أضواء الهالة القطبية عند وقوع الجسيمات المشحونة للرياح الشمسية في المجال المغناطيسي للأرض
الأرض تستعد لمواجهة «عاصفة شمسية مدمرة»
العلماء يتوقعون حدوثها وتهديدها لنظم الاتصالات الفضائية والشبكات الكهربائية
في عام 1859 هبت عاصفة شمسية ضخمة، وعلى سطح الكرة الأرضية أطلقت الأسلاك شرارات صدمت عمال التلغراف وأدت لاشتعال النيران في أوراقهم.كانت تلك أكبر عاصفة مغناطيسية أرضية يسجلها التاريخ. أطلقت الشمس مليارات الأطنان من الإلكترونات والبروتونات التي اتجهت صوب الكرة الأرضية، وحينما اخترقت تلك الجسيمات المجال المغناطيسي لكوكب الأرض أنتجت أضواء مرئية من الألوان الأحمر والأخضر والأرجواني في السماء ليلا - إلى جانب تيارات كهربية قوية تدفقت من الأرض إلى الأسلاك، متسببة في إضافة حمل زائد إلى الدوائر الكهربائية.
* عواصف أرضية مغناطيسية
* لكن، لو حدث أن هبت تلك العاصفة في القرن الحادي والعشرين، لما كان الورق والأسلاك الكهربائية هما المعرضين فقط للخطر. فقد يكون من المتوقع أن تتعطل بعض الأقمار الصناعية الخاصة بالاتصالات السلكية واللاسلكية الواقعة على مدار مرتفع من الكرة الأرضية، وأيضا كان ليتم التشويش على إشارات «نظام تحديد المواقع الجغرافية» (جي بي إس)، فضلا عن ذلك فقد كان تدفق الكهرباء من الأرض سيهدد الشبكات الكهربية، وربما تغرق قارة أو اثنتان في ظلام دامس. ويقول العلماء إن من المستحيل التنبؤ بالوقت الذي ستندلع فيه العاصفة الشمسية الضخمة التالية - ومن المهم بالمثل معرفة ما إذا كانت الكرة الأرضية ستبقى في مسار دورانها أم لا. إن ما يدركونه هو أنه مع انبعاث المزيد من البقع الشمسية، فإن المزيد من العواصف سيندلع، وفي هذا الخريف من المفترض أن تصل الشمس إلى ذروة دورة البقع الشمسية التي تحدث كل 11 عاما.
* البقع الشمسية
* تعتبر البقع الشمسية مناطق مجالات مغناطيسية مضطرمة، تنبعث منها اندلاعات للرياح الشمسية. وقد لوحظ مدها وجزرها على مر القرون، لكن في العقود القليلة الماضية فقط اكتشف علماء الطاقة الشمسية أن المجالات المغناطيسية في إطار تلك البقع يمكن أن تبعث بكتل خفيفة من الضوء تعرف باسم الرياح الشمسية وانبعاثات هائلة من جسيمات مشحونة تعرف باسم «كتل الهالات المنبعثة» (Coronal Mass Ejections). وتنقسم آراء الخبراء بشأن التأثيرات التي تحل بالكرة الأرضية جراء هبوب عاصفة شمسية مدمرة، تعرف باسم «حدث كارينغتون» (Carrington event)، نسبة إلى العالم الفلك الهاوي البريطاني الذي قام بتوثيق العاصفة التي اندلعت في عام 1859. وسوف يؤثر شمول الظلام الذي يعم قارة بأكملها على ملايين البشر «لكنه أمر يمكن التعامل معه»، على حد قول جون مورا من شركة «نورث أميريكان إلكتريك ريلايابيليتي كوربوريشن»، وهي مجموعة غير ربحية تأسست من قبل مؤسسات خدمات عامة للمساعدة في إدارة شبكة الطاقة. يمكن أن تعود معظم أجزاء الشبكة إلى الاتصال المباشر مجددا في غضون أسبوع أو نحو ذلك، على حد قوله.
من ناحية أخرى، يبدو آخرون أكثر يأسا. فهم يخشون من ألا يؤدي هبوب عاصفة شمسية ضخمة إلا انبعاث أضواء فحسب، بل أيضا أن يتلف المحولات وغيرها من المكونات الحساسة الأخرى للشبكة. ربما يظل بعض الأماكن من دون طاقة لعدة أشهر، و«يحتمل أن يكون هناك نقص مزمن يمتد لعدة سنوات»، حسب المجلس الوطني للأبحاث، الذراع البحثية للأكاديمية الوطنية للعلوم. غير أن دورة البقع الشمسية هذه لا تزال أكثر هدوءا من معظم الدورات الأخرى. وحتى إذا ما بعثت الشمس بانفجار ضخم، مثلما حدث في يوليو (تموز) الماضي، فمن المحتمل أن تتجه بشكل غير ضار في اتجاه آخر نحو النظام الشمسي. ونادرا ما تتجه عاصفة شمسية عاتية مباشرة نحو الكرة الأرضية. غير أنه فيما يكون احتمال أن يضرب تيار مدفوع بإعصار مدينة نيويورك في ذروة المد أثناء اكتمال القمر نادرا، فإنه ليس بمستحيل. «ثمة احتمال دائم لهبوب عاصفة عاتية، كما أن التبعات المحتملة لعاصفة كبيرة تجعل الجميع يجلسون على حافة مقاعدهم»، هذا ما قاله ويليام مورتاغ، منسق برنامج مركز التنبؤ بالطقس في الفضاء، جزء من الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي.
* طاقة ضخمة
* جاء أكثر مثال صارخ خضع للدراسات في قدرة الشمس على إحداث خلل عمل شبكات الطاقة في 13 مارس (آذار) عام 1989 في إقليم الكيبك الكندي. في ساعات الصباح المبكرة، أدت عاصفة شمسية إلى توليد تيارات في أسلاك نقل التيار الكهربائي مما أدى إلى عمل أدوات قطع التيار الكهربي. وخلال دقائق، غطت العتمة والظلام الإقليم بأكمله وأغلقت المحلات والمدارس والمطارات والأنفاق حتى عودة الكهرباء في وقت لاحق من ذلك اليوم. ضربت كندا عاصفة أخرى بعد بضعة أشهر، عندما ألقي اللوم على عاصفة شمسية أخرى في تعطل أجهزة الكومبيوتر في بورصة تورونتو، مما أدى لتوقف عمليات التداول. وأعدت منظمة مورا تقريرا العام الماضي تشير فيه إلى أن مؤسسات الخدمات العامة كانت ستصبح لديها التحذيرات الكافية لفصل الشبكة وحماية المحولات؛ ويضطلع فريق متابعة بإلقاء نظرة فاحصة للوقوف على حجم الخطر الذي يمكن أن تكون المحولات معرضة له. «ثمة شعور سائد في أوساط المجال أننا لا نملك إجابات عن جميع الأسئلة»، هذا ما قاله أنتي بولكينن، العالم في مركز الرحلات الفضائية «غودارد» التابع لوكالة الفضاء «ناسا» في غرينبلت بولاية ميريلاند. ولن تنقشع المخاطر بعد مرور فترة هذا الطقس الشمسي الشديد. وحتى عندما يكون الطقس هادئا، مع قليل من البقع الشمسية، فإن بإمكان الشمس إحداث انفجار ضخم.
* جسيمات الشمس المشحونة
* تصل الرياح الشمسية، التي تتحرك بسرعة الضوء، إلى الكرة الأرضية خلال أقل من ثماني دقائق ونصف ويمكنها أن تشوش على بعض الاتصالات السلكية. لكن كتل الهالات المنبعثة - التي تنبعث فيها مليارات الأطنان من الإلكترونات والبروتونات من الشمس والتي تصل سرعتها إلى ما يربو على مليون ميل في الساعة – هي التي تثير المزيد من المخاوف. إن الجسيمات، التي عادة ما تستغرق يومين أو ثلاثة أيام لقطع مسافة 93 مليون ميل من الشمس إلى الكرة الأرضية، لا تصطدم بالسطح مطلقا؛ إذ يقوم المجال المغناطيسي لكوكب الأرض بدفعها جانبا. لكن حينما تحصر داخل المجال المغناطيسي فإن الجسيمات السابحة ذهابا وإيابا تولد مجالات مغناطيسية جديدة، لا سيما ليلا، وتقوم، بدورها، بتحفيز التيارات الكهربية في الأرض. وتنبعث تلك التيارات من الأرض متجهة نحو خطوط النقل الكهربي.
ومن الصعوبة بمكان، حتى الآن، فهم هذه الدورة الشمسية بسهولة، حيث بدأت في وقت متأخر – وقت متأخر لدرجة جعلت البعض يعتقد أنها بداية فترة هدوء طويلة، مثلما حدث في منتصف القرن السابع عشر عندما كانت الشمس شبه خالية من أي بقع شمسية على مدى عقود، وكان الوضع أكثر هدوءا مما توقع العديد من الخبراء، وحتى الآن يبدو أنها قد بلغت ذروتها في وقت مبكر. ولا يوجد تزامن بين ما يحدث في نصفي الكرة الأرضية، حيث بدأ نصف الكرة الشمالي في توليد عدد كبير من البقع الشمسية في أواخر عام 2011، ثم تبعت ذلك حالة من الهدوء منذ ذلك الحين، بينما ظل نصف الكرة الجنوبي هادئا إلى حد ما طوال الوقت. ويعتقد معظم العلماء المتخصصين في الطاقة الشمسية أن نصف الكرة الجنوبي سوف ينشط، وأن عدد البقع الشمسية سوف يرتفع مرة أخرى، وأن الطاقة الشمسية سوف تصل إلى ذروتها في الخريف، وقد حدثت هذه الذروة المزدوجة من قبل في بعض الدورات الشمسية في الماضي، بما في ذلك الدورة الشمسية السابقة.
وقال دوغلاس بايسكر، وهو فيزيائي في مركز التنبؤ بالطقس الفضائي ورئيس إحدى اللجان التي أصدرت تنبؤات حول الدورة الشمسية «أعتقد أنه يمكنني القول بكل ثقة أنه ستكون هناك ذروة ثانية عام 2013. والسؤال الذي يطرح نفسه هو: هل ستكون الذروة الثانية أصغر أو أكبر من الذروة الأولى؟ ما زلنا ننتظر ماذا سيحدث في نصف الكرة الجنوبي، بينما اتضح الأمر تماما في ما يتعلق بنصف الكرة الشمالي». وأضاف بايسكر أنه في حالة عدم حدوث الذروة الثانية وتبين أن الحد الأقصى للطاقة الشمسية قد مر بالفعل «فيمكنني القول حينئذ بأن ما حدث عبارة عن دورة شمسية غير عادية».
وحتى عندما يكون الحد الأقصى للطاقة الشمسية أقل من المتوسط، فلا تزال الشمس تبعث بعدد قليل من كتل الهالة المنبعثة في اليوم، بما في ذلك واحدة يوم الجمعة من الأسبوع السابق التي ضربت على الأرض مباشرة يوم الأحد الماضي، وهو ما أدى إلى الشفق الليلي الخلاب حتى جنوب ولاية كولورادو الأميركية، ولكن من دون أن يؤدي ذلك إلى أي ضرر ملحوظ. وخلال العام الماضي، وصل نحو 20 كتلة هالة منبعثة إلى الأرض، وكانت جميعها إما صغيرة أو متوسطة.
الأرض تستعد لمواجهة «عاصفة شمسية مدمرة»
العرض العادي
