انفجار شفق‌ قطبی در لایه اُزن



شفق‌های قطبی نمایش نورانی تماشایی را در آسمان شب به راه می‌اندازند و پژوهش‌های جدید نشان می‌دهند که آنها با لایه‌ای از زمین و می‌توانند آن را تحت تأثیر قرار دهند.

به گزارش ایسنا و به نقل از اسپیس، شفق‌های قطبی نمایش‌های نورانی دیدنی را در آسمان شب پدید می‌آورند، اما طبق پژوهش‌های جدید، آنها نیز دلیل دیگری را که لایه‌ای از آن خورده است، روشن می‌کنند.

افراد انسانها تقصیر زیادی در تخریب لایه ازن دارند، اما مشاهدات یک نوع شفق به نام «شفق پروتون ایزوله» دلیل تخریب لایه ازن است که از فضا ناشی می‌شود، نشان داده است: ذرات باردار در پلاسما که توسط شراره‌های خورشیدی و پرتاب جرم تاجی به. بیرون می‌ریزند، به جویدن لایه ازن ادامه می‌دهند. پیش از این، این ذرات به طور مبهم شناخته شده بود.

اکنون یک گروه پژوهشی بین‌المللی دریافت کرده است که شفق‌های پروتون ایزوله باعث ایجاد حفره‌های تقریباً 400 کیلومتری (250 مایل) می‌شود که دقیقاً در زیر محل شفق شکاف ایجاد شده است. پژوهشگران می‌گویند بیشتر از یک و نیم ساعت از بین رفت. آنها در بیانیه‌ای توضیح دادند که انتظار نداشتند در پی این پدیده، به این میزان کاهش یابد.

شفق‌های پروتون ایزوله ممکن است به اندازه شفق‌های شمالی و همتای جنوبی خود زرق و برق‌دار نباشند، اما همیشه برای چشم انسان قابل مشاهده هستند. هجوم پلاسمای آزاد شده توسط خورشید، یونها و الکترونهای بسیار پرانرژی را با خود می‌آورد. چنین ذراتی در نهایت در کمربندهای تشعشعی ون آلن درونی و بیرونی زمین گرفتار می‌شوند که از بمباران مستقیم سیاره و تبدیل آن به یک زمین بایر توسط خورشید مانند مریخ جلوگیری می‌کند.

ذراتی که به کمربند تشعشع داخلی می‌رسند، وقتی به میدان مغناطیسی وارد می‌شوند، می‌توانند زمین را به هم بزنند. ذرات نیتروژن و هیدروژن که در اثر فعل و انفعالات با اتمسفر آزاد می‌شوند، ازن را تخریب می‌کنند. با این حال، این فقط برای لایه ازن در مزوسفر صدق می‌کند و لایه زیرین یعنی استراتوسفر، بدون ‌تأثیر باقی می‌ماند. با این، شفق‌های پروتون ایزوله به روش‌های دیگری بر روی زمین تأثیر می‌گذارند.

پژوهشگران در تشریح یافته‌های خود نوشتند: الکترون از کمربند تشعشعی زمین نقش مهمی در بین رفتن ازن مزوسفری به عنوان ارتباط بین آب‌ها و هوای فضا و سیستم آب‌ و هوایی زمین دارد.

آسیب به جا مانده در ازنِ مزوسفر، خود را سریع‌تر از سوراخ‌های استراتوسفر می‌کند که در اثر فعالیت‌های انسانی ایجاد می‌شود، ترمیم می‌کند، اما شفق‌های پروتون ایزوله هنوز بر روی تغییرات جوی می‌شوند. آب و هوای فضا می‌تواند باعث اختلال در ماهواره‌ها و زیرساخت‌های الکتریکی شود و ذرات باردار برای فضانوردان خطرناک هستند.

شفق قطبی یکی از پدیده های جوی کره زمین است. شفق قطبی پدیده نورهای رنگین و متحرک در آسمان شب است و معمولاً در عرض‌های نزدیک به دو قطب زمین بر اثر ذرات باردار باد خورشیدی و یونیزه مولکول‌های موجود در یونوسفر زمین به وجود می‌آید. شفقهای قطبی نورهای زیبایی هستند که به طور طبیعی در آسمان دیده می شوند و معمولاً در شب و در عرض جغرافیایی قطبی به چشم میخورند. آنها در یونوسفر تشکیل می‌شوند و در سپیده‌دم قطبی رویت می‌پذیرند. در عرض جغرافیایی شمال شمال به آن‌ها شفق‌های شمالی نیز گفته می‌شود که در سال ۱۶۲۱ توسط پیر گاسندی روی این پدیده طبیعی قرار گرفت. به شفق‌های قطبی، نور قطب شمال هم گفته می‌شود، زیرا آنها غالبا در نیم کره شمالی دیده می‌شوند و هر قدر به قطب شمال نزدیک می‌شوند با توجه به قطب مغناطیسی شمالی زمین احتمال بیشتری می‌رود که می‌توان آنها را دید. برای نمونه، در شمال شبه جزیره اسکندیناوی، ایسلند، گرینلند و همین طور در آلاسکا و شهرهای شمالی کانادا و روسیه امکان رویت آن‌ها بسیار زیاد است.

شفقهای قطبی در نزدیکی قطب مغناطیسی شمالی ممکن است خیلی بالا باشند، ولی در افق شمالی به صورت سبز برافروخته و در صورت طلوع خورشید به صورت سرخ کمرنگ دیده می شود. شفق‌های قطبی معمولاً از سپتامبر تا اکتبر و از مارس تا آوریل روی می‌دهند. برخی از قبایل کانادایی به این پدیده «رقص ارواح» می‌گویند. شفق قطبی در طول چرخه خورشیدی و هنگام خروج جرم از تاج خورشیدی پردفعات و درخشنده تر مشاهده می شود.

لایه‌های ازون یا ازونسپهر نیز در ارتفاع ۲۰ تا ۳۰ کیلومتری سطح زمین است که به شرایط فصلی و آب‌ و هوایی ضخامت آن تغییر می‌کند. این لایه به ضخامت سه میلی‌متر در لایه استراتوسفر جو زمین، با مقدار زیادی از مولکول ازن(O3) در سال ۱۹۱۳ توسط دو فیزیک‌دان فرانسوی به نام‌های شارلبری و آنری بویسون کشف شد. این لایه با جذب ۹۵ تا ۹۹.۵ درصد پرتوی فرابنفش خورشید، باعث ادامه زندگی بر روی کره زمین می‌شود. لایه ازن پرتوهای پرانرژی فرابنفش را جذب می‌کند و آنها را به شکل پرتوهای فروسرخ درمی‌آورد و به سطح زمین می‌فرستد.

در اوایل سال ۱۹۳۰، ترکیبی از کلروفلوئوروکربنها (سیاف‌سی‌ها) در ایالات متحده آمریکا انجام شد و در صنعت و خانه مورد استفاده قرار گرفتند. این ترکیبات به استراتوسفر راه یافتند و عناصر کلر و برم موجود در آن‌ها طی واکنش‌های شیمیایی باعث تخریب لایه‌ای ازن شدند. ازن به ویژه بر فراز قطب جنوب به کاهش لایه یافته‌شده است.

چرخه ازن-اکسیژن بیان می‌کند که پرتوهای فرابنفش به مولکول برخورد می‌کند و پیوند میان مولکول‌های را می‌شکند. آت‌های حاصل با مولکول دیگر واکنش داده و مولکول ازن را تشکیل می‌دهند. سطح ازن با تغییر فصل‌ها، وزش باد و تغییرات خورشیدی تغییر می‌یابد. ده درصد مولکول‌های ازن هواکره در لایه‌های تروپوسفر قرار می‌گیرند و بر خلاف آنها در استراتوسفر، آلاینده به شماره می‌آیند و آسیب‌هایی به بافت‌های زیستی انسان و سایر جانوران می‌رسانند.

این تحقیقات جدید به کمک می‌کند تا نوسانات آب و هوای فضا را پیش‌بینی کنند که احتمالاً بر جو سیاره زمین نیز تأثیر می‌گذارد.

این پژوهش در مجله Scientific Reports منتشر شده است.

انتهای پیام



منبع