كيف يحمي الغلاف الجوي الارض من النيازك

كتابة: آيات حنفي آخر تحديث: 22 يونيو 2022 , 03:30

النيزك عبارة عن جسم صلب، أو هو جسيم انفصل عن كويكب أو مذنب ما يدور حول الشمس، ويحترق عند دخوله إلى الغلاف الجوي للأرض، وهو من المخلفات الفضائيّة التي تصلُ إلى كوكب الأرض، والتي من الممكن أن يكون سببها آثار مذنب مر بالقرب من كوكب الأرض أو قد يكون بسبب تجمع الصخور من الكويكبات مكونة أجسام تختلف في حجمها فتسافر بسرعة عالية متجهة إلى كوكب الأرض، وفي حال وصلت إلى سطح الأرض من دون تفتت نسميها هنا النيازك، ولكن إذا إحترقت خلال رحلتها تعتبر من الشهب. [1]

دور الغلاف الجوي في الحماية من النيازك

وقد جد العلماء أن الغلاف الجوي للأرض جيد في حماية سكانه من صخور الفضاء المندفعة نحو الكوكب بسبب ضغط الهواء القوي، ومن المحتمل أن ينفجر نيزك يتسابق نحونا قبل أن يصطدم بالأرض لأن الهواء عالي الضغط في طبقات الغلاف الجوي العليا، وفي حال تسببت الحرارة الشديدة المتولدة أثناء مرور النيزك عبر الغلاف الجوي في “احتراقه” في وميض متقطع من الضوء، وبالتالي تتكون الشهب أو النجوم المتساقطة.

قال مؤلف الدراسة جاي ميلوش، أستاذ علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب في جامعة بوردو: “هناك تدرج كبير بين الهواء ذي الضغط العالي أمام النيزك وفراغ الهواء خلفه”، وقال أيضا: “إذا تمكن الهواء من التحرك عبر ممرات النيزك، فيمكنه الدخول بسهولة وتفجير القطع.”

معظم النيازك التي تدخل الغلاف الجوي للأرض صغيرة جدًا لدرجة أنها تتبخر تمامًا ولا تصل أبدًا إلى سطح الكوكب. لكن حتى الآن ، لم يكن العلماء متأكدين من الآلية الكامنة وراء هذه العملية.

ومن الجدير بالذكر على حد قول الباحثون إن الطاقة المتولدة من  نيزك تشيليابينسك الذي حدث في روسيا عام 2013 (نيزك نجا من السقوط عبر الغلاف الجوي والأرض على الأرض) يمكن مقارنته بـ “سلاح نووي صغير”، وقد تم انتشال حوالي 2000 طن فقط من الحطام، مما يعني أن شيئًا ما حدث في الغلاف الجوي العلوي أدى إلى تفككه.

وقد أظهرت النتائج أن انفجار نيزك تشيليابينسك نتج عن دفع الهواء إلى النيزك و “تركه يتسلل”، ووجد الباحثون أيضا أن الضغط الجوي المرتفع “قلل من قوة النيزك بشكل كبير” مما تسبب في تكسرها إلى أجزاء أصغر.

ومع ذلك ، يحذر الفريق من أنه على الرغم من أن الهواء عالي الضغط مفيد في حماية الكوكب من النيازك الصغيرة، فإنه لن يمنع النيازك الكبيرة من الاصطدام بالأرض. [2]

تكوين الغلاف الجوي

تعريف الغلاف الجوي: هو عبارة عن مزيج من الغازات التي تحيط بالأرض. ويتكون من حوالي 78 في المائة من النيتروجين و 21 في المائة من الأكسجين و 1 في المائة من الغازات الأخرى (بخار الماء وثاني أكسيد الكربون)، والغلاف الجوي للأرض ضروري لحماية وبقاء الكوكب والكائنات الحية فيه.

وينقسم الغلاف الجوي إلى طبقات وفقًا للتغيرات الرئيسية في درجة الحرارة، وهي:

  • التروبوسفير

هذا هو الجزء الأدنى من الغلاف الجوي – الجزء الذي نعيش فيه. ويحتوي على معظم عوامل الطقس- السحب والأمطار والثلج، وفي هذا الجزء من الغلاف الجوي، وتصبح درجة الحرارة أكثر برودة مع زيادة المسافة فوق الأرض بنحو 6.5 درجة مئوية لكل كيلومتر، و يختلف التغير الفعلي في درجة الحرارة مع الارتفاع من يوم لآخر حسب الطقس.

وتحتوي طبقة التروبوسفير على حوالي 75٪ من كل الهواء الموجود في الغلاف الجوي، وتقريبًا كل بخار الماء (الذي يشكل السحب والأمطار). الانخفاض في درجة الحرارة مع الارتفاع هو نتيجة لانخفاض الضغط. وإذا تحرك جزء من الهواء لأعلى فإنه يتمدد (بسبب الضغط المنخفض)، وعندما يتمدد الهواء يبرد، لذا فإن الهواء الأعلى يكون أبرد من الهواء السفلي.

يسمى الجزء السفلي من طبقة التروبوسفير بالطبقة الحدودية. هذا هو المكان الذي يتم فيه تحديد حركة الهواء من خلال خصائص سطح الأرض، وينتج الاضطراب عندما تهب الرياح على سطح الأرض، وتتصاعد الحرارة من الأرض مع تسخينها بواسطة الشمس. يعيد هذا الاضطراب توزيع الحرارة والرطوبة داخل الطبقة الحدودية، بالإضافة إلى الملوثات ومكونات الغلاف الجوي الأخرى. 

يسمى الجزء العلوي من طبقة التروبوسفير بالتروبوبوز. هذا هو الأدنى عند القطبين، حيث يقع على ارتفاع حوالي 7-10 كيلومترات فوق سطح الأرض. أعلاها (حوالي 17-18 كم) بالقرب من خط الاستواء.

  • الستراتوسفير

تمتد هذه الطبقة صعودًا من التروبوبوز إلى حوالي 50 كم. تحتوي على الكثير من الأوزون في الغلاف الجوي، وتحدث الزيادة في درجة الحرارة مع الارتفاع بسبب امتصاص الأوزون للأشعة فوق البنفسجية من الشمس. ودرجات الحرارة في الستراتوسفير هي الأعلى فوق القطب الصيفي، والأدنى فوق القطب الشتوي.

ومن خلال امتصاص الأشعة فوق البنفسجية الخطيرة، يحمينا الأوزون الموجود في الستراتوسفير من سرطان الجلد والأضرار الصحية الأخرى. ومع ذلك ، فإن المواد الكيميائية (التي تسمى مركبات الكربون الكلورية فلورية أو الفريونات والهالونات)، من ضمن ملوثات الغلاف الجوي، التي كانت تستخدم في السابق في الثلاجات وعلب الرش وطفايات الحريق قد قللت من كمية الأوزون في الستراتوسفير، ولا سيما عند خطوط العرض القطبية، مما أدى إلى ما يسمى ب “ثقب الأوزون في القطب الجنوبي”.

  • الميزوسفير

تسمى المنطقة الواقعة فوق الستراتوسفير بالميزوسفير، وهنا تنخفض درجة الحرارة مرة أخرى مع الارتفاع، لتصل إلى ما لا يقل عن -90 درجة مئوية عند.

  • الغلاف الجوي والأيونوسفير

يقع الغلاف الحراري فوق منطقة الميزوبوز، وهي منطقة ترتفع فيها درجات الحرارة مرة أخرى. هذه الزيادة في درجة الحرارة ناتجة عن امتصاص الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية النشطة من الشمس.

تتسبب منطقة الغلاف الجوي التي تزيد عن 80 كم أيضًا في “الأيونوسفير ، لأن الإشعاع الشمسي النشط يقطع الإلكترونات عن الجزيئات والذرات، ويحولها إلى “أيونات” ذات شحنة موجبة. تختلف درجة حرارة الغلاف الحراري بين الليل والنهار وبين الفصول، وكذلك تختلف أعداد الأيونات والإلكترونات الموجودة. 

  • إكزوسفير

المنطقة التي يزيد ارتفاعها عن 500 كيلومتر تسمى الغلاف الخارجي. وتحتوي بشكل أساسي على ذرات الأكسجين والهيدروجين، ولكن هناك القليل جدًا منها فهي تتبع مسارات تحت تأثير الجاذبية، وبعضها يهرب مباشرة إلى الفضاء. [3]

اهمية الغلاف الجوي 

وفي بحث حول الغلاف الجوي ذكر الدور الذي يلعبه الغلاف الجوي في حياتنا، والذي يؤكد أهميته وأنه لا وجود لحياة بدونه، ويتلخص دوره في:

  • امتصاص وانعكاس الإشعاع

الأشعة فوق البنفسجية (الأشعة فوق البنفسجية) هي طاقة تولدها الشمس. تعتبر الأشعة فوق البنفسجية ضارة بكميات كبيرة ويمكن أن تسبب حروق الشمس وسرطان الجلد ومشاكل في العين. طبقة الأوزون هي جزء من الغلاف الجوي للأرض يعمل كحاجز بين الأرض والأشعة فوق البنفسجية. تحمي طبقة الأوزون الأرض من الكثير من الإشعاع بامتصاص وعكس الأشعة فوق البنفسجية الضارة.

  • حماية النيزك

النيزك هو صخرة صغيرة أو جسم ينجرف في الفضاء. يُطلق على النيزك اسم النيزك (يُطلق عليه أيضًا النيزك الساقط أو النجم الصاعد) عندما يخترق الغلاف الجوي للأرض. وعندما يضرب نيزك الأرض، فيطلق عليه نيزك. يمكن أن تكون النيازك خطرة حسب حجمها وموقع تأثيرها على الأرض، ومع ذلك ، فإن الضرر الناجم عن النيازك نادر للغاية، حيث يوفر الغلاف الجوي الحماية ضد النيازك. معظم النيازك صغيرة وتحترق عندما تمر عبر الغلاف الجوي للأرض.

  • فراغ من الفضاء

فراغ الفضاء هو منطقة يوجد فيها ضغط وهواء قليل جدًا، وهو عبارة عن مساحة فارغة تحتوي على القليل من أي مادة (لها كتلة ويمكن أن تكون صلبة أو سائلة أو غازية). الغلاف الجوي يحمي الأرض من الفراغ،  حيث تسمح الغازات والضغط في الغلاف الجوي للكائنات الحية بالتنفس، كما يمنع الغلاف الجوي الماء من التبخر في الفضاء. وبدون الغلاف الجوي، لن تكون هناك حياة على الأرض.

ملوثات الغلاف الجوي

وهناك العديد من عواقب تلوث الغلاف الجوي التي تأتي بسبب هذه الملوثات، والملوثات منها طبيعية، ومنها من صنع الإنسان مثل:

  • الغبار: ويعد المصدر الأول لتكوين الجسيمات المادية في الهواء الجوي.
  • الضباب الدخاني ينتج من احتراق الوقود الأحفوري كالبنزين والفحم. 
  • الأمطار الحمضية: تؤدي إلى الاحتباس الحراري.
  • البراكين: ينتج عنها الأبخرة والغازات السامة كالكبريت. 
  • حرائق الغابات الطبيعية: ينتج عنها غاز أول أكسيد الكربون.
  • عوادم السيارات: ينتج عنها الرصاص وأول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين والمركبات العضوية.
  • الإشعاعات النووية والأسلحة النووية

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى