Publikacje edukacyjne
strona główna  archiwum  dziedziny  nowości  zasady  szukaj  pomoc  poczta  redakcja 
               

 

Publikacja nr
4062
rok szkolny
2006/2007

 
Archiwum publikacji
w serwisie Publikacje edukacyjne

Zorza polarna

Zorza polarna należy do jednych z najwspanialszych i najbardziej spektakularnych zjawisk, dostępnych ludzkim oczom.

Pierwsze wzmianki dotyczące zórz polarnych pochodzą z 503r. p.n.e. z Włoch. W II wieku p.n.e. opisali ją Kartagińczycy. W 17r. n.e. cesarz Tyberiusz, sądząc, że widoczny na niebie blask to płonący port w Ostii, wysłał tam legiony rzymskie.

W średniowieczu uważano, że zorza zapowiada dramatyczne wydarzenia - nieurodzaj lub wojnę.

Eskimosi brali zorze polarne za dusze zmarłych, tańczące w królestwie światła.

Możemy zapytać, gdzie występuje zorza polarna?

Świecenie górnych warstw atmosfery ziemskiej charakterystyczne jest dla obszarów arktycznych (zorza północna) i antarktycznych (zorza południowa). Najczęściej występuje w odległości 200 - 250 od bieguna geomagnetycznego.

Raczej niewielu spośród nas znajdzie czas aby wybrać się na koło podbiegunowe, aby zobaczyć zorzę. A jednak tak drastyczne rozwiązanie nie jest potrzebne!

W szczególnych warunkach zorzę polarną można obserwować z okna własnego pokoju.

Zapewne zapytasz szanowny czytelniku jakie to muszą być warunki?

Po pierwsze - musi to być szczególny okres dla naszego Słońca, a po drugie - nasze okno musi się znaleźć w odpowiednim czasie po nocnej stronie kuli ziemskiej.

Co pewien czas nasza rodzima gwiazda jaką jest Słońce przeżywa okres wzmożonej aktywności. Magnetyczne bieguny Słońca ulegają przestawieniu co 11 lat, w związku z czym na Słońcu pojawiają się liczne i silnie oddziałujące ze sobą obszary aktywne. Rosnąca aktywność oznacza wzrost liczby plam i coraz częstsze występowanie wielu gwałtownych zjawisk w postaci potężnych rozbłysków i erupcji, które wyrzucają w przestrzeń międzyplanetarną miliardy ton plazmy. W powierzchniowych warstwach Słońca dochodzi do częstych "trzęsień"; zwiększa się nieznacznie całkowita moc promieniowania naszej gwiazdy oraz gęstość i prędkość wiatru słonecznego.

Głównym wskaźnikiem aktywności slonecznej jest liczba plam występujących na Słońcu. Plamy są chłodniejszymi regionami fotosfery w których pole magnetyczne osiąga natężenie tysiące razy większe od przeciętnego i które ze względu na obniżoną temperaturę widzimy jako ciemniejsze miejsca na jasnym tle fotosfery (można je czasem dostrzec gołym okiem poprzez mgłę lub chmury). Rozmiary plam dochodzą do kilkudziesięciu tysięcy kilometrów. Duże plamy żyją długo nawet do kilku miesięcy, małe - około jednego dnia. Im większa liczba plam, tym większa aktywność Słońca.

W ciągu jednej sekundy Słońce wyrzuca z korony we wszystkich kierunkach około miliona ton materii, złożonej głównie z protonów i elektronów. Jest to tzw. wiatr słoneczny, który "wieje" w przestrzeń międzyplanetarną z prędkością od około 800 do około 2 tyś. kilometrów na sekundę. Odległość od Słońca do Ziemi pokonuje w ciągu paru dni, godzin a nawet minut.

W okolicach Ziemi gęstość wiatru słonecznego jest bardzo mała (zaledwie około 10 jonów i elektronów na cm3). Ciśnienie wiatru słonecznego przesuwa granicę magnetosfery bliżej Ziemi od strony oświetlonej przez Słońce i formuje długi ogon od strony nocnej. Ziemskie pole magnetyczne skutecznie chroni naszą planetę przed wiatrem słonecznym i przy zderzeniu z magnetosferą cząstki wiatru są na ogół odbijane.

W maksimum aktywności często występują silne i gwałtowne zaburzenia w całej strukturze ziemskiego pola magnetycznego przejawiające się burzami geomagnetycznymi (przykładowo w marcu 1989r. kosmiczna burza spowodowała uszkodzenie sieci wysokiego napięcia w Quebecu, pozbawiając prądu 6 mln osób) oraz wzmożoną aktywnością zórz polarnych.

Zadajmy sobie pytanie jak powstają zorze?

Przyczyną powstawania zórz są zachodzące wysoko nad chmurami zderzenia, w których biorą udział ziemskie atomy tlenu i azotu oraz szybkie elektrony "przywiane" ze Słońca przez wiatr słoneczny. Dążące ku Ziemi elektrony ulegają odchyleniu w jej polu magnetycznym ku biegunom magnetycznym Ziemi. Zbliżając się do bieguna, elektrony biegną po torach zakrzywionych w różnorodny sposób. Zderzając się z atomami i cząsteczkami rozrzedzonych gazów w górnych warstwach atmosfery, przekazują im część swojej energii i powodują, że elektrony tych atomów lub cząsteczek przechodzą na poziom o wyższej energii. Na wyższym poziomie elektrony mogą przebywać krótko, nie jest to stan trwały. W końcu elektrony wracają do niższego energetycznie stanu, wysyłając promieniowanie w formie światła nadfioletowego lub widzialnego. Właśnie to promieniowanie jest odpowiedzialne za pojawienie się zorzy polarnej.

Gdy wiatr słoneczny jest odpowiednio silny tor ruchu elektronów zostaje zniekształcony tak, że efekt zderzeń możemy obserwować na niższych szerokościach geograficznych np. w Polsce, a nie tylko w okolicach biegunów.

Dowody?

Przełom XX/XXI wieku był okresem wzmożonej aktywności słonecznej, której maksimum przypadło na rok 2000.

Czoło jednego ze strumieni szybkich cząstek elementarnych dotarło do Ziemi późnym wieczorem 6 kwietnia zapalając potężną zorzę polarną którą zaobserwowano w Teksasie i na Florydzie. W Polsce spektakl rozpoczął się krótko po godzinie 22:00 rozpalając na polnocnym wschodzie czerwone słupy. Po 23:00 zorza zaczęła przygasać, jednak główny strumień materii słonecznej uderzył około 1:00 rozlewając na niebie równomierną poświatę, na którą nałożyły się pulsujące słupy i draperie. Zorza szybko rozprzestrzeniła się na dużym obszarze nieboskłonu, nieustannie zmieniając kolory od czerwonego poprzez żółty i zielony, aż do błękitnego.

Przygasała i rozjarzała się jeszcze kilkakrotnie, a jej ostatnie światła zgasły około 3:00 nad ranem.

Pozwolę sobie zadać pytanie, które na pewno Cię dręczy, a mianowicie czy znam naocznych świadków tego zjawiska?

Otóż autorka tego opracowania, czyli Ja miałam osobiście przyjemność obserwować zorzę polarną 15 lipca 2000r. w miejscowości Obozin pod Starogardem Gdańskim. Pierwsze światła zorzy, które pojawiły się zaobserwowałam około godziny 23:00. Było to wyraźne pojaśnienie północno-wschodniej części nieboskłonu w kolorze żółtym przechodzącym w kolor zielony i błękitny. Powoli światło rozlewało się w bardzo dużym stopniu rozjaśniając nocne niebo. Obserwacja była o tyle utrudniona, że południowa część nieba znajdowała się w blasku dopełniającego się Księżyca (pełnia 16 lipca godz. 15:55) co przyćmiewało częściowo światła zorzy.

Z upływem czasu zorza zaczęła blednąć i gdy wydawało się że pokaz został zakończony na niebie pojawiły się jak kolorowe race, pulsujące, zbiegające się w zenicie słupy w kolorze czerwonym. Z czasem słupy rozpływały się (podobnie jak smugi kondensacyjne pozostawione na niebie przez przelatujący samolot) przechodząc w kolor purpury, lecz na ich miejsce pojawiały się nowe. Częstotliwość zapalających się słupów stopniowo zmniejszała się, jednakże rozproszone światło zmieniło na dłuższy czas dobrze znany nam kolor nocnego nieba w delikatną purpurę.

Widowisko miało podobny przebieg jak w kwietniu i trwało również do około godziny 3:00 nad ranem.

Drogi czytelniku nadchodzą wakacje, a wraz z nimi ciepłe chociaż krótkie noce. Spojrzyj czasem w czerń nocnego nieba, bo istnieją tam skarby nieprzebrane.

Czekają na nowych odkrywców, poetów i... na pewno na Ciebie!

Kornelia Nowicka-Bielecka
Gimnazjum nr 4 im. Karola Wojtyły
w Rumi


Zaświadczenie online



numer online: 59 gości

reklama