ما الذي يحمي الأرض من التوهجات الشمسية الضارة؟

على بعد ثلاثة وتسعين مليون ميل ، يمكن لشمسنا ، وهي كرة من الغازات والجسيمات المشحونة ، أن تدمر عالمنا الحديث. حدث ذلك في عام 1989 ، عندما تسببت موجة من الجسيمات عالية الطاقة في انقطاع التيار الكهربائي في جميع أنحاء الساحل الشرقي لكندا والولايات المتحدة. تُعرف هذه الانفجارات باسم التوهجات الشمسية ، وهي واحدة من الأحداث عالية الطاقة في النظام الشمسي. على الرغم من أن التوهجات الشمسية يمكن أن تعطل الأجسام الفضائية مثل الأقمار الصناعية ، إلا أن الغلاف المغناطيسي للأرض والأيونوسفير يحميان الحياة على سطح كوكبنا.

على مدار تاريخها ، انفجرت توهجات شمسية لا حصر لها على الأرض. لحسن الحظ ، يوفر الغلاف المغناطيسي والأيونوسفير طبقة مزدوجة من الحماية. على الرغم من أن الأرض وسكانها في مأمن من التوهجات الشمسية ، إلا أن الأجسام التي نرسلها إلى الفضاء مثل المكوكات الفضائية والمجسات لا تحتوي على طبقات الحماية هذه. يمكن أن تتسبب التوهجات الشمسية العنيفة التي يطلق عليها قذف الكتلة الإكليلية في حدوث عواصف مغناطيسية أرضية على الأرض. هذه العواصف تعطل الاتصالات والأقمار الصناعية للملاحة ، وتتداخل مع الشبكات الكهربائية ويمكن أن تؤثر حتى على الطائرات التي تحلق على ارتفاع عالٍ. نظرًا لأن معظم حياتنا تعتمد على الاتصالات الإلكترونية ، فإن التعليم الطبي المستمر مصدر قلق ، حتى لو لم يكن يمثل تهديدًا مباشرًا للحياة.

لاحظ علماء الفلك البقع الشمسية لأكثر من 2000 عام. أثناء التوهج الشمسي ، يتركز المجال المغناطيسي للشمس حول بقعة شمسية ، مما يمنع التدفق الطبيعي للطاقة الشمسية. عندما يتم إطلاق هذه الطاقة ، ينطلق اندفاع من الإشعاع من الشمس. هذا التوهج مليء بالجسيمات المشحونة مثل الإلكترونات والبروتونات ، والتي تتدفق مع الإشعاع في الفضاء. نظرًا لارتباط البقع الشمسية والتوهجات الشمسية ، يتبع كلا النوعين من الأحداث دورة نشاط مدتها 11 عامًا.

الغلاف المغناطيسي للأرض ، الطبقة الأولى من الحماية ضد التوهجات الشمسية ، تزيل جزيئات التوهج المشحونة. نظرًا لتأثيرات الرياح الشمسية ، فإن الغلاف المغناطيسي له جانب مضغوط بصلي الشكل يواجه الشمس ، وغطسًا بالقرب من قطبي الأرض وذيل متدفق يمتد بعيدًا عن الشمس. يحجب المجال المغناطيسي للأرض هذه الجسيمات المشحونة من معظم سطح كوكبنا ، بينما تدفعها الرياح الشمسية على طول ذيل الغلاف المغناطيسي. في منحدرات المجال المغناطيسي عند القطبين ، يظهر هذا الفعل الكاسح للجسيمات على شكل الشفق القطبي.

بينما يحجب الغلاف المغناطيسي الجسيمات المشحونة ، فإن الأيونوسفير ، وهو طبقة عالية المستوى من الغلاف الجوي للأرض ، يوقف الإشعاع الصادر عن التوهجات الشمسية. كل يوم ، تمتص جزيئات الغاز المشحونة داخل طبقة الأيونوسفير التي يبلغ عمقها 153 ميلًا الإشعاع وتمنعه ​​من الوصول إلى سطح الأرض. على الرغم من كثافتها ، إلا أن طاقة التوهج الشمسي مع هذه الحماية لا يمكنها أن تشع كوكبنا وقد تلحق الضرر بنباتات وحيوانات الأرض.