طوفان ژئومغناطیسی چیست و چگونه ما را تهدید می‌کند؟

 طوفان‌های ژئومغناطیسی با بروز اختلالات بزرگ در مگنتوسفر زمین ناشی از وقوع رویدادهای شدید در خورشید مشخص می‌شوند.

به نقل از استارلاست، این طوفان‌ها نتیجه‌ تندبادهای خورشیدی پرسرعت یا فوران‌های تاج خورشیدی هستند و به بروز اختلالات قابل توجهی در کمربندهای تابشی زمین و یونوسفر منجر می‌شوند. اثرات این پدیده در لایه‌های خاصی از جو زمین مشخص می‌شود و می‌تواند بر سیستم‌هایی که هر روز به آنها متکی هستیم تأثیر بگذارد. همچنین، این رویدادها خطرات تابشی را برای فضانوردان حاضر در فضا ایجاد می‌کنند. طوفان‌های ژئومغناطیسی، شفق‌های قطبی را که به آنها نورهای شمالی و جنوبی نیز گفته می‌شود نیز ایجاد می‌کنند که برای علاقه‌مندان به آسمان یک موهبت هستند.

براساس اعلام مرکز پیش‌بینی آب‌وهوای فضایی «اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا»(NOAA)، بزرگترین طوفان‌های ژئومغناطیسی معمولاً از فوران‌های تاج خورشیدی ناشی می‌شوند. این طوفان‌ها فوران‌هایی از میلیاردها تُن پلاسمای خورشیدی هستند که ابرهای مغناطیسی از ذرات خورشیدی پرانرژی را به سمت ما می‌فرستند. این ذرات با سرعت صدها مایل در ثانیه حرکت می‌کنند و گاهی اوقات در کمتر از ۱۵ تا ۱۸ ساعت از خورشید که ۹۳ میلیون مایل دورتر است، به زمین می‌رسند.

وقتی این میدان مغناطیسی خورشیدی با میدان مغناطیسی خودمان در تعامل قرار می‌گیرد، دانشمندان از مقیاس‌های گوناگون شامل «خفیف»(G1) تا «شدید»(G5) و «شاخص اختلال ژئومغناطیسی»(Kp) برای توصیف طوفان استفاده می‌کنند. طوفان ژئومغناطیسی حاصل می‌تواند از چند ساعت تا چند روز ادامه داشته باشد و هم بر فناوری‌های روی زمین و هم بر زیست‌شناسی آن تأثیر بگذارد.

شفق قطبی تاثیر طوفان‌های ژئومغناطیسی بر سلامتی

اگرچه میدان مغناطیسی زمین از ما در برابر تابش مستقیم محافظت می‌کند اما برخی پژوهش‌ها نشان می‌دهند که نوسانات حاصل در شار مغناطیسی ممکن است اثرات فیزیولوژیکی بر موجودات زمینی داشته باشند.

پژوهش‌هایی که میدان‌های مغناطیسی با فرکانس بسیار پایین را بررسی می‌کنند، تأثیر آن را بر سیستم قلبی-عروقی انسان نشان می‌دهند. گزارش‌ها حاکی از آن هستند که در طول طوفان‌های ژئومغناطیسی، غلظت و تجمع پلاکت‌ها می‌تواند افزایش یابد و احتمال انعقاد خون و لخته شدن خون را افزایش دهد. ضربان قلب و فشار خون می‌توانند در طول این رویدادها افزایش یابند و خطر حملات قلبی، سکته مغزی و فشار خون بالا را در دوران بارداری تشدید کنند. بررسی‌های انجام‌شده در سطح مولکولی نیز کاهش سطح کلسترول خون را در افراد مبتلا به تصلب شرایین، همراه با کاهش تری‌گلیسیرید در افراد سالم نشان داده‌اند. همچنین، پژوهش‌ها نشان داده‌اند که احتمال میگرن در این دوره‌های فعالیت ژئومغناطیسی افزایش می‌یابد. تاثیر طوفان‌های ژئومغناطیسی بر زیرساخت‌ها

خاموشی‌های ناگهانی رادیویی توسط پرتوهای ایکس ناشی از شراره‌های خورشیدی که لایه D جو ما را یونیزه می‌کنند، ایجاد می‌شوند اما طوفان‌های ژئومغناطیسی که پس از فوران‌های تاج خورشیدی رخ می‌دهند، لایه‌های بالایی یونوسفر را که منطقه F نیز نامیده می‌شوند، به شدت مختل می‌کنند. این آشفتگی به بروز نوسانات چگالی می‌انجامد که مانع از «ارتباط فرکانس بالا»(HF)، «فرکانس بسیار بالا»(VHF) و «فرکانس فوق بالا»(UHF) می‌شوند.

دو سیستم فراگیر که بیشترین تأثیر را در طول طوفان‌های ژئومغناطیسی متحمل می‌شوند، مسیریابی و انتقال برق هستند. «سیستم‌ موقعیت‌یابی جهانی»(GPS) می‌تواند خطاهای موقعیت‌یابی شدید یا از دست دادن سیگنال را تجربه کند؛ در حالی که میدان‌های مغناطیسی متغیر می‌توانند جریان‌های القایی ژئومغناطیسی آشفته‌ای را به شبکه‌های برق روی زمین القا کنند و خطر خاموشی‌های گسترده را به همراه داشته باشند.

علاوه بر این، به دلیل گرم شدن جو در طول طوفان‌های ژئومغناطیسی، این پدیده باعث افزایش کشش آیرودینامیکی ماهواره‌ها در مدار پایین زمین می‌شود و مدار آنها را به سرعت تخریب می‌کند و طول عمر آنها را کاهش می‌دهد.

به رغم همه آنچه درباره طوفان‌های ژئومغناطیسی و پیامدهای آنها آموخته‌ایم، پژوهشگران می‌گویند که هنوز شکاف‌های قابل توجهی در دانش درباره چگونگی تأثیر سیستم‌های گوناگون - چه بیولوژیکی و چه فناوری – باقی مانده است. این بدان معناست که نیاز مبرمی به مدل‌های بهتر برای پیش‌بینی رویدادهای خورشیدی وجود دارد؛ چالشی که با کمک فضاپیماهای جدیدتر مانند کاوشگر «سولار-۱»(SOLAR-1) اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا در حال رفع شدن است.