بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته ..
آية اختلاف الليل والنهار في ضوء علوم الفضاء
صورة بالأقمار الصناعية توضح إيلاج الليل في النهار في شمال أفريقيا وغرب أوربا
بقلم د. نجاة محمد رشيد رؤوف العبيدي
جامعة بغداد/ كلية العلوم/ قسم الفلك والفضاء
"يكشف هذا البحث حقائق جديدة في ظاهرة اختلاف الليل والنهار، والتي يعيشها الإنسان يوميا على هذه الأرض، فهي واحدة من اهم الحقائق الكونية التي تشهد على وحدانية الخالق وانه إله كل شيء وخالق كل شيء، يقول تعالى: (إِنَّ فِي خَلْقِ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ وَاخْتِلَافِ اللَّيْلِ وَالنَّهَارِ وَالْفُلْكِ الَّتِي تَجْرِي فِي الْبَحْرِ بِمَا يَنْفَعُ النَّاسَ وَمَا أَنْزَلَ اللَّهُ مِنَ السَّمَاءِ مِنْ مَاءٍ فَأَحْيَا بِهِ الْأَرْضَ بَعْدَ مَوْتِهَا وَبَثَّ فِيهَا مِنْ كُلِّ دَابَّةٍ وَتَصْرِيفِ الرِّيَاحِ وَالسَّحَابِ الْمُسَخَّرِ بَيْنَ السَّمَاءِ وَالْأَرْضِ لَآَيَاتٍ لِقَوْمٍ يَعْقِلُونَ) [البقرة: 164]. إن ظاهرة اختلاف الليل والنهار هي نعمة من نعم المولى عز وجل ينبغي التفكر فيها، وهي معجزة إلهية لم يتمكن العلماء من كشف أسرارها إلا في أواخر القرن العشرين، وهذا يشهد على إعجاز هذه الآية الكريمة".
مقدمة
يوجد في القرآن الكريم عدد كبير من الآيات الكونية فيها دلالات بينة على وحدانية الله تعالى وإقامة الحجة على ذلك من خلال التفسير العلمي وهداية للعلماء في أبحاثهم تقودهم إلى الاستنتاجات المقنعة وان الحقيقة الكونية خدمة للبشرية جمعاء تنور طريق الباحثين وتخرجهم من الظلمات إلى النور[1و2 ]، وظاهرة الليل والنهارالتي يعيشها الإنسان يوميٌّا فوق هذه الأرض واحدة من هذه الحقائق الكونية. حقاً، إن القرآن معجزة الدهر، أي معجزة خالدة متجددة يتبين للناس منها على مر الدهور وجه لم يكن تبين وناحية لم يكن أحد يعرفها، فيكون هذا التجدد في الإعجاز العلمي سنداً قوياً للرسالة الإسلامية وكشفاً لكنوز القرآن وبرهاناً على صدق الوحي ونبوة سيدنا محمد صلى الله عليه وسلم وعالمية رسالته. في هذا البحث اود ان ابين الاختلاف بين الليل والنهار في ضوء علم الفضاء، فلو رجعنا لكلام المولى تبارك وتعالى وما ورد عن اختلاف الليل والنهار ذكرها الله في خمس آيات نوردها:
1- (إِنَّ فِي خَلْقِ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ وَاخْتِلَافِ اللَّيْلِ وَالنَّهَارِ وَالْفُلْكِ الَّتِي تَجْرِي فِي الْبَحْرِ بِمَا يَنْفَعُ النَّاسَ وَمَا أَنْزَلَ اللَّهُ مِنَ السَّمَاءِ مِنْ مَاءٍ فَأَحْيَا بِهِ الْأَرْضَ بَعْدَ مَوْتِهَا وَبَثَّ فِيهَا مِنْ كُلِّ دَابَّةٍ وَتَصْرِيفِ الرِّيَاحِ وَالسَّحَابِ الْمُسَخَّرِ بَيْنَ السَّمَاءِ وَالْأَرْضِ لَآَيَاتٍ لِقَوْمٍ يَعْقِلُونَ) [البقرة: 164].
2- (إِنَّ فِي خَلْقِ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ وَاخْتِلَافِ اللَّيْلِ وَالنَّهَارِ لَآَيَاتٍ لِأُولِي الْأَلْبَابِ) [آل عمران: 190]
3- (إِنَّ فِي اخْتِلَافِ اللَّيْلِ وَالنَّهَارِ وَمَا خَلَقَ اللَّهُ فِي السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ لَآَيَاتٍ لِقَوْمٍ يَتَّقُونَ) [يونس: 6]
4- (وَهُوَ الَّذِي يُحْيِي وَيُمِيتُ وَلَهُ اخْتِلَافُ اللَّيْلِ وَالنَّهَارِ أَفَلَا تَعْقِلُونَ) [المؤمنون: 80]
5- (وَاخْتِلَافِ اللَّيْلِ وَالنَّهَارِ وَمَا أَنْزَلَ اللَّهُ مِنَ السَّمَاءِ مِنْ رِزْقٍ فَأَحْيَا بِهِ الْأَرْضَ بَعْدَ مَوْتِهَا وَتَصْرِيفِ الرِّيَاحِ آَيَاتٌ لِقَوْمٍ يَعْقِلُونَ) [الجاثية: 5]
لو تأملنا هذه الايات نجد فيها ارتباط بين اختلاف الليل والنهار والسموات والارض والتي ورد ذكرها في اربعة منها وفيها يخاطب الله سبحانه وتعالى اصحاب العقول والعلماء بأن يتفكرون في هذه الايات ويجدون فيها عظمة الخالق وان هذا الكون لابد من وجود مدبر واحد وقانون واحد يحكمه وهذا عكس ما يدعيه بعض العلماء بفوضوية الكون (الَّذِينَ يَذْكُرُونَ اللَّهَ قِيَامًا وَقُعُودًا وَعَلَى جُنُوبِهِمْ وَيَتَفَكَّرُونَ فِي خَلْقِ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ رَبَّنَا مَا خَلَقْتَ هَذَا بَاطِلًا سُبْحَانَكَ فَقِنَا عَذَابَ النَّارِ) [آل عمران: 191]. عند مراجعة المصادر التي فسرت هذه الايات وما تتفق مع العلم الحديث نجد فيها من الاشياء والحجج المقنعة ولكن يمكن اضافة بعض المعلومات التي اجدها متفقة مع هذه الايات والتي تخص علم الفضاء والتي هي جزء من دراستي وللدخول في هذا المجال يجب التعرف على بعض الحقائق التي ورد ذكرها في بعض المصادر.
ما ورد في كتب المفسرين … واختلاف الليل والنهار
نوجز بعض ما ورد في تفسير ابن الكثير من سورة البقرة: 164 من قوله تعالى: (إِنَّ فِي خَلْقِ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ) تلك في ارتفاعها ولطافتها واتساعها وكواكبها السيارة والثوابت ودوران فلكها وهذه الأرض في كثافتها وانخفاضها وجبالها وبحارها وقفارها ووهادها وعمرانها وما فيها من المنافع, واختلاف الليل والنهار. هذا يجيء ثم يذهب ويخلفه الاَخر ويعقبه, لا يتأخر عنه لحظة، وعن ابن أبي حاتم حيث قال: نزلت على النبي صلى الله عليه وسلم بالمدينة (وَإِلَهُكُمْ إِلَهٌ وَاحِدٌ لَا إِلَهَ إِلَّا هُوَ الرَّحْمَنُ الرَّحِيمُ) [البقرة: 163] فقال كفار قريش بمكة: كيف يسع الناس إله واحد ؟ فأنزل الله تعالى: (إِنَّ فِي خَلْقِ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ وَاخْتِلَافِ اللَّيْلِ وَالنَّهَارِ وَالْفُلْكِ الَّتِي تَجْرِي فِي الْبَحْرِ بِمَا يَنْفَعُ النَّاسَ) إلى قوله: (لَآَيَاتٍ لِقَوْمٍ يَعْقِلُونَ) فبهذا يعلمون أنه إله واحد، وأنه إله كل شيء، وخالق كل شيء. وفي تفسير آل عمران: 190، أن الله تعالى يقول: (إِنَّ فِي خَلْقِ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ) أي هذه في ارتفاعها واتساعها، وهذه في انخفاضها و كثافتها واتضاعها، وما فيهما من الاَيات المشاهدة العظيمة من كواكب سيارات، وثوابت وبحار وجبال وقفار وأشجار ونبات، وزروع وثمار، وحيوان ومعادن، ومنافع مختلفة الألوان والروائح والطعوم والخواص، (وَاخْتِلَافِ اللَّيْلِ وَالنَّهَارِ) أي تعاقبهما وتقارضهما الطول والقصر، فتارة يطول هذا ويقصر هذا، ثم يعتدلان ثم يأخذ هذا من هذا فيطول الذي كان قصيرا، ويقصر الذي كان طويلا. وكل ذلك تقدير العزيز العليم، ولهذا قال تعالى (لَآَيَاتٍ لِأُولِي الْأَلْبَابِ) أي العقول التامة الذكية التي تدرك الأشياء بحقائقها على جلياتها، وليسوا كالصم البكم الذين لا يعقلون، الذين قال الله فيهم (وَكَأَيِّنْ مِنْ آَيَةٍ فِي السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ يَمُرُّونَ عَلَيْهَا وَهُمْ عَنْهَا مُعْرِضُونَ * وَمَا يُؤْمِنُ أَكْثَرُهُمْ بِاللَّهِ إِلَّا وَهُمْ مُشْرِكُونَ) ثم وصف تعالى أولي الألباب، فقال: (وَيَتَفَكَّرُونَ فِي خَلْقِ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ) أي يفهمون ما فيهما من الحكم الدالة على عظمة الخالق وقدرته وعلمه وحكمته واختياره ورحمته. وما ورد في تفسير الطبري عن اختلاف الليل والنهار لا يختلف عن ما ورد في تفسير ابن الكثير بل يؤكد انها نزلت على الرسول لتبين للمشركين ان الله هو خالق كل شيء وهو واحد احد[3].
الحركات النسبية للارض … واختلاف الليل والنهار
لوصف اي حركة لأي جسم على الاقل هنالك نقطتا مرجع يجب ان تؤخذ بالحسبان، فحركة الارض تقارن بالنسبة للشمس اأو للقمر أو للنجوم…الخ. ففي كل حالة تختلف عن الحالة الاخرى اعتمادا على المرجع الذي تقارن به، فالارض كوكب صغير ويمتلك عدة حركات في هذا الكون الواسع وهو جزء من نظام شمسي الذي يدور حول مجرة حلزونية، والمجرة نفسها في حركة تسارعية الى خارج الكون قال تعالى (كُلٌّ يَجْرِي لِأَجَلٍ مُسَمًّى)، ويجدر الاشارة هنا الى ان حركة الارض نسبة للكون صفر اي ان الارض ثابتة نسبة للفضاء الكوني. الفضاء لوحده، مجرد من كل مادة وطاقة، فهو ليس فارغا على اية حال، له كل "قوانين الطبيعة" التي تحكم المادة والطاقة ضمن هذا الكون ان هذه "القوانين" تعتبر الاطار الذي يخلق الفضاء ويعطي هذا الكون شخصيته. فيما يلي ملخص بالعديد من حركات الارض وان هذه الحركات هي نسبة الى اجسام اخرى
* ان الارض تدور حول محورها نسبة للشمس بسرعة 1600 كم في الساعة ويبلغ محيطها 38400 كم وبهذه السرعة تكمل الارض دورة كاملة كل 24 ساعة لذلك فسرعة الدوران هذه في غاية الدقة صنع الله الذي اتقن كل شيء. وان المدار الذي تدور به الشمس يختلف عن المدار الذي تدور به الارض (لَا الشَّمْسُ يَنْبَغِي لَهَا أَنْ تُدْرِكَ الْقَمَرَ وَلَا اللَّيْلُ سَابِقُ النَّهَارِ وَكُلٌّ فِي فَلَكٍ يَسْبَحُونَ) [يس: 40] فسبحان من أنزل القرآن بأعجازه تذكرة لأولي الأبصار… وفيما يلي بعض الايات التي تبين كروية الارض ودورانها حول محورها من خلال الوصف الدقيق لتولد الليل والنهار.
دوران الأرض حول محورها نسبة للشمس ينتج عنه الليل والنهار
(يغشى الليل النهار يطلبه حثيثاً )[الأعراف: 54].
(يغشى الليل النهار )[الرعد: 3].
(يكور الليل على النهار ويكور النهار على الليل )[الزمر: 5].
(يولج الليل في النهار ويولج النهار في الليل )[لقمان: 5].
(وآية لهم الليل نسلخ منه النهار فإذا هم مظلمون )[يس: 37].
وقد وضح المفسرون آية الإغشاء بأنه تعالى يجعل زمن الليل وزمن النهار يتعاقبان بسرعة على الأرض، وآية الانسلاخ بأنه تعالى يفصل أو يزيل النهار من الليل فيدخل الناس في الظلام، والتكوير والإيلاج أنه تعالى ينقص في زمن الليل بقدر ما يزيد في زمن النهار، وبالعكس. والايات تشير الى ظلمة الليل ونور النهار [4]
( وَاللَّيْلِ إِذَا يَغْشَى * وَالنَّهَارِ إِذَا تَجَلَّى ) [الليل: 1 2].
( وَجَعَلْنَا اللَّيْلَ لِبَاسًا * وَجَعَلْنَا النَّهَارَ مَعَاشًا ) [النبأ: 10 11].
( هُوَ الَّذِي جَعَلَ لَكُمُ اللَّيْلَ لِتَسْكُنُوا فِيهِ وَالنَّهَارَ مُبْصِرًا إِنَّ فِي ذَلِكَ لَآَيَاتٍ لِقَوْمٍ يَسْمَعُونَ ) [يونس: 67].
وإذا استعرضنا لوازم الليل والنهار في علم الطبيعة نجدها ستة وهي، ظلام الليل ونور النهار، مكان حدوث الليل ومكان حدوث النهار، سبب حدوث الليل وسبب حدوث النهار.
* ان تباطأ حركة دوران كوكب الارض نسبة للشمس، فالكوكب يصبح اكثر مستديرا مما يسبب في انكماش محيط خط الاستواء بشكل تدريجي هذا له تأثيرات عميقة على قشرة الارض ومحيطاتها وجوها بينما يتغير شكل الارض بشكل بطيء يقول تعالى (أَوَلَمْ يَرَوْا أَنَّا نَأْتِي الْأَرْضَ نَنْقُصُهَا مِنْ أَطْرَافِهَا وَاللَّهُ يَحْكُمُ لَا مُعَقِّبَ لِحُكْمِهِ وَهُوَ سَرِيعُ الْحِسَابِ) [الرعد: 41] والاية (بَلْ مَتَّعْنَا هَؤُلَاءِ وَآَبَاءَهُمْ حَتَّى طَالَ عَلَيْهِمُ الْعُمُرُ أَفَلَا يَرَوْنَ أَنَّا نَأْتِي الْأَرْضَ نَنْقُصُهَا مِنْ أَطْرَافِهَا أَفَهُمُ الْغَالِبُونَ )[الانبياء: 44]. وان سرعة تعاقب الليل والنهار متغيرة مع الزمن، وتبين علمياً أن هذه السرعة كانت عالية عند بدء خلق الأرض، ثم تناقصت بالتدريج مع مرور الزمن، وما زال هذا التناقص مستمراً بسبب ظاهرة المد والجزر. أن طول اليوم على كوكب الأرض يزداد بمقدار (1……… ثانية) كل قرن، وإذا تدبرنا آيات القرآن الكريم نجد إشارة واضحة وصريحة لهذه الظاهرة في هذه الاية: (إن ربكم الله الذي خلق السماوات والأرض في ستة أيام ثم استوى على العرش يغشي الليل النهار يطلبه حثيثاً والشمس والقمر والنجوم مسخرات بأمره ألا له الخلق والأمر، تبارك الله رب العالمين)[الأعراف: 54].
* دوران الارض حول الشمس حيث تأخذ الارض 365.25 يوما لاكمال دورة واحدة حول الشمس.
* حركة الارض نسبة الى خلفية النجوم وذلك بترنحه حول محوره وياخذ 26000 سنة لاكمال دورة واحدة.
* حركة الارض نسبة للفضاء نفسه حيث يعتبر ساكنا بالنسبة للكون وهذا ما اشير اليه من قبل العالم مايكلسون اثناء قيامه بتجربة لقياس سرعة الضوء وفي التجارب الاخرى لاوجود لاي حركة بين الارض والفضاء. فيزجيرالد فسر بأن الارض تقلصت فقط بما فيه الكفاية لتعادل حركة الارض المتباعدة خلال الفضاء. اما اينشتاين فجاء بفكرة مختلفة قليلا ولكن الحقيقة المجردة بأن الارض لاتتحرك نسبة الى الفضاء اي ان سرعتها صفر وهذا ما اشار اليه القرآن اذ قال تعالى (اللَّهُ الَّذِي رَفَعَ السَّمَاوَاتِ بِغَيْرِ عَمَدٍ تَرَوْنَهَا ثُمَّ اسْتَوَى عَلَى الْعَرْشِ وَسَخَّرَ الشَّمْسَ وَالْقَمَرَ كُلٌّ يَجْرِي لِأَجَلٍ مُسَمًّى يُدَبِّرُ الْأَمْرَ يُفَصِّلُ الْآَيَاتِ لَعَلَّكُمْ بِلِقَاءِ رَبِّكُمْ تُوقِنُونَ) [الرعد:2] هذه الآية جاءت لتصف حركة الشمس والقمر معا اي ان السرعة النسبية بينهما صفر فسبحان الله اذا تغيرهذا النظام واصبح هنالك سرعة نسبية بين الارض والشمس لاختل النظام واخذت الارض بالابتعاد عن الشمس واصبحت الحياة على الارض غير ممكنة ولكن برحمة من الله تعالى دبر هذا الكون الى ان تقوم الساعة.
صورة للأرض ويظهر فيها الاختلاف بين الليل والنهار
* يميل محور الأرض بمقدار 23.5 على العمود الرأسي على مستوى مدارها حول الشمس، وميل المحور هو السبب في اختلاف زمن الليل وزمن النهار مما يسبب في حدوث فصول السنة الاربعة، الشتاء والربيع والصيف والخريف.
الشكل يبين ميلان الأرض عن محورها ب 23.5 درجة
ويقول تعالى في سورة الرعد في وصف المراحل النهائية لخلق الأرض: (اللَّهُ الَّذِي رَفَعَ السَّمَاوَاتِ بِغَيْرِ عَمَدٍ تَرَوْنَهَا ثُمَّ اسْتَوَى عَلَى الْعَرْشِ وَسَخَّرَ الشَّمْسَ وَالْقَمَرَ كُلٌّ يَجْرِي لِأَجَلٍ مُسَمًّى يُدَبِّرُ الْأَمْرَ يُفَصِّلُ الْآَيَاتِ لَعَلَّكُمْ بِلِقَاءِ رَبِّكُمْ تُوقِنُونَ (2) وَهُوَ الَّذِي مَدَّ الْأَرْضَ وَجَعَلَ فِيهَا رَوَاسِيَ وَأَنْهَارًا وَمِنْ كُلِّ الثَّمَرَاتِ جَعَلَ فِيهَا زَوْجَيْنِ اثْنَيْنِ يُغْشِي اللَّيْلَ النَّهَارَ إِنَّ فِي ذَلِكَ لَآَيَاتٍ لِقَوْمٍ يَتَفَكَّرُونَ )[الرعد: 2 3].
* كل الكواكب في المجموعة الشمسية تتحرك تقريبا بنفس السرعة المجرية على الرغم من ان كل كوكب له سرعتة الفردية حول الشمس تختلف عن الكوكب الاخر. وكذلك تتذبذب الكواكب في حركتها نسبة للنجوم الاخرى لمجاورة لها اثناء مسيرتها حول درب التبانة.
أن دوران الارض حول محورها ودورانها حول الشمس وميلان محور الارض كل هذه معا كنظام تولد الاختلاف بين الليل والنهار طبقاً للوصف القرآني، أليس هذا إعجاز قرآني.
الانسان والحيوان … واختلاف الليل والنهار
وردت عبارة الليل والنهار في احدى وعشرون آية من آيات القرآن الكريم ولو تأملنا هذه الاية : (وَجَعَلْنَا اللَّيْلَ وَالنَّهَارَ آَيَتَيْنِ فَمَحَوْنَا آَيَةَ اللَّيْلِ وَجَعَلْنَا آَيَةَ النَّهَارِ مُبْصِرَةً لِتَبْتَغُوا فَضْلًا مِنْ رَبِّكُمْ وَلِتَعْلَمُوا عَدَدَ السِّنِينَ وَالْحِسَابَ وَكُلَّ شَيْءٍ فَصَّلْنَاهُ تَفْصِيلًا) [الاسراء: 12]اي ان الله جعل الليل مظلما للنوم والراحة للانسان والحيوان رحمة منه وجعل النهار مضيئأ للعمل وطلب الرزق، وممكن من خلال تعاقب الليل والنهار معرفة الوقت وحساب السنين.
النبات … واختلاف الليل والنهار
لنتدبر جانباً من الإعجاز النباتي في آية (اختلاف الليل والنهار ) والتي تطرق الى تفسيرها علميا احد الباحثين [5]بما للنهار من أهمية للنبات والتي تكمن في ضوء الشمس وما تمدنا به من حرارة وإشعاعات سخرها الله سبحانه وتعالى لقيام الحياة واستمرارها على كرتنا الأرضية ، بعملية البناء الضوئي (Photosynthesis) يقوم النبات بما أودع الله سبحانه وتعالى فيها من خصائص حيوية بصنع الغذاء. اما اهمية الليل لاستمرار الحياة على الارض، فالعلماء يقسمون تفاعلات البناء الضوئي إلى تفاعلات الضوء وهي التي لا تتم إلا في الضوء (النهار ) وتفاعلات الظلام وهي تتم في الليل. ان اختلاف الليل والنهار طولاً وقصراً نوراً وإظلاماً برودة ودفئاً من أهم عوامل استمرار الحياة على الأرض ففي النباتات الزهرية إذا لم تتكون الأزهار لا تتكون الثمار ولا الحبوب وهذه الأزهار لا تتكون في أي نبات إلا إذا تكونت فيه أولاً مادة كيميائية حيوية تؤدي إلى عملية الإزهار هذه المادة تسمى هرمون الإزهار (lowaring Hormone) وهذه المادة تتكون فقط عندما يختلف الليل والنهار في حياة النبات فتكوين هذا الهرمون متوقف على تتابع فترة الإضاءة وفترة الإظلام ومدة كل منهما واستمرارها، وشدة الضوء والظلام .
تتم داخل خلايا أوراق النبات الخضراء عمليات مقعدة تسمىPhotosynthesis
فقد خلق الله سبحانه وتعالى في المملكة النباتية نباتات تحتاج إلى فترة إظلام يومية لا تقل عن عدد معين من الساعات حتى تزهر ولذلك سميت هذه النباتات بنباتات الليل الطويل . وتوجد أيضاً نباتات تحتاج إلى فترة إضاءة يومية لا تقل عن عدد معين من الساعات حتى تزهر ولذلك سميت بنباتات النهار الطويل. إذا نقلنا نبات من نباتات الليل الطويل إلى بيئة فيها النهار أطول فإن هذه النباتات تفشل في تكوين الأزهار والثمار والحبوب .
توجد في الكائنات الحية الأخرى غير النبات كائنات حية لا تنشط إلا في الليل وأخرى لا تنشط إلا في النهار. توجد جراثيم لا تخرج من مكامنها إلا ليلاً وأخرى لا تخرج إلا نهارا. وجد بالتجربة أن طبقة الأوزون تحمي كائنات الأرض من شدة الإضاءة ونوعيتها وزيادة الضوء عن الحد المقدر يؤدي إلى هلاك الكائنات الحية، فعندما زادت كمية الضوء وتغيرت نوعيتها بالنسبة إلى بعض النباتات انخفضت نسبة البروتين فيها 20% عن المعدل ووجد أن الليل ضروري لحماية تلك النباتات والحفاظ عليها من الهلاك [5].
الغلاف الجوي للارض … واختلاف الليل والنهار
يقسم الغلاف الجوي للارض الى سبع مناطق هي:
1- طبقة التروبوسفيرTroposphere: هي الطبقة الملاصقة لسطح الأرض، ويبلغ متوسط ارتفاعها حوالي 11كم فوق سطح البحر، وتمتاز هذه الطبقة بوجود بخار الماء وثاني اوكسيد الكاربون وغاز الاوكسجين والنتروجين. تقل درجة حرارة الهواء وكثافته وضغطه والجزيئات الثقيلة كلما ارتفعنا إلى الأعلى في هذه الطبقة.
2- طبقة الستراتوسفيرStratosphere: يتراوح ارتفاعها ما بين 11كم و50 كم فوق سطح البحر وتحتوي على طبقة الأوزون حيث له القدرة على امتصاص 99% من الأشعة فوق البنفسجية المهلكة الصادرة من الشمس، ويتراوح ارتفاع غاز الأوزون داخل طبقة الستراتوسفير بين 20 و 30 كم فوق سطح البحر. وتتميز طبقة الستراتوسفير بالاستقرار التام في جوها، حيث ينعدم بخار الماء فيها، وتخلو من الظواهر الجوية.
3- طبقة الميزوسفيرMesophere: هي الطبقة التي تعلو الستراتوسفير، ويتراوح ارتفاعها بين 50 85 كم، فوق سطح البحر. وتتميز بتناقص مستمر في درجات الحرارة مع الارتفاع فوق سطح البحر، حتى تصبح درجة الحرارة في أعلى هذه الطبقة منخفضة جداً(حوالي 90 درجة مئوية تحت الصفر)، وهي أقل طبقات الغلاف الجوي في درجة حرارتها.
4- طبقة الأيونوسفيرIonosphere: تمتد هذه الطبقة من ارتفاع 85 كيلومتر إلى 700 كيلومتر تقريبا فوق سطح البحر، وتحتوي على كميات كبيرة من الأوكسجين والنيتروجين المتأين والإلكترونات الحرة(بعد تأين جزيئات الأكسجين والنيتروجين المتعادلة بفعل الأشعة السينيةX-ray)، وهي مقسمة إلى ثلاث طبقات داخلية D.E.Fولكل منها خصائصه المميزة، ويتغير سمكها بتغير الليل والنهار وبتغير الفصول والنشاط في الشمس (البقع والانفجاريات الشمسية).
5- طبقات الثرموسفير:Thermosphere: وهي الطبقة الممتدة من ارتفاع 80 كم وحتى 200 كم فوق سطح البحر، ودرجة حرارة هذه الطبقة تتراوح ما بين 180كلفن و1800كلفن، وان سبب هذه الزيارة في درجة الحرارة يعود الى امتصاص المكونات الجوية في هذه الطبقة للأشعة فوق البنفسجية ذات الطاقة العالية (والمسماة XUVأو EUV) وقد تنفذ الجسيمات عالية الطاقة في المجال المغناطيسي للأرض، وتتفاعل مع المناطق العليا من الغلاف الجوي مولدة حرارة إضافية.
6- طبقة الإكسوسفيرExosphere: يتراوح ارتفاعها بين 700 كم و35000 كم فوق سطح البحر، وهي قليلة الكثافة لذلك فإن الجزيئات في هذه الطبقة تكون لها حرية في الحركة تسمح بهروبها من الغلاف الجوي للأرض (إذا كانت سرعتها الحرارية أكبر من السرعة الحرجة اللازمة للتغلب على جاذبية الأرض). ومن الطبيعي أن تتركز جزيئات الغازات الخفيفة (مثل الهيدروجين والهليوم) في طبقات الجو العليا، وبسرعات عالية.
7- الماجنتوسفير Magnetosphere: يمتد المجال المغناطيسي للأرض ويشكل غلافاً حولها إلى مسافة 50000 كم ويقوم هذا الغلاف المغناطيسي إما بصد الجسيمات المشحونة القادمة من الفضاء الخارجي، وإما باصطيادها واقتيادها ناحية قطبي الأرض المغناطيسي وقد أطلق على هذه الأحزمة الإشعاعية اسم (أحزمة فان ألن) [6].
صورة توضيحية لطبقة الماجنتوسفير واحزمة فان الن
صورة توضيحية للغلاف الجوي الأرضي وطبقاته وارتفاعاتها النسبية
ان اية اختلاف الليل والنهار تتجلى في اختلاف مكونات هذه الطبقات من كثافة الكترونية ودرجة حرارة وضغط ما بين الليل والنهار وقد اوضحت الدراسات الحديثة هذا الاختلاف ما بين الليل والنهار وبالاخص ما يتعلق بطبقة الايونوسفير لاهميتها للانسان لاحتواءها على طبقة الاوزون التي تعتبر من نعم الله الكبيرة على الإنسان وسائر المخلوقات بالأرض التي تمتص الاشعة الفوق البنفسجية ذات الطاقة العالية ويمكنها أن تهلك الحياة على الأرض والتي تسبب سرطان الجلد اذا تعرض لها الانسان، وتقسم مناطق الايونوسفير الى عدة طبقات حسب اختلاف الكثافة الالكترونية فيها فهي في النهار ثلاث طبقات Dو Eو Fوتنقسم طبقة F الى طبقتين F1و F2 وان حدود الارتفاعات التقريبية للطبقات عن سطح الارض هي على النحو الاتي والموضحة بالشكل
الشكل يبين اختلاف في الكثافة الالكترونية لطبقات الايونوسفير مع الارتفاع بين الليل والنهار
1- طبقة D تمتد من الارتفاع 50 كم الى 90 كم
2- طبقة E وتمتد من ارتفاع 90 كم الى 140 كم
3- طبقة F1 تمتد من ارتفاع 140 كم الى 210 كم
4- طبقة F2 وتمتد الى ما فوق 210 كم
وفي بعض الاحيان في ساعات النهار ترصد طبقة تظهر في طبقة E وتكون متقطعة وهي طبقة Es اما في ساعات الليل فأن كل من الطبقات Dو Eو F1 تستنفذ جزءا كبيرا من الكتروناتها الحرة بسبب عمليات اعادة الاتحاد وتبقى طبقة F2 فقط مما جعل اهميتها بالاتصالات العالية التردد (HF) بكون لها القابلية على عكس الموجات الراديوية بأطوالها الموجية المختلفة (ابتداءا من الملمتر وحتى الكيلومتر) والاية الكريمة تشير الى هذه الظاهرة (وَالسَّمَاءِ ذَاتِ الرَّجْعِ) [الطارق:11]
الشكل يبين طبقة الأيونوسفير يظهر فيها أهمية هذه الطبقة لعكس موجات الرادار
المجال المغناطيسي للارض … واختلاف الليل والنهار
تتجلى قدرة الله تعالى بعظمته ورحمته في خلقه بأن جعل لهذه الارض التي نعيش عليها درعا واقيا الا وهو المجال المغناطيسي المحيط بها (طبقة الماجنتوسفير) او ما يسمى بأحزمة فان آلن التي تم اكتشافها في الستينيات من القرن العشرين وهو امتداد لخطوط القوة المغناطيسية الخارجية من الأرض لآلاف الكيلومترات في الفضاء الخارجي المحيط بها، ولا يمكن رؤيتها. وصدق الله العظيم إذا يقول (اللَّهُ الَّذِي رَفَعَ السَّمَاوَاتِ بِغَيْرِ عَمَدٍ تَرَوْنَهَا ثُمَّ اسْتَوَى عَلَى الْعَرْشِ وَسَخَّرَ الشَّمْسَ وَالْقَمَرَ كُلٌّ يَجْرِي لِأَجَلٍ مُسَمًّى يُدَبِّرُ الْأَمْرَ يُفَصِّلُ الْآَيَاتِ لَعَلَّكُمْ بِلِقَاءِ رَبِّكُمْ تُوقِنُونَ) [الرعد:2]. إن ظاهرة اختلاف الليل والنهار هي نعمة من نعم المولى عز وجل ينبغي التفكر فيها، وهذا يشهد على إعجاز هذه الآية الكريمة (إِنَّ فِي خَلْقِ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ وَاخْتِلَافِ اللَّيْلِ وَالنَّهَارِ لَآَيَاتٍ لِأُولِي الْأَلْبَابِ) [آل عمران: 190].
صورة توضيحية للغلاف المغناطيسي الأرضي وطريقة التفافه حول الأرض بشكل منتظم
ولدراسة ومعرفة الاختلاف الذي يحدث في هذا المجال المغناطيسي المحيط بالارض بين الليل والنهار فمن الضروري ان نتعرف على التأثيرات التي تحدثها الشمس على هذا المجال، ولنتطرق بعض الشيء على اهم الظواهر التي يمكن ملاحظتها على سطح الشمس خلال نشاطها المرتفع والمنخفض وهي:
التأججات الشمسية: عبارة عن تدفقات مؤقتة وشديدة من الطاقة، تلاحظ بشكل مساحات مضيئة على سطح الشمس في الاطوال الموجية البصرية، وبشكل انفجارات من الضوضاء عند الاطوال الموجية الراديوية وتبقى هذه التأججات من دقائق الى ساعات.
التأججات الشمسية وفي الإطار توضيح لتفاصيل الانفجار
البقع الشمسية: وهي مناطق داكنة تظهر على سطح الشمس (الفوتوسفير)، والبقعة النموذجية لها مركز مظلم يسمى بمنطقة الظل محاط بمساحة اقل ظلاما مسمى منطقة شبه الظل. والبقع الشمسية تأخذ احجاما مختلفة من نقطة صغيرة الى مائة الف كيلومتر وعددها يختلف من دورة واخرى وتستغرق الدورة تقريبا 11سنة. درجة حرارة البقعة تقريبا 4500 كلفن فهي ابرد من حرارة سطح الشمس بحوالي 1500 كلفن ولهذا تبدو لبقع داكنة، كما في الشكل.
البقع الشمسية
الانقذافات الاكليلية: وهي عبارة عن مادة من غاز مؤين ساخن (البلازمة) تقذف من الغلاف الخارجي للشمس وتنتقل بسرعة من 100-1000 م/ ثانية ويستغرق وصولها للارض عدة ايام وان هذه الايونات الموجبة والسالبة تكون تيار مستمر يطلق عليه بالرياح الشمسية.
الرياح الشمسية وما تسببه من اختلاف بين مناطق الليل والنهار على الكرة الارضية
الانبعاثات الصادرة من الشمس ذات تأثير على الارض: وهي على ثلاث انواع
1- الاشعة الكهرومغناطيسية وبالاخص الاشعة السينية والفوق البنفسجية ذات الطاقة العالية التي تؤدي الى تأين الذرات والجزيئات الموجودة في طبقات الجو العليا وتنتقل هذه الاشعاعات الى الارض بسرعة الضوء ويستغرق وصولها 8 دقائق. اثناء النشاط الشمسي العالي يزداد تأين الطبقات مما يؤدي الى حدوث تشويش في الاتصالات الراديوية.
2- الجسيمات ذات الطاقة العالية وهي عبارة عن الكترونات وبروتونات ونيوترونات وذرات عناصر خفيفة كالهيليوم والليثيوم مؤينة وهي تهرب من جاذبية الشمس كسحابة عند الانفجارات العنيفة وتسبح في الفضاء حتى تصل الارض، ولا يمكن رصد هذه الجسيمات الا عند القطبين كما هو الحال في الاشعة الكونية التي تخترق المجال المغناطيسي للارض .
3- تيار البلازما ذات الطاقة المنخفضة وهو ما يعرف بالرياح الشمسية وهي في حالة الهدوء تتكون من غاز متأين معظمة غاز الهيدروجين تنتقل من الشمس بسرعة 300-600 كم في الثانية، اما في حالة النشاط الشمسي فتتضاعف كثافة الغاز وتزداد سرعته فهي تستغرق عدة ايام حتى تصل الارض.
ويمكن من الشكل ان نلاحظ التغيرات التي تحدث في خطوط المجال المغناطيسي الارضي بسبب دخول هذه الانواع من الجسيمات غلاف الارض.
التغيرات التي تحدث في خطوط المجال المغناطيسي الارضي عند حدوث العواصف المغناطيسية
عند وصول الرياح الشمسية إلى الأرض تواجه الحقل المغناطيسي للأرض ويبدأ التفاعل بين الرياح الشمسية وبلازما الغلاف المغناطيسي ويتصرّفان كمولّد كهربائي ، ويمكن ان نلاحظ من الشكل بأن أغلب الجسيمات الصغيرة في الرياح الشمسية تنحرف بمسار منحني حول الأرض بسبب هذا الحقل المغناطيسي. وأن هذه الجسيمات تبدأ رحلتها حول الارض بتقوّس وعلى شكل منحني امام الارض وتسمى "صدمة القوس" ويمكن تشبيها بالماء الذي يكون قوّس موجة أمام المركب المتحرك في الماء. ويمكن ان نلاحظ من الشكل بأن الغلاف المغناطيسي شكله غير كروي فالجانب الذي يواجه الشمس منه (النهار) يمتد الى حدود 70000 كم (10-12 من نصف قطر الارض RE)، اما في جهة الارض البعيدة عن الشمس (الليل) فأنها تمتد من (20-25 RE) وعلى شكل ذيل بسبب تدفق الرياح الشمسية. هناك أيضا فجوات في الذيل المغناطيسي ويطلق عليها اسم (المنخفضات troughs)، حيث لا وجود للتدفق المادي في هذه المنطقة، وان هذه المنخفضات تكون متغيّرة في الحجم والموقع اليست هذه معجزة إلهية والتي لم يتمكن العلماء من كشف أسرارها إلا في أواخر القرن العشرين وجل من قائل (صُنْعَ اللَّهِ الَّذِي أَتْقَنَ كُلَّ شَيْءٍ) [7].
تعقيب
لقد عكف العلماء والباحثين في مجال دراسة الفضاء على وضع النماذج الرياضية بناءا على المعلومات المأخوذة من الاقمار الصناعية للتنبأ ببعض المعاملات مثل البقع الشمسية والترددات الحرجة للسنوات القادمة وذلك لمعرفة على سبيل المثال مدى التأثير الذي يحدثه النشاط الشمسي على الارض او على رواد الفضاء او على بعض الاقمار الصناعية ومن ثم توخي الحذر واتخاذ ما هو لازم. وبالرغم من ذلك فأن هنالك الكثير والكثير من الامور التي عجز العلماء عن التوصل لتفسير لها كظاهرة الانفجار الشمسي وظهور البقع الشمسية وما يتعلق بها من احداث، لندرك عظمة وقدرة الخالق عز وجل مرة اخرى في تدبير هذا الكون (إِنَّا كُلَّ شَيْءٍ خَلَقْنَاهُ بِقَدَرٍ * وَمَا أَمْرُنَا إِلَّا وَاحِدَةٌ كَلَمْحٍ بِالْبَصَر) [القمر:49،50].
ختاما
اود ان اعبر عن شكري وتقديري للمهندس الباحث عبد الدائم الكحيل لتدقيقه هذا العمل المتواضع وتشجيعي على الكتابة والنشر في هذا المجال وفقنا الله واياكم لكل ما هو خير للامة الاسلامية (وقل اعملوا فسيرى الله عملكم ورسوله والمؤمنون).
بقلم د. نجاة محمد رشيد رؤوف العبيدي
جامعة بغداد/ كلية العلوم/ قسم الفلك والفضاء
م/ن
