ما هي الفاتا مورغانا ؟

ما هي ظاهرة ( فاتا مورغانا ) ؟

فاتا مورغانا هي كلمة ايطالية يُشار بها إلى احد الظواهر المتعلقة بالسراب العلوي والذي يُرى في شريط ضيق فوق الأفق.يُعتبر هذا اللفظ اشارة إلى اخت الملك آرثر الجنية الساحرة مورجان لي فاي التي كانت تصنع خيال قصر فخم في الماء لتجذب إليها البحارة ثم تقتلهم.

فاتا مورجانا هي أحد انواع السراب المعقد وغير المعتاد والذي قد يُرى على اليابسة او فوق البحر، في الاقطاب وحتى في الصحراء. وهذا النوع من السراب قد يعكس صورة أي شيء مهما كانت المسافة التي يقع عليها، بل وحتى يعكس صوراً لأجسام غير ظاهرة في الافق.

تكون الفاتا مورغانا سريعة التغير؛ تظهر فيها الأشياء ممطوطة او مضغوطة وذلك بسبب الانعكاس الحراري في طبقات الجو ( وجود طبقة هواء ساخن ملامسة بشكل مباشر لطبقة هواء باردة قريبة من الأرض وهذا عكس المعتاد) مما يُنتج ما يسمى بقنوات الهواء الجوي Atmospheric Ducts .

في حالة الفاتا مورغانا يجب ان يكون الانعكاس او الانقلاب الحراري قويا بما فيه الكفاية ليخلق هذه القنوات. لكن ما قنوات الهواء الجوي هذه بطبيعة الحال؟

قنوات الهواء الجوي

باختصار بسيط؛ هي تركيب ينتج بسبب عدم تجانس طبقات الهواء الجوي، وهو عبارة عن طبقة من الهواء الجوي لها القدرة على حبس الأشعة المنطلقة بزاوية قليلة جدا بالنسبة للأفق، فلا تستطيع هذه الاشعة الافلات، وتستمر في الانعكاس و(الانثناء) بشكل دوري بحيث تتبع انثناء الأرض (ويشبه البعض طبقة الهواء الجوي هذا بالعدسة)، ولهذا فإن بالامكان رؤية اجسام خلف الأفق بسبب الانعكاسات المنثنية نحو الأسفل.

وعلى الرغم من ان هذه الظاهرة معروفة منذ مئات السنين، إلا ان هذا المصطلح تم تقديمه في اربعينيات القرن الماضي في الحرب العالمية الثانية، حيث لاحظ العاملون على اطلاق اشارات الراديو ان بعض الاشارات تنعكس عن اجسام (خلف) الافق وتعود اليهم. وفي مجال الاشارات يطلق على هذه الظاهرة بـ "الانتشار الشاذ " حيث تنتقل الموجات فيما يشبه القنوات Ducts ، ولذا ارتبطت هذه الكلمة بتلك الظاهرة.

اذا كان المشاهد في احد تلك القنوات فإن بامكانه مشاهدة سراب الفاتا مورغانا. وكما قلنا انه سريع التغير بسبب التغيرات في طبيعة الهواء الجوي ودرجة حرارته بشكل غير ثابت مما يؤثر على معامل انكسار الهواء في الطبقات.

كما نعرف جميعا: ينكسر الضوء (يغير مساره) عندما ينتقل بين وسطين مختلفين في الكثافة. وعندما نتحدث عن الهواء فإن اختلاف درجة حرارة طبقات الهواء يؤثر على معامل الانكسار فيغير الضوء من مساره.

لماذا تحدث ظاهرة السراب في المقام الأول؟

ببساطة هذا بسبب طبيعة عمل دماغنا البشري. يفترض دماغنا ان الضوء يجب ان يتحرك في خط مستقيم، لذا عندما ينثني الضوء او ينكسر لسبب او لآخر فإن دماغنا لا يفترض هذا مباشرة، وإنما يفترض ان الجسم يجب ان يكون في مسار الضوء المستقيم.

وفي حالة الفاتا مورغانا، ينعكس الضوء عن الجسم باتجاه الطبقة الأبرد والأكثر كثافة، ولكن، ولأن دماغنا يضع الاجسام في مسار الضوء المستقيم - على امتداد الشاعاع المنكسر -  لذا نرى الأشياء في غير موضعها، وهنا، اعلى من موضعها الأصلي. وبسبب انثناء الضوء نحو الأسفل نرى اجساما خلف الأفق لا تقع في مجال رؤيتنا اصلا.

ماذا يحدث عندما يضرب البرق...الرمال؟

ماذا يحدث عندما يضرب البرق...الرمال؟

البرق والرعد متلازمتان عرفهما الانسان منذ فجر التاريخ، فبينما اعتقد الاغريق أن الرعد هو صوت زيوس الغاضب والبرق هي سهامه التي يرشق بها اعداءه، نعرف نحن الآن التفسير العلمي الواضح لكل من الظاهرتين، ونعرف يقيناً أيضا انه من الممكن ان يضرب البرق المكان نفسه مرتين!، ونعرف أيضا انه من الممكن ان تصل درجة حرارة البرق إلى درجة تفوق درجة حرارة سطح الشمس.

لكن، ماذا يحدث عندما تضرب السنة البرق رمال الشاطئ؟

انتشرت الكثير من الصور على الشبكة العنكبوتية تمثل اشكالا يُقال أنها من فعل البرق عندما يضرب الرمل، لكن معظم هذه الصور مزيفة وغير منطقية اطلاقاً، وخلطها كثيرون مع الاعمال الفنية التي يبدعها البعض على الشواطئ.

السؤال هو: ماذا يحدث بالضبط؟

في الواقع، من الممكن ان يتسبب البرق في احداث أشكال مميزة ورائعة عندما يضرب الرمل، لكن لهذا شروط محددة ودقيقة في الحقيقة.

عندما تكون الرمال غنية بالسيليكا او الكوارتز ودرجة حرارة البرق تفوق الـ 1800 ° مئوية، عندها يصهر البرق رمال الشاطئ ويحولها إلى زجاج. انفجار بلايين وحدات الطاقة هذا داخل الرمال ينتشر مثل الاشعاع مكوناً ما يشبه الأنابيب الزجاجية المجوفة والتي يحيط بها الرمل من الخارج، فيما يعرف بظاهرة البرق الحجري او البرق المتحجر.

يشبّه علماء المعادن ضربة البرق للرمل ضمن الشروط المثالية وكأنها جذور شجرة تنتشر داخل الرمال في جميع الاتجاهات مما يصنع شكلها المميز.

لكن، ما المشكلة في هذا؟ وما المشكلة في العديد من الصور التي انتشرت في الشبكة العنكبوتية؟

تتكون ظاهرة البرق الحجري (تحت)الرمال وليس فوقها!. ومن الممكن ان تظهر اعلى الرمال في حالة واحدة: التعرية!. حيث تعمل العوامل الجوية من رياح وامطار وامواج الشاطئ على ضرب الرمال ببطئ ونعومة مما يزيح اكوام الرمال عن التشكيلات المخبئة تحتها.

ولأن الزجاج باستطاعته ان يقاوم الكثير من التغيرات الجوية المحيطة، قد تظهر لنا هذه التشكيلات ،لكن هذا لا ينفي حقيقة انه هش وقابل للكسر!، لذا حتى نستطيع رؤيته يجب ان يتواجد التركيب في مكان هادئ وبعيد عن الحركة الكثيفة والامواج العاتية.

الكثير من الصور أدناه ليست منطقية؛ فلا يمكن لتركيب زجاجي هش ان يتحمل انعدام التوازن الواضح في التركيبات. والحقيقة ان معظم هذه الصور تمثل نوعا من الفن يسمى Stick Art ، ولا علاقة لها بظاهرة البرق الحجري.

ليست برقاً حجريا

ليست برقاً متحجراً

 

ٍStick Art

فقاعات الميثان.. المتجمدة!

فقاعات الميثان … المتجمدة!

الصورة الجميلة اعلاه التقطها مصور محترف في بحيرة ابراهام في كندا. قد تبدو الفقاعات تحت البحيرة في الصورة كمشهد لفيلم من افلام ديزني، او كجواهر الشتاء الثلجية النادرة.لكن هذه الفقاعات ليس هذا او ذاك، بل وربما تكون فقاعات خطرة وشديدة الانفجار لو جرب احدهم اشعال عود كبريت قريباً منها.

في معظم الاوقات - ومنها فصل الصيف بالتأكيد - تخرج فقاعات غاز الميثان من اسطح البحيرات والماء بصورة طبيعية غير مؤذية او ضارة، وغير محسوسة أيضاً.

لكن، ما مصدر هذه الغازات بطبيعة الحال؟

تتكون فقاعات غاز الميثان بصورة طبيعية تحت الماء عندما تموت الكائنات العضوية ( الحيوانات وأوراق الاشجار) وتسقط في الماء، وتستمر في الغوص حتى الاعماق. عندها تبدأ بكتيريا التحلل عملها وتحلل هذه المواد العضوية إلى مكونات أبسط، وينتج في عملية التحلل هذه غاز الميثان.

عندما تتلامس فقاعات غاز الميثان مع سطح المياه المتجمدة والباردة  فإن هذه الفقاعات تتجمد على شكل فقاعات بيضاء معلقة تحت سطح الماء.

ويختلف شكل وحجم وقطر هذه الفقاعات تحت سطح الماء، لكن هذا لا يمنعها من ان ترسم لوحة فنية جميلة تحت سطح الماء المتجمد. 

الدوائر والاقراص الثلجية..ما هي وكيف تتكون؟

الدوائر والاقراص الثلجية..ما هي وكيف تتكون؟

الدوائر الثلجية Ice Circles  :

الدوائر الثلجية هي ظاهرة نادرة تحدث عندما يتحرك الماء ببطئ شديد في الأجواء الباردة.

يُطلق على القطع الدائرية الثلجية الرقيقة والتي تدور ببطئ شديد في الماء " الدوائر الثلجية"، ويعتقد أنها ناتجة عن الدوامات والتيارات العكسية في الماء في الأجواء الهادئة والباردة بطيئة الحركة.

تم رصد العديد من الدوائر الثلجية في المناطق الاسكندنافية ومناطق امريكا الشمالية وويلز الانجليزية. وأفادت بعض التقارير برصد بعض الدوائر الثلجية تجاوزت في قطرها 50 قدما ( 15 م تقريباً) في بحيرة كاترينا في نيويورك، الولايات المتحدة.

وقد تم رصد العديد من الدوائر التي يزداد حجمها مع مرور الوقت بفعل الدوامات المستمرة بطيئة الحركة وكأنها ( تنمو)،  وكانت حلقات ( النمو) هذه واضحة عند الاطراف.

الاقراص الثلجية Ice Discs :

تتكون الأقراص الثلجية بطريقة مختلفة نوعاً ما؛ حيث تتكون عند انحناءات الأنهار عندما يتسارع التيار المائي مكوناً ما يعرف بعلم الهندسة بقوى "القص الدائري Rotational Shear ". تعمل قوى القص هذه على قطع قطع الجليد وحفه دائرياً ليبدو مثل القرص. ومع استمرار الدوران، يستمر الحف وتصبح الحواف ملساء وأكثر نعومة. وقد تم رصد هذه الظاهرة لأول مرة عام 1895 في نهر ميانوس، في نيويورك.

المقلاة الثلجية Ice Pans :

قد يبدو الاسم غريباً، لكن هذا الاسم أُطلق على الظاهرة التي " تتكون فيها القطع الثلجية في مركز البحيرة او الجدول المائي وليس على الاطراف. وعندما تبدأ عملية التبريد ويشرع الماء في فقدان حرارته، فإن هذه الحرارة تذيب بعض الثلج محولة إياه إلى مزيج من البلورات الثلجية والماء الذي يتجمع في شكل يشبه المقلاة.

ما هي أزهار الصقيع Frost Flowers ؟

ما هي أزهار الصقيع Frost Flowers ؟

أزهار الصقيع هي بلورات جليدية تنمو وتتكون عادة على الجليد البحري حديث التكوّن أو على الأسطح الجليدية الرقيقة للبحيرات في الأجواء الباردة، والهادئة. تشاهد عادة على شكل قطع لا يزيد قطرها عن 4سم. ويكون تركيز الأملاح فيها مرتفعاً جداً مقارنة بماء البحر العادي او المحيط، ولأن التوتر السطحي لها مرتفع أيضا، فإن هذا كفيل باطلاق المركبات الكيميائية التي تحويها هذه إلى الجو عندما تتلاشى.

كيف تتكون أزهار الصقيع :

تتكون زهور الصقيع على الطبقة الجليدية الرقيقة المتكونة على سطح البحر، وبالتحديد عندما يكون الجو المحيط بالطبقة الجليدية هذه أبرد بكثير من الجليد الذي يعلو الماء. وعلى الأقل لا يجب أن يقل فرق درجة الحرارة بينهما عن 15° - وهذا الرقم يقل كثيراً في حالة الأجواء المشبعة بالرطوبة - .في هذه الظروف تتكون طبقة من البخار فوق المشبع فوق طبقة الجليد مباشرة ناتجة عن تسامي الجليد في طبقة الهواء الجاف والبارد المحيط بها؛ حيث يؤدي تلامس طبقة البخار الرطب الدافئ هذه مع طبقة الجليد الباردة  لتحويلها إلى طبقة بخار فوق مشبعة باستطاعتها تكثيف البلورات على سطح البحر المتجمد بشكل معين.

في العادة تأخذ البلورات شكل أزهار  - شجرية - عندما تكون الرياح ساكنة تقريباً. فعندما تكون الرياح شديدة فإن طبقة البخار المشبه تتبعثر مبتعدة عن السطح الجليدي.

لا يختلف شكل أزهار الصقيع المتكونة على أسطح البحيرات عن الصقيع العادي المتكون على أغصان الأشجار والاسلاك واسطح المنازل، لكنها تأحذ شكلها المميز عندما تتكون فوق أسطح البحار، حيث تكون ملوحتها 3 أضعاف ملوحة ماء البحر العادي.

وكما أسلفنا، تتكون عادة على الأسطح الجليدية الرقيقة خاصة في المناطق القطبية، حيث تكون فروقات درجات الحرارة واضحة وبيّنة. وعندما تصبح الطبقة الجليدية على سطح الماء سميكة جداً تنخفض درجة حرارتها كثيراً لتصبح مقاربةً لدرجة حرارة الهواء المحيط بها، فلا تتكون أزهار الصقيع أصلا. وهذا يعني أنها تتكون فقط في الأيام الأولى لتكون الطبقة الجليدية على سطح الماء.

تؤكد الدراسات الحديثة وجود صلة وثيقة بين طبيعة الجو القطبي في تلك المناطق وبين وجود أزهار الصقيع؛ حيث أن تلاشي أزهار الصقيع بعد تكونها يزيد من تركيز بعض المركبات الكيميائية مثل أحادي اكسيد البروم وكمية الأوزون في الجو وحتى نسبة جزيئات الملح المعلقة في الهواء.

ما هي الأعمدة الضوئية Light Pillars ؟

ما هي الأعمدة الضوئية Light Pillars  ؟

الأعمدة الضوئية هي أعمدة ضيقة من الضوء تظهر في الأفق بشكل عمودي نحو الأعلى والأسفل، ويترواح طولها بين 5 - 10° وربما أطول.

ولو شئنا الدقة فإن الاعمدة الضوئية ليست أشعة عمودية في الواقع، بل هي مجموع التألق لملايين البلورات الجليدية المعلقة في الجو او في الغيوم.

تأخذ الأعمدة الضوئية لون الشمس والغيوم، فهي تظهر أحيانا بيضاء، واحيانا أخرى تظهر ظلال الاصفر، والاحمر وحتى البنفسجي.

وتبلغ استطالة الاعمدة الضوئية وتألقها قمتها عند غروب الشمس، حيث يمكن متابعة حركة الشمس لفترة تصل إلى الساعة حتى تختفي.

كيف تتكون الأعمدة الضوئية:

تتكون الأعمدة الضوئية من تفاعل الضوء مع البلورات الثلجية الموجودة في الجو او في الغيوم، ولهذا فإنها تنتمي إلى عائلة "الهالات الضوئية".

وكما قلنا سابقاً، ليست الاعمدة الضوئية أشعة ضوء عمودية في الافق، وانما هي انعكاس الضوء عن ملايين البلورات الجليدية المعلقة في الجو باتجاه عين الناظر.

وعلى خلاف الحزم الضوئية؛ لا تظهر الاعمدة الضوئية فوق او تحت مصدر الضوء، وانما تظهر بشكل عمودي موزع في الافق، حيث يسببها انعكاس الضوء عن البلورات الجليدية المسطحة سداسية الأضلاع والتي تطفو بشكل مائل عن الافق، مما يجعل انعكاس الضوء يشكل ما يشبه العمود الضوئي، حيث تشكل اسطح البلورات المائلة ما يشبه المرآة العملاقة التي تعكس الضوء عمودياً. وكلما كبرت البلورة في الحجم زاد أثر الانعكاس على الظاهرة.

تتكون الاعمدة الضوئية المتجهة إلى الاعلى من انعكاس الضوء إلى الاسفل عن الوجه السفلي للبلورات الجليدية المائلة. ولأن الانكسارين الحاصلين على وجهي البلورة متماثلين فإن الاعمدة الضوئية عادة لا تكون ملونة. لكن الأعمدة تأخذ لون ضوء الشمس الساقط على البلورة مما قد يجعلها تحمل ظلالاً ملونة.

وعندما ينعكس الضوء عن الوجه العلوي للبلورة باتجاه الأعلى فإن الاعمدة المتجهة نحو الأعلى تتكون.

وعلى عكس الهالات الضوئية التي تحدث عندما تكون البلورات الجليدة متراصة وبمحاذاة بعضها، تحدث الاعمدة الضوئية عندما تعاني البلورات الجليدية من ميلان واضح.

تسببت الأعمدة الضوئية بالكثير من التقارير عن الأطباق الطائرة ( UFO ) ظناً أنها ظاهرة غير طبيعية ولها مدلول خوارقي.كما تتسبب شلالات نياجرا وخاصة في فصل الشتاء في حدوث هذه الظاهرة كثيراً حيث تتجمد قطرات الماء المعلقة قريباً منه مكونةً اعمدة ضوئية في الأفق.

ما هي الشمس الكاذبة Sundogs ؟

 ما هي الشمس الكاذبة Sundogs ؟

تشكل الشمس الكاذبة (  البارهيليا Parhelia أوالشمس الزائفة ) مع الهالات الدائرية(هالة الـ 22° )أكثر هالات الجليد شيوعاً.

في الشمس الكاذبة تظهر بقعتين مضيئتين على جانبي الشمس يميل لونهما إلى الاحمر، واحياناً يظهر اللونين الاخضر والازرق في الخلف. في بعض الاحيان تكون الشمس الكاذبة مضيئة ومشعة للغاية فلا يمكن تمييز أي لون، وتكون الألوان أوضح ما يمكن عندما تميل الشمس إلى الغروب، وتظهر الشمس الكاذبة في جميع المناطق بغض النظر عن درجة حرارتها.

كيف تحدث ظاهرة الشمس الزائفة :

كما اوضحنا في الهالات الدائرية، تحدث هذه الظواهر بفعل مرور الضوء في البلورات الجليدية المعلقة في الهواء، وهنا نتحدث عن البلورات الجليدية الموجودة في الغيوم الرقيقة على ارتفاع يترواح ما بين 5- 13كم. تكون البلورات الجليدية المسؤولة عن تكوين الشمس الكاذبة سداسية الأوجه مسطحة، وقد تتكون قريباً من سطح الأرض بفعل الغبار الماسي.

تطفو البلورات الجليدية في الغيوم بشكل شبه أفقي، حيث تدخل اشعة الضوء أحد اوجه البلورة السداسية ثم تخرج عبر وجه آخر يشكل مع الوجه الأول امتداداً بزاوية 60°. ويسبب الانكساران السابقان انحرافاً في الضوء بزاوية 22 ° أو أكثر وذلك حسب زاوية سقوط الضوء الذي دخل إلى البلورة في البداية.

وكما عرفنا سابقاً، ينكسر الضوء الاحمر بشكل أقل من باقي الألوان، لذا يكون الجزء الداخلي للهالة والبقع المضيئة احمر اللون.

من النادر أن تطفو البلورات الجليدية بشكل أفقي تماماً؛ حيث أنها تميل وتتمايل بازدياد حجم البلورة المسطحة.

القمر الكاذب Moondogs :

يتكون حول القمر هالات كما تتكون حول الشمس، وهي مشابهة لظاهرة الشمس الكاذبة وتسمى بارسلينا Parselenea . عادة ما تكون الهالات القمرية باهتة ويمكن مشاهدتها افضل ما يكون عندما يكون الفمر مكتملا. غالباً ما تبدو الهالات القمرية بلا لون لأن الضوء المسبب لها - ضوء القمر - ليس قوياً بما يكفي ليحفز العين البشرية لتمييز الألوان فيه.