ما هي العواصف المغناطيسية وكيف تؤثر في الصحة وطرق الحماية منها؟

تعدّ العواصف المغناطيسية من الظواهر الفلكية المعقدة التي تثير فضول الكثيرين، لتدفع العديدين للتساؤل عن أسباب حدوثها وطبيعتها بالإضافة لأنواعها وتأثيرها على صحة الإنسان والتكنولوجيا، وكيف نحمي أنفسنا منها، وطرق التنبؤ بحدوثها، وأقوى عاصفة مغناطيسية تم تسجيلها في التاريخ.

يتناول هذا المقال القضايا المتعلقة بالعواصف المغناطيسية بطريقة تحليلية لفهم أكبر لهذه الظاهرة التي باتت تتكرر بشكل شبه منتظم في السنوات الأخيرة.

ما هي العواصف المغناطيسية؟

العواصف المغناطيسية هي اضطرابات قوية في المجال المغناطيسي للأرض، تستمر من عدة ساعات لعدة أيام وتختلف بشدتها.

بلغة بسيطة تنشأ "العواصف المغناطيسية" بسبب تأثير الرياح الشمسية على المجال المغناطيسي للأرض، وهي ليست بالحدث الاستثنائي أو الجديد فهي موجودة منذ القدم.

يحيط بكوكب الأرض غلاف غير مرئي يعرف بـ"الغلاف المغناطيسي"، والذي يحمي كوكبنا من الإشعاع الشمسي.

يتعرض هذا الغلاف لتدفق الرياح الشمسية أو ما يعرف بـ"الجسيمات المتأينة" التي تطير بعيدا عن الشمس بسرعات تصل لـ400 كيلومتر في الثانية.

وعادة ما تكون قوة ضغط الرياح الشمسية وضغط الغلاف المغناطيسي للأرض متساويين، لكن هذا التوازن قد يختل عندما تزداد سرعة الرياح الشمسية، حيث تعتمد كثافة وسرعة هذه الرياح على نشاط البقع الشمسية، الأمر الذي يؤدي إلى تقلص حجم الغلاف المغناطيسي وبالتالي يتغير حجم وكمية الأشعة التي تخترقه.

هذا التفاعل بين الرياح الشمسية والغلاف المغناطيسي للأرض هو ما يعرف بـ"العاصفة المغناطيسية".

عاصفة مغناطيسية

© Photo

أسباب العواصف المغناطيسية؟

أحد الأسباب الأكثر شيوعا للعواصف المغناطيسية هي التوهجات الشمسية على سطح الشمس، والتي تطلق كميات كبيرة من الطاقة والجسيمات المشحونة.

أما السبب الثاني، فيعرف بـ"الانبعاث الإكليلي"، وهي انبعاثات من الهالة الشمسية، أو بشكل أدق، من مناطق ذات درجات حرارة منخفضة، لتنطلق كميات هائلة من المواد والمجالات المغناطيسية والإشعاع الكهرومغناطيسي في الفضاء فوق سطح الشمس، حيث يتم طرح بلازما تتكون من البروتونات والإلكترونات، الأمر الذي يؤدي لإحداث اضطرابات في المجال المغناطيسي وهو ما يؤثر على كوكبنا.

كيف يتم تحديد قوة العواصف المغناطيسية

يتم تحديد خطر العواصف المغناطيسية من خلال مستوى شدتها باستخدام مؤشر Dst.

حساب هذا المؤشر، يتم باستخدام أجهزة القياس المغناطيسية الموجودة في محطات على خط الاستواء المغناطيسي للأرض.

تقدر العواصف المعتدلة من 50 إلى 100 نانو تسلا، والعواصف الشديدة من 100 إلى 200 نانو تسلا، والعواصف الأشد، بأكثر من 200 نانو تسلا، في الحالة العادية، يتراوح المقياس من 20 إلى 20 نانو تي.

ويستخدم العلماء مؤشر G ، للدلالة على مستوى قوة العاصفة ودرجة تأثيرها على الأشخاص والكهرباء والاتصالات والحيوانات، ووفقا لهذا المقياس،

تنقسم العواصف المغناطيسية لخمسة مستويات:

العواصف المغناطيسية البسيطة G1، ليس لها أي تأثير خاص على الشبكات الكهربائية وعمل الأجهزة الإلكترونية، وقد لا يشعر بها الناس أيضًا.

العواصف المغناطيسية المعتدلة G2، في بعض الحالات تسبب ضغطا على التيار الكهربائي وعلى حركة المركبات الفضائية والشفق القطبي.

العواصف المغناطيسية القوية G3، تؤثر بشكل مباشر على أنظمة الطاقة وتتسبب في انقطاع الملاحة عبر الأقمار الصناعية والاتصالات اللاسلكية، وفي هذه الحالة، يحدث الشفق القطبي بالقرب من خط الاستواء.

العواصف المغناطيسية الثقيلة G4، تتسبب بمشاكل في التحكم بالطاقة الكهربائية وأجهزة الحماية بالإضافة لإمكانية حدوث تيار كهربائي في أنابيب المياه وتدهور الملاحة عبر الأقمار الصناعية والاتصالات اللاسلكية.

عواصف مغناطيسية قوية للغاية G5، تتسبب بمشاكل واسعة النطاق في شبكة الكهرباء، مما تسبب في إغلاق كامل وأعطال خطيرة في تشغيل الأقمار الصناعية والاتصالات اللاسلكية، كما ويمكن أن يحدث الشفق القطبي في المناطق شبه الاستوائية.

مخاطر العواصف المغناطيسية على صحة الإنسان

يمكن أن تؤثر العواصف المغناطيسية على العديد من جوانب حياتنا، ويولي العلماء اهتمامًا خاصًا بالأبحاث المتعلقة بتأثير العواصف المغناطيسية الأرضية على صحة الإنسان.

تظهر الدراسات الرسمية أنه خلال حدث مغناطيسي أرضي، يرتفع معدل الوفيات الناجمة عن النوبات القلبية والسكتات الدماغية بشكل طفيف، ويشعر ثلاثة أرباع سكان الكوكب بوعكة صحية.

يعاني الأشخاص الذين يتأثرون بحال الطقس أكثر من غيرهم بهذه التغيرات، بالإضافة للأشخاص الذين يعانون من مشاكل قلبية ومشاكل في الأوعية الدموية.

وجع الرأس بسبب عاصفة مغناطيسية

© Photo

الأعراض الأكثر شيوعا التي قد تظهر أثناء العواصف المغناطيسية:

وقد يصاب الأشخاص الذين يعانون من اضطرابات نفسية من إثارة مفرطة تزيد من سوء حالتهم النفسية.

كيف تحمي صحتك من العواصف المغناطيسية؟

يعتبر الصداع الشديد أكثر العلامات وضوحا لتأثير العواصف المغناطيسية على جسم الإنسان، ليتسبب في النهاية بصداع نصفي وأرق وحالة من الغثيان.

وينصح الأطباء بتناول المسكنات والمهدئات وأخذ قسط من النوم، ولتفادي هذه الحالة مستقبلا ينصح بالتقليل من النشاط البدني وتناول المهدئات والابتعاد عن الأشياء المزعجة.

توصيات لمن يعانون من أمراض القلب والأوعية الدموية

أكثر من يتأثر من نتائج العواصف المغناطيسية هم الأشخاص الذين يعانون من مشاكل في القلب والأوعية الدموية، نظرا لتأثير هذه العواصف على عمل الدورة الدموية، وغالبا ما ينتهي بهم الأمر في المستشفى بسبب احتشاء عضلة القلب وتلف الأوعية الدموية في الدماغ وألم شديد في القلب وعدم انتظام دقات القلب.

لتلافي هذا الأمر ينصح الأطباء بـ:

تأثير العواصف المغناطيسية على التكنولوجيا

تؤثر العواصف المغناطيسية على الأجهزة الإلكترونية والمعدات الكهربائية، حيث إن قدرتها على إنتاج تيار كهربائي في الأجسام التي تحتوي على معادن يمكن أن يتسبب بسهولة بارتفاعات حادة في الطاقة بالإضافة إلى حمل زائد على الشبكات الكهربائية، مما يؤدي بدوره إلى انقطاع التيار الكهربائي، وحدوث حرائق وانفجارات.

كما تؤثر هذه العواصف على الاتصالات الراديوية ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وأنظمة الملاحة الأخرى، حيث إنها تتداخل مع حركة الإشارات في طبقة الأيونوسفير، الأمر الذي يؤدي إلى تحديد غير صحيح للمواقع.

ونظرًا لحقيقة أن العواصف تنتشر في الغلاف الجوي، فإن الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية القريبة من الأرض تتباطأ في حركتها، مما يهدد بحدوث كارثة.

كيف تمنع أو تخفف من تأثير العواصف المغناطيسية

يتم ذلك من خلال حماية خطوط الكهرباء بالدرجة الأولى، باستخدام أنظمة التحكم التلقائي في الجهد لإغلاق أجزاء من الشبكة بسرعة، بالإضافة لتزويد الأقمار الصناعية بدروع خاصة وأنظمة إدارة للطاقة.

تطوير أنظمة ملاحية جديدة على غرار ما تقوم به بعض شركات الطيران لتجنب المشاكل المرتبطة بهذه العواصف.

عاصفة مغناطيسية

© Photo / NASA's Marshall Space Flight Center

طرق التنبؤ بالعواصف المغناطيسية

يعد التنبؤ بالعواصف المغناطيسية عملية معقدة تتضمن مراقبة النشاط الشمسي ومراقبة التغيرات في المجال المغناطيسي للأرض.

يستخدم خبراء العواصف المغناطيسية مجموعة متنوعة من الأدوات للتنبؤ بموعد حدوث العواصف المغناطيسية ونوعها، وإحدى الأدوات الرئيسية للتنبؤ بالعواصف المغناطيسية هي مراقبة النشاط الشمسي.

عندما تحدث التوهجات والانفجارات وغيرها من الأحداث على الشمس، فإنها يمكن أن تنتج جسيمات مشحونة تتحرك نحو الأرض، ويمكن للمركبات الفضائية مثل الأقمار الصناعية مراقبة هذه الأحداث والتحذير من العواقب المحتملة للعواصف المغناطيسية.

هناك أداة أخرى للتنبؤ بالعواصف المغناطيسية وهي مراقبة المجال المغناطيسي للأرض، فعندما تدخل الجسيمات المشحونة من الشمس إلى المجال المغناطيسي للأرض، فإنها يمكن أن تسبب تغيرات مؤقتة في المجال المغناطيسي يمكن قياسها.

يمكن استخدام هذه التغييرات للتنبؤ بالعواصف المغناطيسية.

يستخدم علماء العواصف المغناطيسية نماذج رياضية للتنبؤ بكيفية تفاعل الجسيمات المشحونة القادمة من الشمس مع المجال المغناطيسي للأرض.

تستخدم هذه النماذج بيانات من النشاط الشمسي والمجال المغناطيسي للأرض للتنبؤ بالعواصف المغناطيسية التي قد تحدث والتأثيرات التي قد تحدثها.

أقوى عاصفة مغناطيسية في التاريخ

حدثت أقوى عاصفة مغناطيسية في التاريخ في عام 1859، في الأول والثاني من سبتمبر/ أيلول، وعرفت باسم "حدث كارينغتون"، متسببة بحدوث شفق قطبي.

ويعود سبب التسمية لعالم الفلك البريطاني ريتشارد كارينغتون، الذي كان مهتما بمراقبة الشمس، وفي عام 1859، شاهد كارينغتون خلال مراقبته للشمس بمنظار خاص، وميضا أبيض من بقعة شمسية.

وخلال يوم واحد بدأت مجموعة من الظواهر الغربية في جميع أنحاء العالم، حيث أضيئت سماء الليل بألوان زاهية وظهرت أضواء راقصة في نصف الكرة الشمالي حتى الجنوب.

بلغت شدة العاصفة 1022 كيلو جول من الطاقة، ليتطاير مليار كيلوغرام من الجسيمات الإلكترونية المشحونة، بسرعة كبيرة وصلت لـ3 آلاف كيلومتر في الثانية.