ظاهرة الشفق القطبي

ظاهرة الشفق القطبي

                                          
* الشفق القطبي هو  عرض ضوئي بألوان مختلفة تظهر في السماء بالقطبين الشمالي و الجنوبي للكرة الأرضية
*  هذه الظاهرة آثارث انبهار كل من شاهدها لروعتها و  جمالتيها                                                               
* في هذا الموضوع سوف نكتشف معا لغز هذه الظاهرة  .

*يستوجب فهم هذه الظاهرة فهم مصطلح البلازما.    
  *البلازما هي حالة من حالات المادة .                          
*من بين الثلاث حالات المألوفة للمادة نجد الصلبة مثل الثلج ،السائلة مثل الماء ،الغازية مثل البخار!                
إضافة الى هذه الثلاث حالات  هناك حالة أخرى للمادة و هي  الحالة الرابعة و تسمى بالبلازما    .   
  *الحرارة هي  المؤثرة في هذا التحويل  .                     

* مثلا عند درجة حرارة 273 كيلفن يتحول الماء من صلب   إلى سائل.  
*يبدأ  في التبخر عند درجة حرارة تقدر ب 373 كيلفن.
  * لكن في درجات حرارة عالية أكثر  تتحول  هذه المادة من حالتها الغازية إلى حالة البلازما.                                        
*نعلم أن المادة في الكون عبارة عن ذرات ،الذرة تتكون  من نواة بها بروتونات و نيترونات و تدور حولها  الإلكترونات
*عند تحول الغاز إلى بلازما تفقد الذرة الإلكترون  ليصبح حرا ، تسمى هذه العملية بالتأين .                
*عندما تصبح الإلكترونات حرة  و عند اصطدامها   بالأيونات نلاحظ ظهور  الكهرباء  .                                                      
  *إذن البلازما  موصلة كهربائيا !!!                            

__________________________________________

 بلازما الشمس و الشفق القطبي ؟!
              
*الشمس عبارة عن كتلة من الغازات                        
*درجة حرارة الشمس العالية تؤدي الى فقدان الغازات   الموجودة بها للإلكترونات و تصبح بذلك حرة .         
   *في هذه الحالة نقول أن الغازات الموجودة بالشمس تحولت الى بلازما    .                                           
  *هذه البلازما تغادر الشمس و يتم نقلها إلى كوكب   الأرض عن طريق الرياح الشمسية .                          
   *يتصدى المجال المغناطيسي الأرضي لهذه الرياح الشمسية و يقوم باستبعادها  عن الأرض.!                
* و نظرا لضعف المجال المغناطيسي الأرضي في القطبين الشمالي و الجنوبي للكرة الأرضية تخترق  هذه الرياح  الشمسية الغلاف الجوي للأرض في  هذين القطبين !
*فبدون المجال المغناطيسي الأرضي ليست هناك حياة على وجه الأرض ،فهو بمثابة الدرع الحامي و الواقي   للكرة الأرضية من الإشعاعات الكونية و الرياح الشمسية.                                                                        
*البلازما عند وصولها الغلاف الجوي  يتم اصطدامها    بالغازات الموجودة بطبقة الثيرموسفير !!!و نتيجة لذلك نلاحظ توهج السماء في القطبين  .                           
                    
*يفسر  اختلاف الألوان التي نراها في ظاهرة الشفق   القطبي بنوعية الغازات التي اصطدمت بها بلازما  الشمس و ارتفاعها في الغلاف الجوي للأرض.            
*اصطدام بلازما الشمس بغاز النيتروجين ثنائي الذرة في ارتفاع حوالي 100 إلى 200كم  يؤدي إلى تأينه.
*الإلكترون الذي فقده غاز النيتروجين ثنائي الذرة إثر تأينه في هذه الحالة  ، يصطدم هو أيضا بغاز الأوكسجين، و يقوم بإثارته! لنشاهد بعد ذلك توهج السماء باللون الأخضر  .                                                           
*  تتوهج السماء باللون الوردي الساطع نتيجة اصطدام الإلكترون الذي فقده غاز النيتروجين   ثنائي الذرة المتأين بغاز النيتروجين ثنائي الذرةالمستقرفي ارتفاع80الى 100كم .                                                            
* أخيرا اللون الأحمر :                                            
   اللون الأحمر  يظهر  في السماء نتيجة اصطدام الرياح الشمسية بالأوكسجين الذري في ارتفاع حوالي 200 إلى 400 كم .