ما هي ظاهرة الشفق القطبي

الظواهر الطبيعية

تزخر الطبيعة بالجمال والألوان المتعددة الظاهرة في مكوناتها، وتتعدد الظواهر الطبيعية المرتبطة بالألوان مثل ظاهرة قوس قزح، ومسيرات هجرة الفراشات الملونة، التي تحدث سنويًا في المكسيك، والشعاب المرجانية بألوانها المختلفة، وحقول الأزهار الواسعة بألوانها الزاهية، وقناديل البحر المضيئة المتواجدة على بعض الشطآن، وأهم هذه الظواهر المرتبطة بالألوان هي ظاهرة الشفق القطبي، والتي تحدث في كل من القطب الشمالي والجنوبي للكرة الأرضية، وتعكس تدرجات من الألوان الطبيعية في السماء بشكل يخطف الأنظار، وتاليًا سيتم الإجابة عن سؤال: “ما هي ظاهرة الشفق القطبي؟” وكيفية حدوثها.[١]

ما هي ظاهرة الشفق القطبي

تعد ظاهرة الشفق القطبي مؤشرًا على العلاقة بين الأرض والشمس، ويرتبط تكرار هذه الظاهرة بتكرار النشاط الشمسي ودورة نشاط الشمس الممتدة لإحدى عشر عامًا، لكن ما هي ظاهرة الشفق القطبي وكيف تم تفسيرها؟[٢]

عندما يكون نشاط الشمس عاليًا، تنتج جزيئات عالية الطاقة، إلكترونات وبروتونات ونيوترونات، جميعها أجسام مشحونة، ويحدث إشعاع في الرياح الشمسية، ويتم إطلاق هذه الجسيمات والإشعاعات في الفضاء الكوني، وتستمر بالسفر حتى تصل إلى الغلاف الجوي للأرض ومجالها المغناطيسي، وبما أن أقطاب المجال المغناطيس للكرة الأرضية تقع بالقرب من أعمدتها الجغرافية، تخلق الرياح الشمسية فتحة في المجال المغنطيسي عند الحواجز القطبية للأرض وتحدث ظاهرة الشفق القطبي بالشكل الآتي:[٢]

• عندما تصطدم الجسيمات المشحونة القادمة مع الرياح الشمسية والتوهجات بالمجال المغناطيسي للأرض فإنها تتوزع على طول خطوط هذا الحقل المغناطيسي.
• تنعكس بعض الجسيمات عن سطح الأرض بينما يتفاعل بعضها الآخر مع خطوط المجال المغناطيسي، مما يسبب تيارات من الجسيمات المشحونة، متجهة نحو كلا القطبين، تسمى هذه التيارات باسم بيركلاند، نسبةً إلى الفيزيائي النرويجي كريستيان بيركيلاند الذي اكتشفها.
• عندما تمر الشحنات الكهربائية خلال المجال المغناطيسي فإنّها تولد تيارًا كهربائيًا، وعند هبوط هذه التيارات داخل الغلاف الجوي فإنها تكتسب المزيد من الطاقة.
• عندما تصطدم بأيونات النيتروجين والأكسجين الموجودة في الغلاف الأيوني للكرة الأرضية، فإن الجسيمات المشحونة تنقل طاقتها لهذه الأيونات.
• يؤدي امتصاص الطاقة من قبل أيونات الأكسجين والنيتروجين إلى تحفيز الإلكترونات داخلها والانتقال من الطاقة المنخفضة إلى المدارات عالية الطاقة.
• عندما تستقر هذه الأيونات تعود الإلكترونات إلى مداراتها الأصلية، مما يعمل على تحرير الطاقة داخلها، التي تنبعث على شكل إشعاع بأطوال موجية مختلفة، مما يخلق الألوان المميزة التي تظهر في السماء.

أشكال الشفق القطبي

بعد إجابة سؤال: “ما هي ظاهرة الشفق القطبي؟”، يتبقى الحديث عن أنواع هذه الظاهرة وأشكالها المختلفة، حيث تتخذ هذه الظاهرة أشكالًا مختلفة يمكن رؤيتها في السماء، بما في ذلك الستائر المضيئة والأقواس والحزم والبقع، ويعد القوس الموحد أكثر أشكال الشفق القطبي ثباتًا حيث يستمر بالظهور لعدة ساعات دون تغير في شكله، وتظهر الأشكال المختلفة في عرض رائع وتمر بتغييرات غاية بالروعة، قد تغطي الأشعة الخضراء معظم السماء القطبية في ذروة النشاط المغناطيسي، وتنتهي على شكل قوس عادة ما يكون منحنيًا وأحيانًا ذو حدود حمراء تتموج مثل الستائر، تتحول الأشعة تدريجياً إلى مناطق منتشرة من الضوء الأبيض معلنة انتهاء ظاهرة الشفق القطبي.[٣]

المراجع[+]

1. ↑ “The World’s Most Colorful Natural Phenomena”, www.nationalgeographic.com, Retrieved 18-12-2019. Edited.
2. ^ أ ب “How Auroras Work”, science.howstuffworks.com, Retrieved 17-12-2019. Edited.
3. ↑ “Aurora”, www.britannica.com, Retrieved 17-12-2019. Edited.