ماذا لو وقع حدث كارينغتون "أكبر عاصفة شمسية سُجّلت على الإطلاق" اليوم؟

وكان هذا حدث كارينغتون، كما يسميه العلماء الآن، وهو أكبر عاصفة شمسية مسجلة على الإطلاق. وكان مرتبطا بشفق قطبي غير عادي - الشفق القطبي الشمالي والجنوبي - الذي كان مرئيا في السماء بالقرب من القطبين وخط الاستواء، في كل مكان من كندا إلى أستراليا، كما تسبب الانفجار الشمسي الهائل في حدوث اضطرابات كهربائية من باريس إلى بوسطن.

وفي حين أن حدث كارينغتون قد يبدو وكأنه تاريخ، إلا أن هناك العديد من المخاوف بشأن ما يمكن أن يحدث إذا ضرب حدث بقوة - أو حتى أقوى - من حدث كارينغتون الأرض اليوم، الآن بعد أن أصبحت البشرية أكثر اعتمادا على الكهرباء.

حدث كارينغتون عام 1859

في يوم الخميس، 2 سبتمبر 1859، في حوالي الساعة 11:18 صباحا في بلدة ريدهيل خارج لندن، كان كارينغتون يحقق في مجموعة من البقع الداكنة على الشمس المعروفة بالبقع الشمسية، عندما اكتشف ما وصفه لاحقا بأنه "تفش وحيد" من الضوء الذي استمر حوالي خمس دقائق.

وكان هذا أول توهج شمسي يُشاهد ويُبلغ عنه على الإطلاق، وفقا لدراسة أجريت عام 2016 في مجلة Advances in Space Research.

وكشفت المستشعرات المغناطيسية في مرصد كيو في لندن عن اضطرابات مغناطيسية غير عادية على الأرض في الفترة من 28 أغسطس إلى 7 سبتمبر من ذلك العام، خاصة في 28 أغسطس و2 سبتمبر. 

وأفادت صحيفة "تايمز أوف لندن" في 6 سبتمبر 1859: "تدحرجت الموجات المضيئة في تتابع سريع حتى الذروة، وبعضها تألق كاف لإلقاء ظل محسوس على الأرض".

وكانت العروض الملونة ساطعة لدرجة أن الناس في ميسوري كانوا قادرين على القراءة بواسطة ضوء الغلاف الجوي بعد منتصف الليل، وفقا لتقرير عام 1859 في صحيفة ويكلي ويست.

وتظهر الأضواء الشمالية والجنوبية عادة بالقرب من قطبي الكوكب. ومع ذلك، خلال حدث كارينغتون، شهد الناس الشفق على طول الطريق في المناطق المدارية، بما في ذلك في كوبا وجامايكا وبنما، حسبما أشارت دراسة عام 2016.

وشوهد الشفق القطبي أيضا في نصف الكرة الجنوبي. وعلى سبيل المثال، في خليج موريتون في أستراليا.

وفي غضون ذلك، شهدت خطوط التلغراف "واحدة من أكثر الظواهر الكهربية المذهلة والمفردة على حد سواء"، عندما مكنت "وفرة الكهرباء في الهواء" آلات التلغراف من إرسال رسائل من نيويورك إلى بيتسبرغ دون الحاجة إلى البطاريات.

وانطلقت الشرارات من آلات التلغراف في باريس، وفقا لتقرير في The Illustrated London News بتاريخ 24 سبتمبر 1859، وأفاد مشغل التلغراف فريدريك رويس في واشنطن العاصمة بتلقيه "صدمة كهربائية شديدة للغاية.

وبشكل عام، أثر حدث كارينغتون على ما يقرب من نصف محطات التلغراف في الولايات المتحدة، وفقا لدراسة عام 2016.

ما سبب حدث كارينغتون؟

التوهجات الشمسية، أكبر الأحداث المتفجرة في النظام الشمسي، هي اندفاعات مكثفة للبلازما والإشعاع المرتبط بالبقع الشمسية، وفقا لوكالة ناسا. وتطلق الشمس العنان للتوهجات الشمسية عندما يتم إطلاق الطاقة المغناطيسية التي تتراكم على نجمنا فجأة، كما كتب هيو هدسون، عالم فيزياء الشمس في جامعة غلاسكو في اسكتلندا، في دراسة أجريت عام 2021 في مجلة أنوال ريفيو أوف علم الفلك والفيزياء الفلكية.

وغالبا ما تكون التوهجات الشمسية مصحوبة بإطلاق فقاعات عملاقة من المواد الشمسية، تُعرف باسم الانبعاث الكتلي الإكليلي (CMEs). وقد تحتوي هذه الانفجارات البركانية على مليارات الأطنان من البلازما - سحب من الجسيمات المشحونة كهربائيا - والتي يمكن أن تتسابق بسرعة ملايين الأميال في الساعة، كما أشارت ناسا.

وأثار حدث كارينغتون عاصفة مغناطيسية أرضية على كوكبنا، كما أشار هدسون في دراسته.

ومن المحتمل أن يكون الانفجار تسبب في طرد الكتلة الإكليلية التي فجرت كوكبنا بعواصف عالية السرعة من سحب البلازما شديدة الحرارة، والتي كانت تحتوي على مجالات مغناطيسية مكثفة مضمنة داخلها. وعندما تصطدم مثل هذه الانفجارات بالغلاف المغناطيسي للأرض - وهو غلاف حول الكوكب يحتجز البلازما المحاصرة بواسطة المجال المغناطيسي للأرض - يمكن أن تتدفق هذه البلازما عبر خطوط المجال المغناطيسي للكوكب وتصطدم بجزيئات في الغلاف الجوي للأرض، ما يؤدي إلى الشفق القطبي.

ويمكن أن تؤدي التوهجات الشمسية أيضا إلى تيارات كهربائية شديدة في الغلاف المغناطيسي، وفقا لـ NOAA. وقد تولد هذه التيارات بدورها اضطرابات مغناطيسية في الأرض، والتي يمكن أن تنتج تيارات كهربائية في امتدادات طويلة من المواد الموصلة للكهرباء، مثل خطوط الطاقة وكابلات الاتصالات وخطوط الأنابيب.

ويوجد لدى العواصف الجيومغناطيسية القدرة على إحداث الخراب في الأرض. وفي عام 1989، طغت عاصفة مغناطيسية أرضية مقاطعة كيبيك الكندية بأكملها في 90 ثانية، تاركة 6 ملايين عميل في الظلام لمدة تسع ساعات، وفقا لوكالة ناسا. كما ألحقت أضرارا بمحولات بعيدة مثل نيوجيرسي - بما في ذلك محولات في محطة للطاقة النووية - وكادت تقضي على شبكات الطاقة الأمريكية من الساحل الشرقي إلى شمال غرب المحيط الهادئ.

وأشارت NOAA إلى أن العواصف الجيومغناطيسية يمكن أن تعطل أيضا الاتصالات اللاسلكية والملاحة عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) عن طريق تشويه الغلاف الجوي بطرق تعدل مسارات إشارات الراديو. وعلى سبيل المثال، منعت عاصفة الهالوين لعام 2003 إدارة الطيران الفدرالية من توفير إرشادات ملاحية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لمدة 30 ساعة تقريبا.

وقالت NOAA إن البلازما الشمسية يمكنها أيضا تسخين طبقات الغلاف الجوي العليا للكوكب، ما يجعلها منتفخة وربما تسحب الأقمار الصناعية في مدار أرضي منخفض.

إقرأ المزيد

تيار رياح شمسية غير متوقع يضرب الأرض بسرعة 600 كم في الثانية!

ماذا سيفعل حدث كارينغتون اليوم؟

أصبح العالم أكثر اعتمادا على الكهرباء مما كان عليه عندما وقع حدث كارينغتون. وإذا انفجر الآن توهج شمسي قوي مماثل موجه إلى الأرض - بدلا من الابتعاد عن كوكبنا، حيث لن يكون له أي عواقب مباشرة على عالمنا - فقد يتسبب في أضرار غير مسبوقة.

وعلى سبيل المثال، قدرت دراسة أجريت عام 2013 من شركة التأمين البريطانية العملاقة Lloyd's of London أن انقطاع التيار الكهربائي عن حدث على مستوى كارينغتون قد يؤدي إلى خسارة إيرادات تصل إلى 2.6 تريليون دولار لصناعة الطاقة في أمريكا الشمالية وحدها. ووجدت الدراسة أيضا أن انقطاع التيار الكهربائي العالمي قد يحدث لمدة تصل إلى سنوات لأن مثل هذا الحدث قد يؤدي في نفس الوقت إلى إتلاف العديد من المحولات عالية الجهد التي يصعب استبدالها.

وهذا بدوره يمكن أن يؤدي إلى اضطرابات كبيرة في الأسواق المالية، والخدمات المصرفية والاتصالات والمعاملات التجارية وخدمات الطوارئ والمستشفيات وضخ المياه والوقود ونقل الأغذية.

وبالمثل، وجدت دراسة أجريت عام 2017 في مجلة Space Weather، أنه في سيناريو التعتيم الأكثر شدة، الذي يؤثر على 66٪ من سكان الولايات المتحدة، يمكن أن تبلغ الخسائر الاقتصادية المحلية اليومية 41.5 مليار دولار بالإضافة إلى 7 مليارات دولار إضافية من الخسائر الناجمة عن اضطرابات سلسلة التوريد الدولية. وفي المقابل، إذا أثرت فقط على الولايات الشمالية المتطرفة، والتي تضم 8٪ من سكان الولايات المتحدة، فقد تصل الخسارة الاقتصادية يوميا إلى 6.2 مليار دولار تكملها خسارة سلسلة التوريد الدولية بمقدار 0.8 مليار دولار. (تم حساب الدراسة باستخدام الدولار الأمريكي لعام 2011).

ومع ذلك، على الرغم من أن حدث كارينغتون كان قويا، فقد قال هدسون: "رأينا أحداثا مماثلة منذ ذلك الحين". على سبيل المثال، اثنان مما يسمى بالهالوين الشمسي في عام 2003 قد يكون كل منهما أطلق كميات مماثلة من الطاقة المشعة مثل حدث كارينغتون.

وعلى هذا النحو، اقترح هدسون أن التوهج الشمسي على مستوى حدث كارينغتون قد لا يشكل تهديدا كبيرا للبشرية كما يخشى البعض. ومع ذلك، فإن حدث كارينغتون اليوم "سيكون له تأثيرات كبيرة، خاصة على الأنشطة البشرية في الفضاء".

وقال هدسون "ليس لدينا الكثير من الممارسة لمثل هذا الحدث، لأن الأصول الفضائية لم تتعرض لحدث بهذا الحجم حتى الآن". وفي الواقع، قام رواد فضاء أبولو برحلاتهم القمرية في خضم النشاط الشمسي - "كان ذلك على نطاق أقل، لكنه لا يزال خطيرا جدا على البشر غير المحميين في الفضاء".

وبالإضافة إلى ذلك، هناك دليل على أن الشمس قد تكون قادرة على "الكواكب الفائقة" التي يمكن أن تطلق طاقة 10 مرات أو أكثر من حدث كارينغتون. وعلى سبيل المثال، في دراسة أجريت عام 2021 في مجلة الفيزياء الفلكية، وجد العلماء الذين استخدموا تلسكوب كبلر الفضائي التابع لوكالة ناسا أنه على مدار أربع سنوات، أطلق 15 نجما شبيها بالشمس 26 نجما فائقا يحزم جدارا يصل إلى 100 مرة أكبر من حدث كارينغتون. ووجدت دراسة أجريت عام 2020 في مجلة الفيزياء الفلكية نتائج مماثلة خلال العام الأول من مهمة TESS المستمرة لوكالة ناسا.

وعلاوة على ذلك، اكتشف العلماء الذين حللوا حلقات الأشجار دليلا على وجود ذرات كربون -14 مشعة - تمتلك كل منها نيوترونين إضافيين في نواتها أكثر من ذرات الكربون العادية - من الانفجارات الشمسية. وقال هدسون إن طفرات الكربون 14 التي شوهدت في الأعوام 660 قبل الميلاد، و774 بعد الميلاد، و994 بعد الميلاد، ربما تكون أتت من الكواكب الفائقة التي كانت أقوى بكثير من حدث كارينغتون.

وقال هدسون: "الشيء الملحوظ هو أنه حتى حدث كارينغتون، أو الأحداث العادية الكبيرة نسبيا، لا يمكن اكتشافها بواسطة تقنية الكربون 14. لذا فإن هذه السجلات القديمة تنذر بالسوء".

متى سيقع حدث كارينغتون التالي؟

اقترحت دراسة مجلة الفيزياء الفلكية لعام 2021 التي تحلل بيانات كبلر، أن الكواكب الفائقة قد تكون أكثر نشاطا بحوالي 10 مرات من حدث كارينغتون كل 3000 عام تقريبا، وقد تحدث طاقة أكثر بحوالي 100 مرة كل 6000 عام تقريبا. ومع ذلك، قال هدسون إن المعدلات التي قد تطلق بها شمسنا على وجه الخصوص توهجات شبيهة بكارينغتون أو أكثر قوة "ليست مفهومة جيدا".

وأشار إلى أنه عندما يتعلق الأمر بالانفجارات الشمسية التي يمكن أن تطلق ارتفاعات كبيرة من ذرات الكربون 14 التي شوهدت في حلقات الأشجار، فإن العلماء يعرفون الآن ما لا يقل عن ست ذرات "منتشرة عبر الهولوسين، وهو مقياس زمني يبلغ 10000 عام". 

المصدر: لايف ساينس