تكشف الصور الفضائية القريبة عن نشاط غير عادي للشمس، حيث تسبب الانفجارات الساطعة، التي تسمى التوهجات، موجات هائلة من الإشعاع.
تظهر مناطق أكثر قتامة وبرودة تسمى البقع الشمسية وتتحرك وتغير شكلها وتختفي. تقوم الشمس أيضًا بإطلاق المواد إلى الفضاء في انفجارات قوية تسمى أحداث الجسيمات الشمسية.
ويختلف هذا النشاط الشمسي مع مرور الوقت، حيث يبلغ ذروته كل 11 عامًا، وكان من المتوقع أن تحدث الذروة العالية التالية في يوليو 2025.
ومع ذلك، يبدو الآن كما لو أن هذا “الحد الأقصى للطاقة الشمسية” سيصل في وقت أقرب من المتوقع. قد يؤدي هذا الاكتشاف إلى فهم أفضل لنجمنا.
يؤثر النشاط الشمسي أيضًا على الأرض والتكنولوجيا التي نعتمد عليها. يمكن لأحداث الجسيمات الشمسية تعطيل الأقمار الصناعية وتعطيل الشبكات الكهربائية. غالبًا ما يُشار إلى النشاط الشمسي الذي يؤثر على كوكبنا باسم “الطقس الفضائي”.
ولضمان قدرتنا على التنبؤ والاستعداد، نحتاج إلى مجموعة جيدة من القواعد – نموذج علمي. قامت وكالة ناسا والإدارة الوطنية الأمريكية للمحيطات والغلاف الجوي بإنشاء هذه العناصر لسنوات عديدة. فهو يجمع بين مجموعة متنوعة من الأساليب للتنبؤ بالنشاط الشمسي. وقد أدى هذا النهج إلى تحديد الحد الأقصى (الذروة) الشمسي التالي في يوليو 2025 تقريبًا. ومن المتوقع أيضًا أن تكون هذه الذروة ضعيفة نسبيًا، مثل الحد الأقصى خلال الدورة الشمسية السابقة، والتي استمرت من ديسمبر 2008 تقريبًا إلى ديسمبر 2019، وبلغت ذروتها في عام 2019. أبريل 2014.
ومع ذلك، تم نشر توقعات بديلة من قبل فريق بقيادة عالم ناسا روبرت ليمون، وسكوت ماكينتوش، نائب مدير المركز الوطني الأمريكي لأبحاث الغلاف الجوي (NCAR).
ويقول الفريق إن ذروة الدورة ستحدث قبل عام في منتصف أواخر عام 2024، وستكون أعداد البقع الشمسية ضعف التنبؤ الرسمي، وهو مؤشر للنشاط. تدعم الملاحظات الحالية للشمس أيضًا هذه التنبؤات البديلة.
والأمر المثير للاهتمام هو أن العديد من طرق التنبؤ تعتمد على توقيت طول الدورة المقاسة بالحد الأدنى (أدنى نقطة) للنشاط الشمسي. لكن ليمون وماكنتوش بحثا بشكل أعمق في البقع الشمسية الفعلية وخصائصها المغناطيسية.
يستخدم التنبؤ الحالي التأخر – وهو الوقت الذي تلاشت فيه البقعة الشمسية الأخيرة من الدورة القديمة – للإشارة إلى نهاية الدورة الشمسية. وهذا يمكن أن يؤدي إلى توقيتات مختلفة لطول الدورة.
ولكن ماذا يعني ارتفاع النشاط الشمسي بالنسبة لنا، حيث تصل الدورة إلى ذروتها قريبًا؟
نظرًا لأن الشمس تطلق كميات هائلة من الطاقة على شكل توهجات وأحداث أخرى تقذف المواد إلى الفضاء، فهناك احتمال أن يصل بعضها إلى الأرض إذا كنا في خط النار. ولحسن الحظ، تمتلك الأرض درعها المغناطيسي الخاص الذي يمكنه حمايتنا.
عندما تصل إلينا الجسيمات والمجالات المغناطيسية القادمة من الشمس، فإنها تتفاعل أولاً مع المجال المغناطيسي للأرض، مما يؤدي إلى سحقها ومنعها من الاصطدام بسطح الأرض.
ورغم أن “الدرع” المغناطيسي للأرض يمنحنا درجة من الحماية، إلا أن النشاط الشمسي لا يزال يؤثر علينا.
يمكن أن يتسبب النشاط الشمسي في زيادة الطاقة في خطوط النقل الطويلة المستخدمة في الشبكات الكهربائية. ومن الأمثلة على ذلك انقطاع التيار الكهربائي عام 1989 في كيبيك، كندا.
وتشمل التأثيرات الأخرى تغيرًا في كثافة الجسيمات في الغلاف الجوي العلوي. قد يتسبب هذا في حدوث أخطاء بسيطة على الأجهزة التي تستخدم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
عندما يصبح النشاط الشمسي أقوى، فمن المرجح أن نتعرض لعاصفة شمسية، مما يسبب مشاكل كهربائية على الأقمار الصناعية. قد تحتاج هذه المركبات الفضائية إلى وضعها في ما يسمى “الوضع الآمن” حيث يتم إيقاف تشغيل العديد من الأنظمة.
يتطور مجتمعنا باستمرار بطرق تجعلنا أكثر اعتمادًا على البنية التحتية الكهربائية. ونحن نعمل أيضًا على توسيع نطاق تقنيتنا لتشمل الفضاء. ويتم تصميم الشبكات الكهربائية بحيث تكون أقل عرضة لارتفاع الطاقة، ويتم تصميم الأقمار الصناعية للتعامل بشكل أفضل مع الطقس الفضائي.
لكننا بحاجة إلى فهم أعمق لنجمنا. يحتفظ الخبراء بالفعل بسجل مفصل للملاحظات السابقة ويقومون باستمرار بتوسيع طرق مراقبة الشمس والطقس الفضائي باستخدام الأقمار الصناعية.
وأعد التقرير دانييل براون، المحاضر في علم الفلك من جامعة نوتنغهام ترنت.
تم حل لغز التسونامي “البركاني المدمر” بعد 373 عاما من حدوثه
وأدى ثوران بركان كولومبو تحت الماء في بحر إيجه عام 1650 إلى حدوث تسونامي مدمر سجله شهود عيان في ذلك التاريخ.
قامت مجموعة من الباحثين بقيادة الدكتور ينس كارستينز، عالم الجيوفيزياء البحرية في مركز جيومار هيلمهولتز لأبحاث المحيطات في مدينة كيل، بمسح حفرة كولومبو تحت الماء باستخدام تكنولوجيا التصوير الحديثة وإعادة بناء الأحداث التاريخية.
ووجدوا أن روايات شهود العيان عن الكارثة الطبيعية لا يمكن وصفها إلا من خلال مزيج من الانهيار الأرضي الذي أعقبه ثوران بركاني.
ومن جزيرة سانتوريني اليونانية، كان الثوران مرئيا لعدة أسابيع. في أواخر صيف عام 1650، أبلغ الناس أن لون الماء قد تغير وأن الماء كان يغلي.
على بعد حوالي سبعة كيلومترات شمال شرق سانتوريني، ارتفع بركان تحت الماء من البحر وبدأ في قذف الصخور المتوهجة.
وشوهدت حرائق وبرق وأظلمت السماء أعمدة من الدخان. ثم انحسرت المياه فجأة، لترتفع نحو الساحل بعد لحظات، لتضربه أمواج يصل ارتفاعها إلى 20 مترا. وسمع دوي انفجار هائل على بعد أكثر من 100 كيلومتر، وسقط حجر الخفاف والرماد على الجزر المحيطة، وأودت سحابة قاتلة من الغازات السامة بحياة عدة أشخاص.
يقول الدكتور كارستينز: “نحن نعرف هذه التفاصيل حول ثوران كولومبو التاريخي لأن هناك تقارير معاصرة قام بتجميعها ونشرها عالم براكين فرنسي في القرن التاسع عشر”.
ولكن لمعرفة كيفية حدوث هذه الأحداث المدمرة، ذهب كارستينز وزملاؤه الألمان واليونانيون إلى بحر إيجه اليوناني في عام 2019 لدراسة الحفرة البركانية بتكنولوجيا خاصة.
وعلى متن سفينة الأبحاث POSEIDON التي خرجت من الخدمة الآن، استخدم الفريق طرقًا زلزالية ثلاثية الأبعاد لإنشاء صورة ثلاثية الأبعاد للحفرة، التي تقع الآن على عمق 18 مترًا تحت سطح الماء.
يقول الدكتور غاريث كراتشلي، المؤلف المشارك للدراسة: “هذا يسمح لنا بالنظر داخل البركان”.
لم يُظهر التصوير ثلاثي الأبعاد فقط أن قطر الحفرة كان 2.5 كيلومتر وعمقها 500 متر، مما يشير إلى انفجار هائل حقًا، لكن الملامح الزلزالية كشفت أيضًا أن أحد جوانب المخروط قد تشوه بشدة.
يقول كراتشلي: “لقد انزلق هذا الجزء من البركان بالتأكيد”.
ثم قام الباحثون بمقارنة الآليات المختلفة التي يمكن أن تسبب التسونامي مع روايات شهود العيان التاريخية. وخلصوا إلى أن مجرد مزيج من الانهيار الأرضي الذي أعقبه ثوران بركاني يمكن أن يفسر التسونامي.
ومن خلال الجمع بين الزلازل ثلاثية الأبعاد والمحاكاة الحاسوبية، تمكن الباحثون من إعادة بناء مدى ارتفاع الأمواج لو كانت ناجمة عن الانفجار وحده.
ويوضح كارستينز: “بناءً على ذلك، كان من المتوقع حدوث أمواج بارتفاع ستة أمتار في مكان معين، لكننا نعرف من تقارير شهود عيان أن ارتفاعها كان 20 مترًا”.
علاوة على ذلك، يقال إن البحر قد انحسر أولاً في مرحلة ما، ولكن في المحاكاة الحاسوبية، تصل قمة الموجة إلى الساحل أولاً. ولذلك، فإن الانفجار وحده لا يمكن أن يفسر حدث التسونامي.
ومع ذلك، عندما تم تضمين الانهيار الأرضي في عمليات المحاكاة، اتفقت البيانات مع الملاحظات التاريخية.
ويوضح كارستينز قائلاً: “تتكون كولومبو جزئياً من حجر الخفاف مع منحدرات شديدة الانحدار. انها ليست مستقرة. خلال الثوران، الذي استمر لعدة أسابيع، تم إخراج الحمم البركانية باستمرار. أدناه، في غرفة الصهارة، التي تحتوي على الكثير من الغاز، كان هناك “ضغط هائل. عندما انزلق أحد جوانب البركان، كان التأثير مثل فتح زجاجة من الشمبانيا: سمح التحرير المفاجئ للضغط للغاز في نظام الصهارة للتوسع، وخلق انفجار ضخم.”
ونشرت النتائج في مجلة نيتشر كوميونيكيشنز.
