Pomiędzy 3–5 lipca 2019 roku w Instytucie Geofizyki PAN w Warszawie odbyła się Konferencja “Pola Elektromagnetyczne ULF/ELF na Ziemi i w Przestrzeni Kosmicznej”.
Konferencja ta, należy do ciągu “Spotkań Bieszczadzkich”, których było już ponad 20, a dotyczyły podobnej tematyki, uprawianej od kilkudziesięciu lat, z której na czoło wybija się badanie Rezonansów Schumanna. Od ponad dwóch dekad, zespół naukowy z Obserwatorium Astronomicznego UJ i Katedry Elektroniki AGH, prowadzi w Bieszczadach automatyczne obserwacje naturalnego pola elektromagnetycznego (EM) Ziemi w paśmie ELF, czyli pola o ekstremalnie niskiej częstotliwości, obecnie w zakresach od 0.03 HZ do 60Hz (Ela7), od 0.03 do 300 Hz (Ela10), czy od 0.03 Hz do 900 Hz (Ela 11) i indukcyjności paru pT (piko Tesli), w tym oczywiście obserwacje Rezonansów Schumanna.
Pole to, zasilane jest poprzez wyładowania atmosferyczne na całej Ziemi. Średnio w czasie burz na naszej planecie, obserwuje się około 60 piorunów/sek. Te elektryczne wyładowania podtrzymują rozchodzące się fale ELF we wnęce rezonansowej, jaką tworzy powierzchnia Ziemi i Jonosfera. Pewne częstości fal elektromagnetycznych (8 Hz, 14 Hz, 22 Hz, 28 Hz, 32 Hz) są w tej wnęce uprzywilejowane, i przenoszona przez nie energia jest praktycznie pozbawiona strat, a noszą one nazwę – na cześć odkrywcy austriackiego fizyka – Rezonansów Schumanna. Obserwacje tych rezonansów, ze względu na ich specyfikę, powinny być prowadzone w “czystej’ elektromagnetycznie strefie. Po długiej serii analiz, wybrano już w 1992 roku okolice Bieszczadzkiego Parku Narodowego w dolinie Jawornika, jako najbardziej sprzyjające miejsce dla takich obserwacji. Zbudowano tam podziemną Stację “Hylaty” prowadzącą od 9 lipca 2005 roku ‘non stop’ ciągłe automatyczne pomiary geofizyczne pól EM ELF.
Z czasem, w miarę zdobywanego doświadczenia, zespół krakowski, uruchomił w ostatnim dziesięcioleciu dwie nowe Stacje (w oparciu o system Ela10), dzięki grantom przyznanym przez Komitet badań Naukowych – jest to tzw. program WERA, w Górach Skalistych w USA i w Patagonii (Argentyna). Pozwala to między innymi, metodą triangulacji, na precyzyjną lokalizację uderzeń piorunów na kuli ziemskiej. Związki fizyczne, zachodzące pomiędzy zjawiskami w atmosferze Ziemi cieszą się bowiem od kilkudziesięciu lat dużym zainteresowaniem świata naukowego (patrz: Space Weather).
W opublikowanych wynikach naszych obserwacji wykazaliśmy m. innymi, iż powyższe częstotliwości rezonansowe, przestrajają się w zależności od stanu aktywności Słońca. Być może, ta dziedzina badań, nie budzi tak dużych emocji jak np.: odkrywanie nowych planet poza Układem Słonecznym czy obecność czarnych dziur w galaktykach, ale przecież zjawiska zachodzące, nieomal w zasięgu reki, między troposferą, a jonosferą w atmosferze ziemskiej, mają niebagatelny, bezpośredni wpływ na człowieka i obserwowane drastyczne zmiany klimatu.
W dotychczasowych przeprowadzonych obserwacjach, stwierdziliśmy pojawianie się gigantycznych wzbudzeń ziemskiej wnęki rezonansowej (tzw. “Q – bursty”), które wiążą sie z powstającymi na dużych wysokościach dżetami, sprajtami, elfami czy wyładowaniami promieniowania gamma. Stanowią one zbiór tzw. przejściowych zjawisk rozbłyskowych (ang. Transient Luminous Events).
Cóż to za tajemnicze zjawiska, a tak pięknie nazwane?
Otóż elfy są to koliste zjawiska świetlne w jonosferze, zachodzące na wysokości około 90–100 km nad powierzchnią Ziemi, na pograniczu warstw atmosferycznych mezosfery i termosfery; są to świecenia plazmy wywołane przez impulsy elektromagnetyczne od krótkotrwałych, ale silnych wyładowań zachodzących w niższych warstwach atmosfery.
Czerwone sprajty to wyładowania elektryczne zachodzące na wysokości 60–90 km na Ziemią, które powstają skutkiem sporadycznie występujących olbrzymich dodatnich wyładowań w dolnej Stratosferze, ponad chmurami burzowymi.
Niebieskie dżety to wyładowania zachodzące w stratosferze ponad chmurami burzowymi – cumulonimbusami – na wysokości między 15–40 km.
O tych dziwnych, kolorowych zjawiskach donosili już piloci samolotów stratosferycznych (Concorde), czy też astronauci obserwujący Ziemię z pokładu Stacji Kosmicznej. Zatem badania tych zjawisk mają niebagatelny wpływ na poznanie procesów zachodzących w troposferze, czyli najniższej warstwie naszej atmosfery.
Wyżej wymienione badania bezpośrednio powiązane są z prowadzonymi od kilkudziesięciu lat przez NASA, obserwacjami tzw. pogody kosmicznej, która to dziedzina wiąże ze sobą takie nauki jak: astronomię (heliofizykę), astronautykę, geofizykę czy klimatologię.
Nic więc dziwnego, że wspomniana na początku Konferencja, zorganizowana głównie przez Panią dr Annę Odzimek z Instytutu Geofizyki PAN w Warszawie, poświęcona była m. innymi omówieniu wyników obserwacyjnych i ich interpretacji teoretycznych.
Przedstawione na Konferencji wystąpienia, opublikowane zostały w Zeszycie zawierającym obszerne abstrakty wygłoszonych prac: “Publications of the Institute of Geophysics Polish Academy of Science”. W dniu 4 lipca, w godzinach popołudniowych, Uczestnicy Konferencji zwiedzili Obserwatorium Geofizyczne im. Stanisława Kalinowskiego w Otwocku – Świdrze, założone w 1914 roku, w którym obecnie prowadzi się głównie prace związane z elektrycznością dolnej atmosfery Ziemi. Na zakończenie Konferencji, organizatorzy postanowili zaprosić zainteresowanych za dwa lata, na kolejną “Konferencję Bieszczadzką”, być może do Dwerniczka lub Warszawy, licząc się z tym, że w ten sposób przyczynią sie do rozwiązania, przynajmniej niektórych, frapujących zagadek związanych z najbliższym otoczeniem Ziemi i zachodzącymi w nim słabo, czy też nie do końca poznanymi zjawiskami elektrycznymi.
Adam Michalec
[Pracujący w naszym Obserwatorium dr Adam Michalec od lat prowadzi badania naukowe dotyczące pól elektromagnetycznych Ziemi. Zakończona przed paroma dniami konferencja poświęcona tym obserwacjom, jest dobrą okazją aby dowiedzieć się, o co właściwie w tym wszystkim chodzi].
