Zorza polarna

Jedno z najwspanialszych zjawisk optycznych w przyrodzie, to owiane tajemnicą przez wiele stuleci, świecenie górnych warstw atmosfery ziemskiej, charakterystyczne dla obszarów arktycznych (zorza północna) i antarktycznych (zorza południowa). Światło zorzy pulsuje, zmienia barwy i natężenie, przybiera kształt świetlistych smug, wstęg, promienistych koron, firanek czy też draperii.

Naukowcy rozwiązali zagadkę jej powstawania. To spektakularne zjawisko, występujące w okresie „burz magnetycznych” na dużych szerokościach geomagnetycznych.

Zorza polarna pojawia się w tak zwanych „strefach zorzowych”, około 20-25 stopni od bieguna magnetycznego Ziemi i rozciąga się z zachodu na wschód, niemal prostopadle do kierunku wskazywanego przez igłę magnetyczną. Pozwala to wnioskować, że jest związana z ziemskim polem magnetycznym. To ono powoduje, że elektrony i protony wyrzucane przez Słońce z dużymi prędkościami są przechwytywane przez ziemskie pole i wnikają w atmosferę ziemską w pobliżu biegunów magnetycznych z prędkością 1000-2000 kilometrów na sekundę. W jonosferze pobudzają tlen, azot, a także wodór i hel w taki sposób, że dochodzi do zjawiska świecenia, emitowania charakterystycznego promieniowania, odbieranego przez obserwatora jako zorza polarna.

Uczeni stwierdzili, że istnieje związek między występowaniem zórz a 11-letnim okresem aktywności Słońca. Najbardziej widowiskowe zorze pojawiają się w dwa, trzy lata po okresie największej aktywności plam słonecznych.

Strefa najczęściej występujących zórz w Europie leży w pobliżu północnego koła podbiegunowego - Islandia, północna Norwegia, Laponia. Można tam obserwować ponad 100 nocy z zorzą polarną w ciągu roku. Wraz ze zmianą szerokości geograficznej maleje częstotliwość zjawiska. I tak na przykład w Szkocji zdarza się około 30 nocy z zorzą w ciągu roku, w północnych Niemczech trzy, w południowych jedna noc, ale i na południu Włoch obserwatorowi może „dopisać” szczęście - zorza pojawia się tam raz na 10 lat! Zorza polarna jest również obserwowalna w Polsce, czego dowodem są zamieszczone w prezentacji zdjęcia pana Adama Kisielewicza wykonane w nocy z 29 na 30 maja 2003 roku w okolicach Lublina.

Najlepszym okresem dla obserwacji północnej zorzy polarnej jest luty - pojawia się ona wtedy niemal każdej nocy. Niektóre z zórz maja „zaledwie” 30-50 kilometrów wysokości, ale „giganty” osiągają wysokość do 800 kilometrów.

Zapowiedzią tego wspaniałego optycznego spektaklu bywa pojawienie się na północnym niebie, po zachodzie Słońca, zielonego łuku. W miarę wzrostu intensywności zaburzeń magnetycznych dolna krawędź łuku jaśnieje, błękitnieje i przesuwa się na południe. Łuk rozpada się na wiązki promieni, rozciąga się ku zenitowi, następuje wzrost intensywności świecenia. Kolejny etap widowiska to pojawienie się korony zorzy polarnej - świetliste pasma, zbiegające się w jeden punkt, emitują tysiące promieni w kształcie strug deszczu. Korona zanika, ale widowisko trwa nadal. Wstęgi świetlne pulsują, znikają i pojawiają się znowu, „strzelają” płomienie. Arystoteles, obserwujący to zadziwiające zjawisko stwierdził, że powietrze zmienia się w płynny ogień.

Badania prowadzone między innymi przez Van Allena i jego współpracowników pozwoliły stwierdzić, że w obszarach występowania zórz polarnych daje się czasem zaobserwować wzrost strumienia cząstek naładowanych elektrycznie.

Podczas zorzy występują procesy jonizacji czy też systemy prądów elektrycznych w górnych warstwach atmosfery, które powodują między innymi zakłócenia w odbiorze krótkich fal radiowych, zaburzają pracę dalekopisów i telefonów, a także powodują błędne odczyty aparatury używanej do poszukiwania złóż mineralnych. W 1968 roku w Quebecu w Kanadzie wzbudzone silne prądy uruchomiły wyłączniki awaryjne, powodując przerwę w dostawie prądu.

---