تاثیر مثبت فعالیت‌های بشر روی تشکیل لایه‌های محافظ پیرامون زمین


امواج و تشعشعات حاصل از فعالیت‌های بشری منجر به شکل‌گیری لایه‌هایی پیرامون زمین شده است که زمین را از تابش‌های کیهانی حفاظت می‌کند.

انسان‌ها تقریبا مدتی است که با قطعیت پی برده‌اند که فعالیت‌های ما روی سیاره‌ی زمین می‌تواند تاثیرهای چشمگیری داشته باشد. در واقع تاثیر انسان‌ها و جوامع انسانی روی محیط طبیعی و آب‌وهوای کره‌ی زمین در طی قرن بیستم میلادی به قدری زیاد بود که برخی از زمین‌شناسان و متخصصان این عرصه بر آن شدند تا به این دوره از تاریخ کره‌ی زمین با عنوان دوره‌ی تاثیر انسان‌ها یا آنتروپوسن (Anthropocene) اشاره کنند. در دوره‌ی آنتروپوسن، تاثیر انسان و جوامع انسانی روی کره‌ی زمین به عنوان تعیین‌کننده‌ترین نیروی موثر روی سیاره‌ی زمین قلمداد می‌شود.

اما برپایه‌ی یک بررسی جامع که به‌تازگی توسط گروهی از پژوهشگران امریکایی و انگلیسی انجام شده است، به نظر می‌رسد که انسان‌ها علاوه بر سطح زمین، روی شکل گرفتن محیط‌های بالاتر و نزدیک به فضای بیرون کره‌ی زمین هم نقش دارند. برپایه‌ی همین مطالعه چنین برداشت می‌شود که ارتباطات رادیویی، تابش‌های الکترومغناطیسی ساطع‌شده از آزمایش‌های هسته‌ای و همچنین سایر فعالیت‌های انسانی، به شکل گرفتن یک لایه‌ی جداکننده پیرامون کره‌ی زمین منجر شده‌اند که می‌تواند ما را از تابش‌های پرانرژی کیهانی حفاظت کند.

دستاوردهای حاصل از این مطالعه در ژورنال Space Science Reviews و با عنوان Anthropogenic Space Weather منتشر شده است. این بررسی توسط گروهی از پژوهشگران از ایالات متحده و کالج سلطنتی انگلستان به سرپرستی دکتر تاماس گامبوسی که به عنوان استاد در دانشگاه میشیگان فعالیت داشته و مدیریت مرکز شبیه‌سازی فضایی را نیز بر عهده دارد، انجام شده است. گروه پژوهشی در بررسی خودشان، تاثیر فرایندهای عصر تاثیر انسان یا همان آنتروپوسنی را روی محیط‌های نزدیک به فضای بیرونی زمین مورد بازبینی و بررسی دقیق‌تر قرار داده‌اند.

این فرایند دربردارنده‌ی ارتباطات رادیویی با فرکانس‌های بسیار پایینی است که در طی قرن نوزدهم میلادی آغاز شده‌اند و در طی قرن بیستم نیز به‌طور قابل ملاحظه‌ای افزایش یافته‌اند. شدت این فعالیت‌ها در سال‌های دهه‌ی ۱۹۶۰ میلادی بیشتر هم شد. این دوره در واقع زمانی بود که کشورهای ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی سابق شروع به انجام برخی آزمایش‌های هسته‌ای در ارتفاع‌های بالاتر از سطح زمین کردند. این آزمایش‌ها در ادامه منجر به ایجاد پالس‌های الکترومغناطیسی قوی در اتمسفر کره‌ی زمین شد.

کاوشگرهای وان آلن

به عنوان یک مثال تاثیرگذار دیگر، ایجاد شبکه‌های برق شهری در مقیاس بزرگ نیز دارای تاثیراتی روی محیط‌های نزدیک به فضای بیرونی کره‌ی زمین بوده‌اند. پژوهشگران در گزارش خودشان چنین تشریح می‌کنند:

وجود دایمی و رشد شبکه‌های برق شهری و وجود مخابره‌کننده‌های با فرکانس‌های بسیار پایین در بخش‌های مختلف سیاره‌، تلویحا ما را به این نتیجه می‌رساند که وضعیت امروز محیط نزدیک به فضای کره‌ی زمین را به احتمال زیاد نمی‌توانیم پدیده‌ای صرفا طبیعی قلمداد کنیم و از آن نتیجه بگیریم که محیط امروز کره‌ی زمین همان محیطی است که در اوایل قرن نوزدهم میلادی نیز بوده است. ما در حال حاضر می‌توانیم چنین نتیجه‌ای را استنباط کنیم. با این وجود هنوز هم عدم قطعیت‌های اساسی پیرامون این برداشت و  طبیعتِ این فرایندهای فیزیکی وجود دارد؛ فرایندهایی که تحت تاثیر هر دو عامل محیط طبیعی و امواج تولیدشده توسط انسان قرار می‌گیرند.

وجود کمربندهای تشعشعی پیرامون زمین به عنوان یک واقعیت مبرهن از سال ۱۹۵۰ شناخته شده است. مشخص شده است که این کمربندها حاصل ذرات بارداری هستند که سرچشمه‌شان از خورشید است؛ برای نمونه توفان‌های خورشیدی. این ذرات در ادامه توسط میدان مغناطیسی زمین به دام افتاده‌اند و منجر به تشکیل چنین کمربندهایی شده‌اند. این کمربندهای دو سیاره‌ی زمین را به افتخار دانشمند فضایی امریکا، با عنوان کمربندهای تشعشعی وان آلن نامگذاری کرده‌اند.

کاوشگرهای دوگانه‌ی بررسی کمربند تشعشعی که ابتدا به نام Radiation Belt Storm Probes شناخته می‌شدند، بعدها به کاوشگرهای وان آلن تغییر نام یافتند.

گستره‌ی این کمربندها و میزان و نحوه‌ی توزیع انرژی آنها و آرایش ذرات آنها تا کنون موضوع اصلی پژوهش‌های چندین ماموریت فضایی مجزا بوده است. به‌طور مشابه و در همان دوره‌ها، مطالعاتی نیز شروع شده بود تا بتوانند پی ببرند آیا انسان و ذرات باردار تولیدشده توسط انسان‌ها تا چه میزان روی آن تغییرات در کمربند تشعشعی نقش دا‌شته‌اند؛ ذراتی که می‌توانند وقتی به محل‌های نزدیک فضای بیرونی زمین می‌رسند، با میدان مغناطیسی زمین برهم‌کنش داشته باشند و در ادامه نیز به شکل‌گیری یا تقویت کمربندهای تشعشعی مصنوعی منتهی شوند.

با این حال، دانشمندان از زمان به‌کارگیری کاوشگرهایی در راستای انجام ماموریت‌های فضای که کاوشگرهای یادشده‌ی وان آلن هم یکی از آنها بوده، موفق شده‌اند تاحدودی به مطالعه‌ی جدی‌تر این کمربندها بپردازند. نتیجه‌ی بررسی‌ها این بود که در کنار کمربند طبیعی وان آلن که به تشریح آن پرداختیم، توجه دانشمندان به وجود نوعی حباب از پراکنش‌های با فرکانس بسیار کوتاه پی برده‌اند که پیرامون کره‌ی زمین را به احاطه‌ی خود در آورده‌اند. فیل اریکسون که به عنوان دستیار مدیر در آزمایشگاه هی‌استک در مرکز MIT فعالیت می‌کند، در گفتگوی مطبوعاتی ناسا در این باره چنین توضیح داد:

شماری از آزمایش‌ها و مشاهدات ما نشان داده‌اند که در صورت وجود شرایط مساعد، سیگنال‌های ارتباطات رادیویی با دامنه‌ی فرکانس‌های بسیار پایین می‌توانند، در واقع روی ویژگی‌های تابش‌های محیطی با انرژی بالا در پیرامون کره‌ی زمین تاثیرگذار باشند.

مورد جالبی که کاوشگرها در بررسی‌های خود نشان داده بودند، این بود که گستره‌ی بیرونی حباب فرکانس بسیار پایین ذکرشده تقریبا به‌طور دقیقی به بخش‌های داخلی و بیرونی کمربندهای وان آلن شباهت دارد. علاوه بر آن نیز مقایسه‌های انجام‌شده میان گستره‌ی مدرن کمربندهای تابشی به دست آمده از داده‌های کاوشگرهای وان آلن نشان می‌دهد که مرز داخلی این کمربند در قیاس با آن مقداری که در سال‌های دهه‌ی ۱۹۶۰ در خود نشان داده بود، بسیار دورتر و بیشتر است. آن سال‌ها در واقع به عنوان سال‌هایی در نظر گرفته می‌شوند که مخابره‌های با فرکانس بسیار پایین نسبت به مقدار امروزی آنها دارای مقدار کمتری بوده است.

کمربندهای محافظ زمین

گفته‌های فوق می‌تواند به این معنا باشد که حباب فرکانس بسیار پایینی که انسان‌ها در طی تقریبا یک قرن و نیمِ اخیر در حال ایجادش بوده‌اند، تابش‌های اضافی برآمده از محیط‌های نزدیک زمین را بازمی‌گردانده و مانع رسیدن آنها به بخش‌های داخلی زمین می‌شده است. چنین خبری ذاتا خبر خوبی برای ما انسان‌هاست؛ زیر تاثیرات ذرات باردار روی تجهیزات الکترونیکی و از آن مهم‌تر روی سلامت انسان و موجودات زنده به خوبی و با مدارک کافی اثبات شده است. ثاثیرات این‌چنینی ناشی از تابش در طول دوره‌هایی که وضعیت اقلیمی فضایی پیرامون زمین دارای شدت بالایی باشد، می‌توانند کاملا جدی و مشکل‌ساز باشند.

با اختصاص دادن وقت و انرژی بیشتر برای انجام مطالعاتی در این زمینه، این امکان وجود دارد که ما روش‌هایی را برای استفاده از مخابره‌های امواج با فرکانس پایین به‌طور قابل پیش‌بینی و قابل اطمینان پیدا کنیم تا بدین ترتیب بتوانیم محیط نزدیک به کره‌ی زمین را تبدیل به جای مناسب‌تری برای انسان‌ها و همچنین برای سلامت تجهیزات الکترونیکی‌مان کنیم. از طرفی نیز با وجود کمپانی‌هایی همچون اسپیس‌ایکس و تلاش آنها برای توسعه‌ی اینترنت با پهنای باند وسیع در سطح دنیا با استفاده از توسعه‌ی ماهواره‌هایی در مدار زمین و حتی برنامه‌های بزرگ‌تر و گسترده‌تر چنین سازمان‌هایی برای تجاری‌سازی و استفاده‌ی اقتصادی از مدار نزدیک زمین، به نظر می‌رسد که هر تحقیق و هر یافته‌ای در این زمینه که بتواند در کاهش ریسک‌های ایجاد شده توسط پدیده‌ی تابش مفید باشد، کاملا مورد استقبال قرار گیرد.



منبع :زومیت