تعرف على ظاهرة الشفق القطبي

هل تساءلت يومًا عن سبب ظهور تلك الألوان الساحرة التي تضيء سماء القطبين؟ المقالة تغوص في أعماق ظاهرة الشفق القطبي، واحدة من أجمل العروض الضوئية في الطبيعة. ستتعرف على كيفية تشكل هذه الأضواء، الألوان المختلفة التي تظهر.

تزخر الطبيعة بالجمال والألوان المتعددة الظاهرة في مكوناتها، وتتعدد الظواهر الطبيعية المرتبطة بالألوان مثل ظاهرة قوس قزح، ومسيرات هجرة الفراشات الملونة، التي تحدث سنويًا في المكسيك، والشعاب المرجانية بألوانها المختلفة، وحقول الأزهار الواسعة بألوانها الزاهية، وقناديل البحر المضيئة المتواجدة على بعض الشطآن، وأهم هذه الظواهر المرتبطة بالألوان هي ظاهرة الشفق القطبي، والتي تحدث في كل من القطب الشمالي والجنوبي للكرة الأرضية، وتعكس تدرجات من الألوان الطبيعية في السماء بشكل يخطف الأنظار، وتاليًا سيتم الإجابة عن سؤال: “ما هي ظاهرة الشفق القطبي؟” وكيفية حدوثها.

ظاهرة الشفق القطبي

الشفق، أو الفجر القطبي، أو الأضواء القطبية، هي ظاهرة طبيعية تظهر في قطبي الكرة الأرضية فقط، ويتمثل ظهورها بمنظر خلاب في السماء تمتزج به مجموعة من الألوان. حيث تشهد المنطقة الجغرافية المحصورة ما بين 3-6 خطوط طول، و10-20 من الأقطاب المغناطيسية الأرضية ظاهرة الشفق القطبي، وتعرف هذه المنطقة باسم منطقة الشفق القطبي، ويمكن مشاهدتها بوضوح ليلاً كون ذلك يحتاج إلى سماءٍ مظلمة لتبرز بوضوح، وتُشاهد هذه الظاهرة في منطقة البيضاوي الشفقي، وتشهد المنطقة عاصفة مغناطيسية أرضية في منطقة الشفق القطبي، وتتخذ هذه المنطقة شكل نصف قطر يقدر بنحو 2500 كم حول القطب المغناطيسي للأرض.

وقت حدوث الشفق القطبي

تحدث ظاهرة الشفق القطبي بعد غياب الشمس عن أقطاب الأرض بنصف ساعة تقريباً وفي بعض الأحيان تحدث قبل شروق الشمس بقليل ويُشار إلى أن الأشعة تتفاوت من وقت لآخر وأحياناً تختلف الأشعة عن بعضها البعض في حال تزامن حدوثها مع بعضها، وتتمركز في السماء مدّة نصف ساعة في بداية حدوثها لتبدأ بالانتشار تدريجياً إلى الأعلى.

أشكال الشفق القطبي

• الشفق القطبي الشريطي: حيث يكون في هذه الحالة على شكل أقواس وشرائط متوازية طويلة تمتد في السماء، ويغطي غالباً مسافات تمتد لآلاف الكيلومترات، أمّا عرضه فلا يتجاوز مئات الأمتار وعند بداية ظهوره تنبثق في السماء ثنايا ضوئية منفصلة لتبدأ بالتطابق والتجمع مع بعضها البعض وبالتالي يتكون ما يعرف بالحزم الضوئية وتقوم الأخيرة بدورها في خلق إشعاعات ذات لونٍ وردي وتواصل بإحداث هذه الإشعاعات حتى انتهاء نشاط الظاهرة بتبعثر الشكل فيتكون شفقٌ غيميٌ مبعثرٌ.
• الشفق الفيمي: وهو عبارة عن أحد أشكال الظاهرة التي تتخذ شكل أضواء ملونة تكسو السماء كاملةً على هيئة سُحب وغيوم شفافة لها ألوان خلابة.

ألوان الشفق القطبي

• الأحمر، ويكون هذا اللون في الارتفاع الأعلى من الظاهرة، ويبعث مادة الأكسجين الذري المتحمس 630.0 نانومتر، يعتبر هذا اللون ذا طول موجي ما ساهم بأن يكون مرئياً، إلا أنه يكون غير مرئي بسبب كثافته الكبيرة في النشاط الشمسي، ويمتاز بانخفاض عدد الذرات، ولا يسبب التحسس للعيون، وكما أنه يتناقص تركيز ذرات الأكسجين به شيئاً فشيئاً، وهو يظهر الأجزاء الخافتة العلوية على شكل الستائر المنسدلة.
• الأخضر، ينبعث هذا اللون من الظاهرة في ارتفاعات أقل من اللون الأحمر، إذ ينبعث منه ما نسبته 557.7 نانومتر، وتعتبر نسبة الأكسجين الذري عالية التركيز، ويسبب الحساسية في العيون، ويكون اللون الأخضر بالشفق هو الأكثر بروزاً وانتشاراً.
• الأصفر، ويمتزج معه الون الأحمر والأخضر والأزرق.
• الأزرق، يستخدم هذا اللون عدداً أكبر من غيره من الألوان من مادة النيتروجين الجزيئي المتأينة لتوليد انبعاثات الضوء المرئية، ويشع أكبر عدد من الأطوال الموجية.

أسباب الشفق القطبي

قدّم العلماء تفسيراً علمياً حول ظاهرة الشفق القطبي بأنّ السبب في حدوثها هو انفجارات مجموعات البقع الشمسية، وينجم عن ذلك دفع كميات ضخمة من الغازات بفعل ظاهرة الاندفاع الغازي الشمسي، حيث يتمّ خروج كميات كبيرة من الغازات الحرارية الهائلة باتجاه الأرض بكم يصل إلى مليارات الأطنان وتظهر هذه الأحداث لأهل الأرض على هيئة ظاهرة الشفق القطبي.