تظهر البقع الشمسية على نجمنا، الشمس، كل إحدى عشر عامًا تقريبًا، نمطًا دوريًا، حيث تتلاشى ثم تظهر مرة أخرى. وتُعرف هذه الظاهرة باسم الحد الأدنى للطاقة الشمسية، ونحن نتجه حالياً نحو فترة جديدة من هذا النوع. ومن المتوقع أن نصل إلى أدنى نقطة للنشاط الشمسي بين عامي 2019 و2020. لكن كيف سيؤثر هذا على الأرض؟
الحقيقة هي أنه لا توجد إجابات نهائية حول هذه المسألة حتى الآن، ولكن بفضل الأبحاث التي أجرتها مؤسسات مثل وكالة ناسا، يمكننا الحصول على فكرة عن العواقب المحتملة.
الدورة الشمسية وتأثيرها على الأرض
تمر الشمس بدورات مدتها أحد عشر عامًا تقريبًا، وهي مقسمة بين فترات الحد الأقصى للطاقة الشمسيةحيث يتم تسجيل المزيد من البقع الشمسية، و الحد الأدنى للطاقة الشمسيةحيث ينخفض عدد البقع بشكل ملحوظ. وقد تم توثيق أنه كلما زاد عدد البقع الشمسية، كلما ارتفعت درجة الحرارة على الأرض. على العكس من ذلك، خلال أدنى مستويات النشاط الشمسي، تميل درجات الحرارة إلى أن تكون أكثر برودة.
التباين في الإشعاع الشمسي ضئيل، حوالي 0.1%، بين الحد الأقصى والحد الأدنى للطاقة الشمسية. ورغم أن هذا الرقم يبدو صغيرا، فمن المهم أن نتذكر أن الشمس لديها القدرة على إصدار كمية هائلة من الطاقة. للتعمق أكثر في هذا الموضوع، يمكنك القراءة عن الإشعاع الشمسي على كوكب الأرض وأهميتها في المناخ.
خلال الفترة المعروفة باسم الحد الأدنى من ماوندرخلال فترة الاحترار العالمي التي حدثت بين عامي 1645 و1715، كان النشاط الشمسي منخفضا بشكل استثنائي، مما أدى إلى انخفاض درجات الحرارة العالمية بما يصل إلى درجة مئوية واحدة عن المعتاد. غالبًا ما يشار إلى هذه الفترة باسم العصر الجليدي الصغير، حيث شهدت كل من أوروبا وأميركا الشمالية شتاءً قاسياً، مما أدى إلى زيادة حجم الأنهار الجليدية. إذا كنت تريد معرفة المزيد عن التغيرات المناخية الهامة، يمكنك القراءة عن التغيرات المناخية الرئيسية في تاريخ الأرض.
فهل تواجه البشرية مستقبلا مماثلا؟ في حين أن هذا قد يكون هو الحال، هناك عامل حاسم واحد يجب مراعاته: الغلاف الجوي الحالي مشبع بثاني أكسيد الكربون، مما قد يخفف من التبريد. ومع ذلك، ليس هناك الكثير مما يمكننا فعله لمنع العواصف الجيومغناطيسية التي ستؤثر علينا خلال هذه الفترة. ويشير دين بيسنيل من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا إلى أنه "خلال الحد الأدنى من النشاط الشمسي، يضعف المجال المغناطيسي للشمس ويوفر حماية أقل من العناصر". أشعة كونية. وقد يشكل هذا خطرا أكبر على رواد الفضاء في الفضاء.
التوهجات الشمسية والانبعاثات الكتلية الإكليلية
الانفجارات الشمسية هي انفجارات مفاجئة على سطح الشمس يمكنها إطلاق كميات كبيرة من الطاقة والجسيمات. أثناء ذروة النشاط الشمسي، تحدث المزيد من هذه الأحداث، والتي يمكن أن تؤدي بدورها إلى طرد الكتلة الإكليلية. يشير هذا المصطلح إلى الفقاعات الكبيرة من البلازما والمجال المغناطيسي التي يتم قذفها من الغلاف الجوي الشمسي إلى الفضاء.
هذه القذفات، بالإضافة إلى كونها ظواهر طبيعية مذهلة، يمكن أن يكون لها عواقب مباشرة على الأرض. على سبيل المثال، عندما تؤثر هذه الكميات الكبيرة من البلازما على المجال المغناطيسي لكوكبنا، فإنها قد تؤدي إلى العواصف المغناطيسية الأرضية، والتي لديها القدرة على تعطيل الأنظمة الكهربائية والاتصالات على الأرض. لمزيد من المعلومات حول هذه العواصف يمكنك الرجوع إلى المقال حول العواصف الشمسية المفترسة، والتي توضح بالتفصيل الأحداث الجوية المتطرفة ذات الصلة.
التأثيرات على التكنولوجيا والغلاف الجوي للأرض
عندما يحدث الحد الأدنى من النشاط الشمسي، يتفاعل الغلاف الجوي للأرض بطرق مختلفة. غالبًا ما يُلاحظ أن عدد أشعة كونية يزداد الوصول إلى قمة الغلاف الجوي. هذه الأشعة الكونية هي جزيئات عالية الطاقة تأتي من ظواهر مثل انفجارات المستعرات العظمى وغيرها من الأحداث العنيفة في الكون. أثناء الحد الأدنى من النشاط الشمسي، يضعف المجال المغناطيسي للشمس، مما يسمح لمزيد من الأشعة الكونية باختراق الغلاف الجوي للأرض. لفهم هذه الظواهر بشكل أفضل، أدعوك لقراءة ماذا سيحدث لو ضربت عاصفة شمسية الأرض؟.
خلال هذه الفترة، قد تكون هناك عواقب على الحياة على الأرض وعلى رواد الفضاء. ويصبح السفر إلى الفضاء تحديًا أكثر أهمية، حيث يمكن أن يتعرض رواد الفضاء لمستويات أعلى من الإشعاع الكوني، وهو ما قد يزيد من خطر حدوث الطفرات وغيرها من الآثار الصحية الضارة. لقد كان هذا أحد التحديات الرئيسية للبعثات المستقبلية، مثل تلك المقترحة لنقل البشر إلى المريخ.
مع اعتمادنا بشكل متزايد على التكنولوجيا، وخاصة الأنظمة المعتمدة على الأقمار الصناعية، أصبح من الأهمية بمكان أن نفهم كيف يمكن للنشاط الشمسي أن يؤثر على عملياتنا اليومية. على سبيل المثال، العواصف الشمسية يمكن أن تؤدي هذه الهجمات إلى زعزعة استقرار شبكات الطاقة، والتداخل مع أنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS)، والتأثير على الاتصالات اللاسلكية. إذا كنت تريد أن تفهم المزيد عن الطقس الفضائي وتأثيراته، يمكنك القراءة حول الطقس الفضائي.
تأثير الدورات الشمسية على المناخ
وبالإضافة إلى تأثيراتها على التكنولوجيا، فقد ارتبطت الدورات الشمسية أيضًا بتغير المناخ. وقد اقترح البعض أن فترات النشاط الشمسي العالي ترتبط بمواسم أكثر دفئًا وجفافًا، في حين أن الحد الأدنى من النشاط الشمسي يمكن أن يؤدي إلى فصول شتاء أكثر قسوة. مثال على ذلك سيكون إذا قد يكون هناك عصر جليدي صغير في المستقبل بسبب هذه الدورات.
ومن المهم أن نلاحظ أنه على الرغم من أن الدورات الشمسية تلعب دورا في تغير المناخ، فإن التأثير البشري من خلال انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري هو العامل المهيمن في تغير المناخ الحالي. على الرغم من أن آثار الحد الأدنى من النشاط الشمسي يمكن ملاحظتها، إلا أن النشاط البشري لديه قدرة أكبر بكثير على تغيير الظروف المناخية مقارنةً بالدورات الطبيعية للشمس. للاطلاع على كيفية مساهمة البشر في تسريع تغير المناخ، انظر هذه المقالة عن تغير المناخ الناجم عن الإنسان.
على سبيل المثال، تشير دراسة أجرتها وكالة ناسا إلى أن حتى فترة طويلة من الحد الأدنى الكبير للطاقة الشمسية لن تتمكن من عكس ظاهرة الاحتباس الحراري الناجم عن النشاط البشري. في الواقع، ما حدث في السنوات الأخيرة يظهر أن مستويات ثاني أكسيد الكربون واستمرت مستويات الغازات المسببة للاحترار العالمي وغيرها من الغازات في الغلاف الجوي في الارتفاع.
مستقبل الشمس وتأثيرها على الأرض
في السياق الحالي، من المتوقع أن تستمر الشمس في القيام بدوراتها النشاطية، بما في ذلك الحد الأدنى الشمسي التالي المتوقع في عام 2031. هذه الدورات هي جزء طبيعي من سلوك الشمس ولا ينبغي أن تكون سبباً للانزعاج غير المبرر.
ومع ذلك، من الضروري مراقبة النشاط الشمسي ليس فقط بسبب تأثيرها على المناخ، بل أيضًا بسبب تأثيرها على عالمنا التكنولوجي. يعد البحث والتطوير في أساليب التنبؤ واستراتيجيات التخفيف أمرًا حيويًا للاستعداد للعواصف الشمسية المدمرة المحتملة. لمزيد من المعلومات حول ذوبان الجليد الذي قد يؤثر على مناخ الأرض، أدعوك لقراءة المزيد عن ذوبان القارة القطبية الجنوبية.
لقد أحرز العلم تقدماً كبيراً في فهم هذه الظواهر، ويظل التعاون مع وكالات مثل وكالة ناسا يشكل عنصراً أساسياً في التنبؤ بالتأثيرات التي يمكن أن يخلفها النشاط الشمسي على حياتنا.
