كيمياء البرق

كل ثانية، حوالي 45 ضربة صاعقة يهزّون غلافنا الجوي، حيث إنّ ردود الفعل القوية تسبب عواصف رعدية في الغيوم وتغيّر من التكوين الكيميائي داخل الهواء وحوله. سوف تدرس مجموعة من الوسائل الأوروبية قريباً هذه التصريفات القويّة من الفضاء وتعطينا أدلة على دورهم في المناخ.
وصل مراقب التفاعلات الجوية – الفضائية البارحة إلى محطة الفضاء الدولية ليلقي نظرة مُلمّة داخل ظاهرة فيزياء الطاقة – العالية على حافّة الفضاء. إنّ عدم وجود غيوم تعيق الرؤية سوف يساعد العلماء على فهم تشريح البرق على بعد 400 كم من أعلى الكوكب.
يشرح تورستن نيوبرت Torsten Neubert، منسّق فريق العلوم للجامعة التقنية في الدنمارك، بقوله “سنعرف أكثر حول تأثير العواصف الرعدية الشديدة في طبقات الجو العليا من الغلاف الجوي، حيث يحدث التفريغ الكهربائي. وماهي القوى التي تمارسها”.
سوف تساعدنا القياسات لنفهم كيفية تسريع، الحقول الكهربائية داخل الغيوم، الإلكترونات لهذه الطاقات وفي مثل هذه الأرقام، في بعض الحالات، الأشعة السينية وأشعة غاما يُمكن ملاحظتها من الأرض.
التأثير على المناخ:
يؤثر البرق على كتلة الغازات الجوية الهامة للمناخ. يقول تورستن بأنّ دور العواصف الرعدية في مناخنا ذو أهمية، لكن نحتاج ليكون لدينا بيانات أكثر دقة لتخمين تأثيراتها على التقلّب المناخي.
تبقى التغيّرات الكيميائية في الغلاف الجوي مُحاطة بكمّ واسع من الشكوك. ستساعدنا الدراسات المستقبلية لبناء أفضل نماذج للغلاف الجوي والتوقعات المناخية.
عرض الضوء والطاقة:
عالياً في الغلاف الجوي، يأخذ التفريغ الكهربائي عدّة أشكال ويوجد فقط لفترة وجيزة – ميللي ثانية في الغالب. هذه “الأحداث المضيئة العابرة” تتضمن ظاهرة ملونة تحمل أسماء مماثلة للقصص الخيالية: العفاريت، الطائرات الزرقاء والجان.
العفاريت Sprites هي ومضات حدثت بسبب توقف الكهرباء في طبقة الميزوسفير، بين 50-100 كم فوق السطح. وتبدو كقناديل البحر المحمرّة مع مخالب تجري للأسفل.
الطائرة الزرقاء The blue jet تنتقل إلى الأعلى إلى طبقة الستراتوسفير من قمم السحاب. سجل رائد فضاء وكالة الفضاء الأوروبية أندرياس موغنسن Andreas Mogensen تذبذب الطائرة الزرقاء على الكاميرا لأول مرة أثناء مهمته إلى محطة الفضاء الدولية في 2015.
الأعلى بين الجميع هم الجان Elves، وهي حلقات متّحدة المركز غالباً ما تظهر خافتة، ويزداد الوهج 400 كم عرضاً. يصطدم الإلكترون وجزيئات النتروجين المثارة خلفها.
سوف يكشف آخر مرصد فلكي أوروبي في الفضاء رشقات أشعة غاما من الصواعق الرعدية المصحوبة بإلكترونات نشطة وشركائهم من المواد المضادة: البوزيترونات.