B4-%D9%81%D9%86%D8%A7%D9%88%D8%B1%DB%8C-72/39791-%D8%B7%D9%88%D9%81%D8%A7%D9%86-%D8%AE%D9%88%D8%B1%D8%B4%DB%8C%D8%AF%DB%8C-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%B2%D9%85%DB%8C%D9%86-%D9%86%D8%A7%D8%A8%D9%88%D8%AF-%D9%85%DB%8C-%D8%B4%D9%88%D8%AF

https://www.tasnimnews.com/fa/news/1399/11/05/2438763/%D8%A2%D9%85%D8%A7%D8%AF%D9%87-%D8%B7%D9%88%D9%81%D8%A7%D9%86%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%AE%D9%88%D8%B1%D8%B4%DB%8C%D8%AF%DB%8C-%D8%A8%D8%A7%D8%B4%DB%8C%D8%AF-%DA%A9%D8%A7%D9%87%D8%B4-%D8%B2%D9%85%D8%A7%D9%86-%D9%BE%DB%8C%D8%B4-%D8%A8%DB%8C%D9%86%DB%8C-%D8%A8%D8%B1%D9%88%D8%B2-%D8%B7%D9%88%D9%81%D8%A7%D9%86%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%AE%D9%88%D8%B1%D8%B4%DB%8C%D8%AF%DB%8C

نویسنده: مریم علیدادی