Manyetik fırtına nedir?

Dünya, kendisini Güneş'ten ve uzayın derinliklerinden gelen radyasyondan koruyan bir manyetik alana sahiptir. Bu alana manyetik kalkan denir. Bu kalkan Dünya'daki biyosferin ve yaşamın var olmasını sağlar. Manyetik alanı olmayan gezegenler, yaşam belirtileri olsa bile Dünya'ya kıyasla ölü sayılırlar.

Zaman zaman Güneş'te aktif olaylar meydana gelir: kütle atımları, patlamalar ve şok dalgaları. Bu olaylar, Güneş'ten Dünya da dahil olmak üzere her yöne doğru uçan ve manyetosfere giren enerjik parçacıklar üretir. Kütle atımından önce meydana gelen şok dalgası manyetosfer ile çarpıştığında, Dünya'nın manyetik alanı bozulmaya, salınmaya ve sarsılmaya başlar. Bu süreç manyetik fırtına olarak adlandırılır.

Manyetik fırtınalar doğası gereği gezegenseldir ve Dünya ile Dünya'ya yakın uzay üzerinde küresel bir etkiye sahiptir. Bir fırtına sırasında Dünya'nın tüm manyetik alanı bozulur. Bu bozulmalar çeşitli olaylara yol açar. Dünya atmosferinin tüm katmanları, iyonosfer, plazmasfer, manyetosfer değişime uğrar. Enerjik parçacıkların ve akımların akışları ortaya çıkar.

Manyetik fırtınalar dünya yüzeyini ne şekilde etkiler?

Manyetik fırtınanın indüksiyon etkisi Dünya yüzeyine yansır ve iletken sistemleri etkiler: elektrik hatları, boru hatları vb. Bu da felaketlere yol açabilir.

Böyle bir felaket Mart 1989'da, Kanada'nın Quebec eyaletinde, başkent Ottawa da dahil olmak üzere, manyetik bir fırtınanın neden olduğu elektrik akımları nedeniyle eyalet elektrik şebekesindeki transformatörlerin yanmasıyla meydana geldi. Dünya'nın atmosferi ısındı, şişti ve yükseldi. Alçaktan uçan uydular yörüngelerini değiştirdi ve bazıları kayboldu. Daha sonra bunların aranması ve takımyıldızın yeniden inşa edilmesi gerekti. Bir manyetik fırtına genellikle birkaç saatten bir güne kadar sürer. Quebec olayında fırtına dokuz saat sürmüştür.

Manyetik fırtınalar nedeniyle meydana gelen diğer fenomenler auroralardır. Kutuplarda manyetik alan Dünya'ya açık alan çizgileri olarak girer. Dünya'nın manyetik kalkanı enerjik parçacıkları dışarıda tutar ve parçacıkların alan boyunca hareket etmesini engelleyerek Dünya'yı korur. Ancak enerjik parçacıklar manyetik kutuplardan geçebilir. Atmosfere girdiklerinde, atmosferdeki atomlarla etkileşime girerler ve kutup ışıkları dediğimiz renkli bir parıltı yaratırlar.

Manyetik fırtınalar bu kadar tehlikeli midir?

Manyetik fırtınaların önemi, Dünya'nın teknosferinin genişlemesi nedeniyle yıllar geçtikçe artmaktadır. Daha önceleri insanlık sadece en güçlüsü 1859'da kaydedilen auroraları gözlemliyordu. İngiliz astronom Richard Carrington, ekvator da dahil olmak üzere Dünya'nın neredeyse her yerinde auroralarla ilişkilendirilen, gözlem tarihindeki en güçlü güneş patlamasını gözlemledi. 1859 yılında Dünya'da bu kadar geniş bir teknosfer, uydular ve elektrik hatları yoktu, dolayısıyla bu fenomenler bu kadar net hissedilmiyordu. Ancak 1989 yılında, insanoğlu uydular fırlatmış ve kapsamlı elektrik hatları ve boru hatları geliştirmişken, manyetik fırtına çok önemli hale geldi ve Quebec'in elektrik şebekesini büyük ölçüde etkiledi.

Dünya'nın teknosferi genişliyor. GPS de dahil olmak üzere günümüz teknolojilerinin çoğu uydu tabanlıdır ve uydular güneş aktivitesine karşı oldukça hassastır. Elektronik cihazlar, enerjik parçacıklara maruz kalmaları nedeniyle arızalanabilir. Uydu teknolojisini ne kadar çok uygularsak ve elektrik hatlarını ne kadar uzun yaparsak, manyetik fırtınalar Dünya için o kadar somut hale gelir. Fırtınaların indüksiyon etkisi bu sistemlerin büyüklüğüne bağlıdır. Bu, uydu sistemlerinin tasarımında, oluşturulmasında ve teknosferin genişletilmesinde daha önce dikkate alınmayan faktörleri dikkate almamız gerektiğini göstermektedir. Öte yandan, Güneş'in aktivitesini ve buna bağlı olarak Dünya üzerindeki jeomanyetik pertürbasyonları gözlemlememiz gerekiyor.

Manyetik fırtınalar insanlar için ne kadar tehlikelidir?

Manyetik bir fırtına sırasında çevre değişir, atmosfer ısınır ve bu da Dünya atmosferinde basınç değişikliklerine yol açabilir. Sağlık görevlilerine göre bu değişiklikler, adaptasyonu zayıflamış insanların sağlığını etkileyebilir.

İstatistiklere göre, manyetik fırtınalar sırasında kardiyovasküler hastalıkları olan kişilerin sağlık durumlarının bozulması nedeniyle yapılan ambulans çağrılarının sayısı yaklaşık %20 oranında artmaktadır. Aynı zamanda, Dünya üzerinde meydana gelen manyetik alan bozuklukları, alanın kendisine göre ihmal edilebilir düzeydedir. Çoğu zaman alanın kendisinin yaklaşık 1/300-1/1000'i kadardır. Ancak etki gezegensel niteliktedir. İnsan beyni iyonosferin rezonansları ile çakışan rezonanslara sahiptir, yaklaşık 10 Hz. İnsan kalbinin de manyetosferin rezonanslarıyla çakışan rezonansları vardır, yaklaşık 1 Hz. İyonosfer ve manyetosferin rezonans bölgeleri uyarılırsa ve buralarda elektromanyetik radyasyon yoğunluğu artarsa, bunun hasta insanların sağlığı üzerinde bir etkisi olabilir. Bu karşılıklı ilişkiler şu anda doktorlar ve biyofizikçiler tarafından aktif olarak incelenmektedir.

Manyetik fırtınalar ne sıklıkla meydana gelir?

Güneş'in aktivitesi 11 yıllık bir döngü yaşar. Bu, minimumdan minimuma, maksimumdan maksimuma aktivitenin yaklaşık 11 yıl geçtiği anlamına gelir. Aktivite maksimumları düşük ve yüksek olabilir. Eğer maksimum döngü yüksekse, Güneş'te patlamalar ve kütle atımları yaşanır.

Kasım 2003'ün sonunda, Güneş'te iki hafta boyunca Güneş diskinin üzerinden geçen güçlü, aktif bir bölge vardı. Bu bölge, Dünya'da güçlü manyetik fırtınalara ve bir hafta boyunca artan jeomanyetik aktiviteye yol açan bir dizi parlama ve kütle atımı üretti. Bu tür aşırı olaylar nadiren, yaklaşık 50 yılda bir görülür ve Quebec'te meydana gelen gibi felaketlere yol açabilir.

Peki manyetik fırtınalar tahmin edilebilir mi?

Şu anda gökbilimciler uzay hava durumu tahmini olasılıkları ve Güneş-Dünya sisteminde meydana gelen tüm fenomenler üzerinde çalışıyorlar. Hava durumunu tahmin edebilmek için Güneş, aktif bölgeleri, bunların manyetik konfigürasyonu, parlama ve patlama olasılıkları hakkında bilgi sahibi olmak gerekir. Bir patlama meydana gelmişse, hızına bağlı olarak Dünya'ya iki ila üç gün boyunca seyahat eder. Bu süre zarfında, ne tür bir patlama olduğunu, Güneş'in hangi bölümünde meydana geldiğini anlamak ve etkisini tahmin etmek mümkündür. Kural olarak, Güneş'in sağ tarafı en jeoetkili olanıdır.

Dünya'nın manyetik ekseni dönme eksenine göre eğiktir. Birçok açıdan manyetik fırtınaların etkisi, kütle fırlatmanın gücü ve hızının yanı sıra bu eksenin Dünya'nın plazma bulutuyla çarpıştığı andaki fırlatma yönüne göre yönüne bağlıdır. Manyetik eksen dönme eksenine göre yaklaşık 11 derece eğiktir. Plazma bulutunun Dünya'nın manyetosferiyle çarpışması sırasında Güneş'e dönük ya da Güneş'in tersi yönde olabilir.

Kozmik olaylar aynı değildir, Güneş'ten kütle fırlatmaları rastgele gerçekleşir, farklı genlik ve hızlara sahiptirler. Bu nedenle, uzay hava olayları nadiren çakışır, yüksek olasılıkla tahmin edilmeleri zordur. Bununla birlikte, bazı tahminler oldukça uygulanabilirdir. Artık uzay araçlarını fırlatmak ve uzay görevlerini kontrol etmek için aktif olarak kullanılıyorlar.