Zorza Polarna

Jedno z najwspanialszych zjawisk optycznych w przyrodzie – owiane tajemnicą przez wiele stuleci - świecenie górnych warstw atmosfery ziemskiej, charakterystyczne dla obszarów arktycznych (zorza północna) i antarktycznych (zorza południowa). Jej światło pulsuje, zmienia barwy i natężenie, przybiera kształt świetlistych smug, wstęg, promienistych koron, firanek, czy tez 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 3, w południowych 1 noc, ale i na południu Włoch może obserwatorowi “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 2003 roku w Lublinie.

Najlepszym okresem dla obserwacji północnej zorzy polarnej jest luty - pojawia się 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 po zachodzie Słońca na północnym niebie 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 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 przerwe w dostawie prądu. Opracowanie: mgr Teresa Gola Zdjęcia: Adam Kisielewicz