Zorze polarne. Czy oprócz tego, że są ładne, są też groźne?

Słońce bliskie maksimum aktywności coraz częściej wyrzuca materię, która powoduje zorzowe spektakle na niebie. Nie tylko na dalekiej północy, ale widoczne doskonale także z Polski. Jak powstaje zorza polarna i czy w tym pięknie kryje się niebezpieczeństwo?

Od pewnego czasu mieszkańcy Polski mają nowe hobby - obserwacje zórz polarnych kojarzonych kiedyś tylko z takimi miejscami jak Norwegia czy Kanada. Nie jest to oczywiście konsekwencja zmian klimatycznych, a jedynie wysokiej aktywności słonecznej. W minionym tygodniu doszło do szczególnie silnych wyrzutów materii (tzw. CME, czyli koronalne wyrzuty masy), które mają tzw. klasę X (najwyższą). Te, które skierowały się ku nam wywołały najsilniejszą od 2003 r. burzę geomagnetyczną. Od 10 kwietnia obserwujemy na niebie wyjątkowo dużą aktywność zorzową.

Ziemski system ochronny, czyli pole magnetyczne, na różne sposoby reaguje na docierający do ziemi strumień słonecznego promieniowania. Zwykle działa sprawnie jako izolator, ale w trakcie burzy geomagnetycznej to działanie bywa zakłócone. Wtedy plazma (przede wszystkim obdarzone ładunkiem elektrony, czasem protony), którą wyrzuciło wcześniej Słońce, skierowana zostaje z przestrzeni kosmicznej w stronę Ziemi w kierunku jej stref wokół biegunowych.

Tworzy się owalna strefa wokół bieguna, w której promieniowanie wzbudza cząsteczki tlenu i azotu wysoko nad powierzchnią, a te wracając do naturalnego stanu emitują różnokolorowe promieniowanie tworząc zorze polarne. Za czerwony kolor odpowiada tlen atomowy i cząsteczkowy azot wzbudzone na wysokości ok. 200 km, zielony to świecenie tlenu cząsteczkowego na wysokości od 100 do 300 km. Są też zorze niebieskie, a także różowe, gdy promieniowanie dotrze na mniej niż 100 km i pobudzi do świecenia azot. Niektóre kolory, jak żółty, to konsekwencja mieszania się innych barw.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Kształt zorzy bywa różnorodny i zależy od tego, w jaki sposób promieniowanie przedarło się do atmosfery. Mogą to być efektowne świetlne filary, falujące pasma, ale też zwykła poświata. Im silniejsza burza geomagnetyczna tym strefa, gdzie zorza jest widoczna gołym okiem, rozciąga się bardziej na południe. Zorza potrafi sięgnąć nawet równika, ale to bardzo rzadkie przypadki znane tylko z historycznych zapisków. Widoczność zorzy z terenu Polski jest za to obecnie czymś normalnym, a najlepiej polować na nie z dala od świateł miast. Dzięki stronie IMGW możemy na bieżąco śledzić aktywność zorzową nad Polską.

Człowiek jest już tak skonstruowany, że piękno naturalnych procesów takich jak zorze polarne skłania go do zastanowienia się nad kwestią, czy nie ma w tym uroku ukrytego zagrożenia.

Sama zorza nie ma żadnego wpływu na funkcjonowanie naszej cywilizacji, bo to jedynie piękne zjawisko świetlne. Jednakże wywołujące ją promieniowanie docierające do Ziemi, którego skutecznie nie zablokuje ziemskie pole magnetyczne, może wywołać realne szkody. Są to jednak problemy przede wszystkim w dużej skali i w przypadku urządzeń znajdujących się wysoko nad powierzchnią Ziemi. Jednocześnie trzeba zaznaczyć, że wpływ burzy geomagnetycznej dotyczy tych wytworów ludzkiej cywilizacji, których funkcjonowanie związane jest z elektrycznością.

Dlatego w trakcie podniesionej aktywności słonecznej może dojść np. do awarii satelitów na orbicie, ale także zakłóceń ziemskiej sieci energetycznej i komunikacji, a nawet zwiększonego zużycia takich struktur jak rurociągi. Konsekwencje dotyczą także transmisji radiowych (w tym systemów typu GPS).

Gdy mowa o sile, jaką przybiera burza geomagnetyczna, to nie musimy obawiać się bezpośredniego negatywnego wpływu zorzy polarnej na pracę organizmu, tak jak ma to miejsce w przypadku gołębi polegających na biologicznych kompasach. Energetyczne promieniowanie, które dotrze mimo wszystko do Ziemi, nawet jeśli wpłynie na funkcjonowanie takich urządzeń jak rozruszniki serca, nie zakłóci ich działania w sposób niebezpieczny dla zdrowia. Więcej szkód mogą wywołać pośrednie efekty, zakłócenia nawigacji, łączności komórkowej.

Wpływ na nasze samopoczucie to kwestia bardziej indywidualnej podświadomej reakcji, ale i tu nie ma bezpośredniej relacji. Niemniej nauka nie wyklucza w pełni związku z epizodami występowania zórz polarnych, a tym co dzieje się w człowieku w układach nerwowym i krążenia. Jednakże wiązałoby się to z reakcją na dawkę promieniowania znacznie mniejszą niż ta, którą otrzymujemy, na przykład podczas prześwietlenia rentgenowskiego, a nawet znacznie bardziej inwazyjnej tomografii komputerowej. Inną kwestią są astronauci przebywający w kosmosie. Dla nich burza geomagnetyczna to już realne niebezpieczeństwo, dlatego istnieją systemy ostrzegania, by umożliwić im ukrycie się w dobrze izolowanych pomieszczeniach. Zwykle są to pojazdy, którymi człowiek lata w kosmos.