Gandrīz katrs ir dzirdējis vai redzējis ziemeļblāzmas fotogrāfijas. Dažiem citiem ir laimējies viņus redzēt klātienē. Bet daudzi to nezina kā tie veidojas un tāpēc.
Sākas aurora borealis ar fluorescējošu mirdzumu pie horizonta. Tad tas samazinās, un rodas izgaismota loka, kas dažreiz aizveras ļoti spožā lokā. Bet kā tas veidojas un ar ko ir saistīta tā darbība?
Ziemeļblāzmas veidošanās
Ziemeļblāzmas veidošanās ir saistīta ar saules aktivitāte, Zemes atmosfēras sastāvs un īpašības. Lai labāk izprastu šo fenomenu, ir interesanti par to lasīt kosmosa viesuļvētras un kā tie ietekmē ziemeļblāzmas paaudze.
Ziemeļblāzmu var novērot apļveida apgabalā virs Zemes stabiem. Bet no kurienes viņi nāk? Viņi nāk no Saules. Notiek Saules subatomisko daļiņu bombardēšana, kas veidojas Saules vētrās. Šīs daļiņas svārstās no violetas līdz sarkanai. Saules vējš maina daļiņas un, satiekoties ar Zemes magnētisko lauku, tie novirzās, un pie poliem redzama tikai daļa no tā.
Elektroni, kas veido saules starojumu, sasniedz spektra emisiju, kad tie nonāk pie gāzes molekulām, kas atrodas magnetosfērā, daļa no Zemes atmosfēras, kas aizsargā Zemi no Saules vēja, un atomu līmenī izraisa ierosmi, kā rezultātā rodas luminiscence. Šī luminiscence izplatās pa debesīm, radot dabas skatu.
Pētījumi par ziemeļblāzmu
Ir pētījumi, kas pēta ziemeļblāzmu, kad rodas saules vējš. Tas notiek tāpēc, ka, lai gan ir zināms, ka saules vētras ir aptuvenais 11 gadu periods, nav iespējams paredzēt, kad iestāsies ziemeļblāzma. Visiem cilvēkiem, kuri vēlas redzēt ziemeļblāzmu, tas ir apgrūtinājums. Ceļošana uz poliem nav lēta, un nespēja redzēt polārblāzmu ir ļoti nomācoša. Turklāt var būt noderīgi zināt ziemeļblāzma Spānijā tiem, kuri nevar tālu ceļot.
Lai saprastu, kā veidojas ziemeļblāzma, ir svarīgi saprast divus galvenos elementus, kas saistīti ar to radīšanu: saules vēju un magnetosfēru. Saules vējš ir elektriski lādētu daļiņu, galvenokārt elektronu un protonu, plūsma, ko izstaro Saules korona. Šīs daļiņas ceļo uz iespaidīgi ātrumi, kas var sasniegt pat 1000 km/s, un tiek pārnesti ar saules vēju starpplanētu telpā.
Savukārt magnetosfēra darbojas kā vairogs, kas aizsargā Zemi no lielākās daļas saules vēja daļiņu. Tomēr polārajos reģionos Zemes magnētiskais lauks ir vājāks, ļaujot dažām daļiņām iekļūt atmosfērā. Šī mijiedarbība ir visintensīvākā ģeomagnētisko vētru laikā, kad saules vējš ir visspēcīgākais un var radīt traucējumus magnetosfērā.
Daļiņu mijiedarbība ar Zemes atmosfēru
Kad Saules vēja lādētās daļiņas iekļūst Zemes atmosfērā, tās mijiedarbojas ar tajā esošajiem atomiem un molekulām, galvenokārt ar skābekli un slāpekli. Šis mijiedarbības process rada ziemeļblāzmu, radot krāsas un formas, ko mēs redzam debesīs. Saules daļiņas pārnes enerģiju atmosfērā esošajiem atomiem un molekulām, tos aizraujot un nogādājot augstākās enerģijas stāvoklī.
Kad atomi un molekulas sasniedz šo ierosināto stāvokli, tiem ir tendence atgriezties sākotnējā stāvoklī, atbrīvojot papildu enerģiju gaismas veidā. Šis gaismas emisijas process rada ziemeļblāzmai raksturīgās krāsas. Izstarotās gaismas viļņa garums ir atkarīgs no iesaistītā atoma vai molekulas veida un mijiedarbības laikā sasniegtā enerģijas līmeņa, ko var izpētīt tālāk Zemes atmosfēras slāņi.
Skābeklis ir atbildīgs par divām polārblāzmu galvenajām krāsām. Zaļš/dzeltens parādās pie enerģijas viļņa garuma 557,7 nm, savukārt sarkanāku un purpursarkanu krāsu šajās parādībās rada retāks garums, 630,0 nm. Konkrēti, ir nepieciešamas gandrīz divas minūtes, lai satraukts skābekļa atoms izstaro sarkano fotonu, un, ja šajā laikā viens atoms saduras ar citu, process var tikt pārtraukts vai pārtraukts. Tāpēc, kad mēs redzam sarkanās polārblāzmas, tās, visticamāk, ir atrodamas jonosfēras augstākajos līmeņos, aptuveni 240 kilometru augstumā, kur ir mazāk skābekļa atomu, kas traucē viens otru.
Krāsas un gāzes: skābeklis un slāpeklis
Ziemeļblāzmas krāsas ir Saules daļiņu mijiedarbības rezultāts ar dažādām gāzēm Zemes atmosfērā. Skābeklis un slāpeklis galvenokārt ir atbildīgi par dažādām nokrāsām, ko mēs redzam debesīs polārblāzmas laikā. Skābeklis, ja to ierosina saules daļiņas, var izstarot zaļu vai sarkanu gaismu atkarībā no augstuma, kurā notiek mijiedarbība. Zemākā augstumā, ap 100 kilometriem, skābeklis izstaro zaļo gaismu, savukārt lielākā augstumā, ap 200 kilometriem, tas izstaro sarkano gaismu. Lai pilnīgāk izprastu šo parādību, ieteicams lasīt par aukstums skaidrās naktīs, kad šīs polārblāzmas ir visredzamākās.
Slāpeklis savukārt veicina ziemeļblāzmas zilās un purpursarkanās nokrāsas. Kad saules daļiņas ierosina slāpekļa molekulas, tās var izstarot zila vai violeta gaisma, radot kontrastu ar skābekļa radītajām krāsām. Šo krāsu kombinācija rada iespaidīgas daudzkrāsainas polārblāzmas, kas izgaismo naksnīgās debesis polārajos reģionos.
Ziemeļblāzmas krāsas
Lai gan ziemeļblāzmu parasti asociē ar spilgti zaļu krāsu, patiesībā tās var būt dažādās krāsās. Zaļā krāsa ir visizplatītākā skābekļa atomu ierosmes dēļ aptuveni 100 kilometru augstumā. tomēr Dažādos augstumos un ar dažāda veida gāzēm var parādīties citas krāsas:
- Zaļā krāsa: rodas, ierosinot skābekli 100 km augstumā.
- Sarkanā krāsa: rada skābeklis lielākā augstumā, aptuveni 200 km.
- Zilā krāsa: izraisa saules daļiņu mijiedarbība ar slāpekli.
- Violeta krāsa: arī slāpekļa ierosmes rezultāts, kas piešķir kontrastu zaļajām un sarkanajām gaismām.
Auroras uz citām planētām
Polārblāzmas nav ekskluzīvas tikai uz Zemes. Pateicoties Habla kosmiskā teleskopa un kosmosa zondu novērojumiem, mums ir izdevies atklāt polārblāzmas uz citām Saules sistēmas planētām, piemēram, Jupitera, Saturna, Urāna un Neptūna. Lai gan veidošanās pamatmehānisms Auroras ir līdzīgas uz visām šīm planētām, pastāv ievērojamas atšķirības to izcelsmē un īpašībās. Lai labāk izprastu šīs atšķirības, var izpētīt iespaidīgas laikapstākļu parādības.
Saturnā polārblāzmas pēc savas izcelsmes ir līdzīgas tām, kas atrodas uz Zemes, jo arī tās rodas Saules vēja un planētas magnētiskā lauka mijiedarbības rezultātā. Tomēr uz Jupitera process atšķiras mēness Io radītās plazmas ietekmes dēļ, kas veicina intensīvu un sarežģītu polārblāzmu veidošanos. Šīs atšķirības padara polārblāzmu izpēti uz citām planētām par aizraujošu pētniecības jomu, ļaujot mums labāk izprast Saules sistēmā notiekošos fiziskos procesus.
Urāna un Neptūna polārblāzmai ir arī atšķirīgas iezīmes to magnētisko asu slīpuma un atmosfēras sastāva dēļ. Šīs atšķirības šo planētu magnētisko lauku struktūrā un dinamikā ietekmē polārblāzmu formu un uzvedību, piedāvājot iespēju izpētīt, kā šīs parādības mainās dažādās planētu vidēs.
Turklāt polārblāzmas ir konstatētas uz dažiem Jupitera satelītiem, piemēram, Eiropa un Ganimēds, kas liecina par sarežģītu magnētisko procesu klātbūtne uz šiem debess ķermeņiem. Faktiski polārblāzmas uz Marsa novēroja ar Mars Express kosmosa kuģi, veicot novērojumus 2004. gadā. Marsam trūkst magnētiskā lauka, kas būtu analoģisks Zemei, taču tam ir lokāli lauki, kas saistīti ar tā garozu, kas ir atbildīgi par polārblāzmu uz šīs planētas.
Šī parādība nesen tika novērota arī uz Saules. Šīs polārblāzmas rodas elektroniem, kas paātrina saules plankumu uz virsmas. Tas izceļ polārblāzmu nozīme ārpus mūsu planētas, jo tie sniedz būtisku informāciju par citu debess ķermeņu magnētiskajiem laukiem un atmosfēru.
Ziemeļblāzmas vērošana
Ziemeļblāzmas vērošana ir neaizmirstams piedzīvojums, lai gan tas prasa plānošanu un pacietību. Lai palielinātu iespēju tos pamanīt, ir svarīgi izvēlēties izdevīgs laiks un vieta. No augusta vidus līdz aprīlim naktis polārajos reģionos ir garākas un tumšākas, kas palielina iespēju redzēt šo parādību. Tiem, kas interesējas par tēmu, ir noderīgi pārskatīt Informācija par ziemeļblāzmas pilsētu Kirunu.
Labākie reģioni ziemeļblāzmas novērošanai ir Norvēģija, Islande, Somija, Zviedrija, Kanāda un Aļaska, kur skaidras debesis un laika apstākļi ir labvēlīgi priekšnesumam. Vietas vēlams meklēt tālāk no pilsētām lai izvairītos no gaismas piesārņojuma un baudītu labāku redzi. Ja vēlaties uzzināt vairāk, konsultējieties Iespaidīgā ziemeļblāzmas vētra Kanādā.
Turklāt ir ļoti svarīgi sagatavoties aukstumam un valkāt zemai temperatūrai atbilstošu apģērbu. Pacietībai ir svarīga loma, jo polārblāzmas var ātri parādīties un izklīst. Uzmanība par ģeomagnētiskās aktivitātes prognozēm un piemērota kamera palīdz iemūžināt šo parādību visā tās krāšņumā.
Tomēr arī klimata pārmaiņas ir sākušas ietekmēt polārblāzmu redzamību. Temperatūras paaugstināšanās un polārā ledus kušana var ietekmēt atmosfēras blīvumu un sastāvu, potenciāli mainot polārblāzmas redzamību no Zemes virsmas. Turklāt pieaugošais gaismas piesārņojums pilsētu teritorijās apgrūtina šīs dabas parādības apskati, tāpēc ir jādodas uz attāliem apgabaliem, lai pilnībā izbaudītu šo pieredzi.
Ziemeļblāzma ir atgādinājums par mūsu Visuma varenību un sarežģītību. Kad mēs izprotam šīs parādības, paveras daudz iespēju izpētīt to aizraujošo skaistumu un fiziskos procesus, kas notiek aiz tiem.
