التطورات الحديثة في علم الجغرافيا:
بعد أن أشرنا إلى أهم الفروع الجغرافية ينبغي لنا أن نشير إلى التطورات الحديثة في علم الجغرافيا التى يمكن أن نوجزها كالآتي:
تتميز الجغرافيا المعاصرة بأنها ذات صبغة عالمية. ويرجع ذلك إلي عوامل عديدة نذكر منها: قيام الاتحاد الجغرافي الدولي International Geogrphical Union سنة ١٨٧١م الذي يعقد مؤتمرًا كل أربع سنوات، كما أن انتشار المجلات الجغرافية بسهولة يتيح انتشار الأفكار الجغرافية، أضف إلى ذلك سهولة انتقال المعلومات الجغرافية من قطر إلى آخر عن طريق الكتب ووسائل الإعلام والاتصالات المختلفة والتي من أحدثها شبكة الإنترنت والبريد الإلكتروني.
ومما لا شك فيه أن لوسائل الإعلام المختلفة دورًا كبيرًا في نشر الأفكار الحديثة والأبحاث الجغرافية؛ مما يساعد إلى حد كبير على عالمية الفكر الجغرافي.
ويمكن إيجاز أهم ما شهدته الجغرافيا المعاصرة من تطورات فيما يلي:
١- الاتجاه الكمي وميكنة أساليب البحث:
وهذا الاتجاه الجديد جاء نتيجة لانتشار الحاسبات الإلكترونية وما أحدثته من تطورات في العمليات الرياضية، مما سهل إجراء العمليات الرياضية المعقدة. ويطلق على دراسة استخدام الأساليب الكمية في مجال
стр. 72
الدراسات الجغرافية"الجغرافيا الكمية" كما انتشر كذلك الاعتماد على الآلة وبعض برامج الحاسبات الآلية في رسم الخرائط، مما سهل إلى حد كبير إجراء البحوث ومعالجة المعلومات الجغرافية الغزيرة والربط بينها في أوقات قصيرة نسبيًّا.
٢- التصوير الجوي والاستشعار البعيد: Remote Sensing
لقد أصبحت الصور الجوية إحدى الوسائل المهمة التي تعتمد عليها الدراسات الجغرافية المختلفة من طبيعية وبشرية، كما أن نجاح وسائل الاستشعار البعيد في تحديد أماكن المعادن المختلفة أسهم في إعداد خرائط الثروات المعدنية بصورة سريعة ودقيقة.
٣- نظم المعلومات الجغرافية: "GIS"
تعد نظم المعلومات الجغرافية من أكثر نظم المحساب "الكمبيوتر" شهرة واستخدامًا، وكانت هذه النظم تعرف من قبل بنظم المعلومات الأرضية، ونظم المعلومات المكانية، إلا أن مصطلح نظم المعلومات الجغرافية Geographical Information System لقي قبولاً كبيرًا لدى الباحثين في السنوات الأخيرة.١
وتتميز نظم المعلومات الجغرافية بأنها تقنية حديثة ومتطورة تتيح جمع المعلومات المكانية, وحفظها وترتيبها وتصنيفها وتسهل الربط بينها وتحليلها، وتفيد كثيرًا في مجالات التخطيط العمراني وتمديدات المرافق العامة.
стр. 73
وتعتمد نظم المعلومات الجغرافية على ثلاثة أنماط من الخرائط هي: الخريطة الطبيعية، والخريطة البشرية، والخريطة التحليلية. ويقصد بالخريطة الطبيعية: خريطة المظاهر التضاريسية المختلفة، والخريطة البشرية: خريطة المنشآت التى أقامها الإنسان، أما الخريطة التحليلية: فهي الخريطة التي تعتمد على الربط والتحليل بين الخريطتين السابقتين.
وتتيح نظم المعلومات المختلفة الدقة والسرعة في معالجة البيانات المختلفة فتوفر الوقت والجهد والمال.
٤- تعدد الفروع الجغرافية المختلفة والدراسات التفصيلية:
لقد تشعبت الفروع الجغرافية بشكل كبير، بحيث أصبحنا نسمع الآن عن الجغرافية الطبية وجغرافية الطاقة، وجغرافية السياحة، والجغرافية العسكرية والجغرافية السلوكية والجغرافيا اللغوية، ... وغيرها.
كما أن الدراسات الجغرافية أصبحت تهتم بالتفاصيل الدقيقة، مثل دراسة مناخ مدينة معينة، أو دراسة استغلال الأرض في مساحة محدودة، وهكذا نجد أن الدراسات الجغرافية المعاصرة تسعى إلى التفاصيل الدقيقة وتنحى بصورة ملحوظة إلى المجالات التطبيقية.
стр. 74
الفصل الثاني: الكون
وحدات الأجرام السماوية
مدخل
...
الفصل الثاني: الكون
قال تعالى:
﴿مَا لَكُمْ لا تَرْجُونَ لِلَّهِ وَقَاراً, وَقَدْ خَلَقَكُمْ أَطْوَاراً, أَلَمْ تَرَوْا كَيْفَ خَلَقَ اللَّهُ سَبْعَ سَمَاوَاتٍ طِبَاقاً, وَجَعَلَ الْقَمَرَ فِيهِنَّ نُوراً وَجَعَلَ الشَّمْسَ سِرَاجاً﴾ . [سورة نوح آية: ١٣-١٦]
منذ أن خلق الله الإنسان على سطح هذا الكوكب أخذ يتطلع إلى ما حوله، ولقد أثارته السماء بما فيها من ظاهرات مثيرة مثل الشهب والنيازك والمذنبات والنجوم والكواكب والشمس برحلتها اليومية والقمر بأوجهه المختلفة، حاول الإنسان تفسير هذه الظاهرات واعتمد على خياله، ولقد تركت لنا حضارات شعوب الأرض ركامات من التأويلات العجيبة للظاهرات السماوية، لكنها على كل حال كانت البداية، ولم تكن هذه التفسيرات والاجتهادات العجيبة إلا الخطوات الأولى على الدرب الطويل الذي مكن الإنسان من أن يخطو على القمر لأول مرة ١٩٦٩م.
стр. 75
وحدات الأجرام السماوية
مدخل
...
وحدات الأجرام السماوية:
يطلق العلماء مصطلح الغلاف السماوي Celestial sphere على ما تعودنا أن نطلق عليه السماء. ويضم هذا الغلاف وحدات من التكوينات والأجرام السماوية، ومنها:
стр. 76
١- المجرات:
وهي عبارة عن تجمعات هائلة من النجوم، وقد يكون لكل نجم كواكبه الخاصة، ولكل كوكب أقمار، وتنتمي الشمس إلى مجرة "طريق التبانة" والتي يطلق عليها بالإنجليزية "الطريق اللبني Milky Way"وتضم هذه المجرة مائة ألف مليون نجم، ومجرتنا عبارة عن قرص منبعج في الوسط حيث توجد أكثر النجوم لمعانًا. ويبلغ قطر هذه المجرة ١٠٠٠٠ سنة ضوئية١، ويبلغ سمكها عند المركز عشرين ألف سنة ضوئية تقريبًا، وتقع الشمس على بعد ٣٠٠٠٠ سنة ضوئية من مركز المجرة "شكل ٤".
وتدور الشمس وما يتبعها من كواكب وغيرها حول المجرة دورة واحدة كل مائتي مليون سنة بسرعة ٢٠٠ ميل في الثانية، ولقد تمكن الإنسان في حدود إمكاناته الحالية، والتي تتطور يومًا بعد يوم، من تقدير ألف مليون تجمع نجمي أو مجرة في الكون، ومن هذه المجرات مجرة "المرأة المسلسلة" التي تبعد عن مجرتنا بنحو مليون ونصف مليون سنة ضوئية.
стр. 77
٢- النجوم:
النجوم أجرام سماوية تضيء بذاتها وتنبعث منها الطاقات الحرارية والضوئية نتيجة ما يحدث فيها من تفاعلات نووية، وتتباين النجوم في درجات لمعانها، وأكثر النجوم لمعانًا نجم الشعرى اليمانية Sirius الذي تزيد طاقته الإشعاعية على ٢٥ مثلًا لطاقة الشمس الإشعاعية.
وأقرب النجوم إلينا هي الشمس التي تبعد بمقدار ٩٣ مليون ميل
стр. 78
"١٤٩.٦ مليون كم" عن الأرض. وأقرب نجم إلى الأرض هو قنطورس Centaurus الذي يبعد بمقدار ٢٦ مليون مليون ميل أو نحو ٣٠٠ ألف مثل للمسافة بين الأرض والشمس.
ولما كانت المسافات بين النجوم شاسعة للغاية, فإن استخدام الأميال أو الكيلو مترات لا يصلح لتقديرها, إذ إننا لو حاولنا أن نعبر عن بعد إحدى المجرات بالكيلو مترات لكتبنا سلسلة من الأرقام المتجاورة يصل طولها إلى أكثر من كيلو متر١، ومن هنا اعتمد الإنسان على وحدة قياسية مناسبة هي السنة الضوئية ومقدارها ٦ مليون ميل، ويبعد نجم الشعرى اليمانية عن الأرض بمقدار ٨.٨ سنة ضوئية. وبعض النجوم تبعد بملايين السنين الضوئية عن الأرض.
стр. 79
٣- الكواكب:
هي أجرام سماوية معتمة غير ملتهبة تستمد ضوءها من النجوم، وتتميز بصغر حجمها وبأنها تتبع النجوم، ولمعظم كواكب المجموعة الشمسية توابع "أقمار" شوهد منها حتى الآن ٦٤ تابعًا منها ١٨ تابعًا لزحل و ١٦ تابعًا للمشتري و ١٨ لأورانواس و ٨ لنبتون واثنان للمريخ وواحد لكل من كوكب الأرض وبلوتو١.
стр. 80
شكل رقم "٤" موقع الشمس من المجرة وطريق التبانة
ولقد كان للكواكب أثرها الكبير في حياة الشعوب القديمة، وخصوصًا تلك الشعوب التي عاشت في بلاد ما بين النهرين وفي وادي النيل، وكان البابليون القدماء يعتقدون بأن هذه الكواكب تتحكم في مصير الناس وحظوظهم، ولهذا فإنهم كانوا يتطلعون إليها دائمًا للتنبؤ بالمستقبل، وقد تركز اهتمامهم على الكواكب لأنها تتحرك بعكس النجوم التي بدت لهم ثابتة، ولما كان حظ الإنسان يتغير من وقت لآخر فإن الأهمية من وجهة نظرهم لا بد وأن تتركز على الكواكب السيارة.
стр. 81
٤ المذنبات:
تعود الناس قديمًا أن يفسروا ظهور أي شيء غير عادي يحدث في السماء على أنه رسول خير أو نذير سوء، والمذنبات من الظواهر التي ترى في السماء ما بين خمس إلى عشر مرات سنويًّا، ومعظمها خافت الضوء، ولكن فرصة ظهور أحدها بضوء قوي تحدث مرة كل بضع عشرات من السنين، ويحدث في القرن الواحد ظهور ثلاثة أو أربعة مذنبات تفوق في لمعانها جميع الأجرام السماوية الأخرى "ما عدا الشمس والقمر" لدرجة أنه يمكن رؤيتها في النهار.
стр. 82
ومما يذكر أن رؤية المذنبات سببت الخوف والفزع للشعوب منذ خمسة وعشرين قرنًا على الأقل. وقد رصد مذنب هالي الشهير منذ سنة ٢٤٠ ق. م.
والمذنب عبارة عن حشد لا نهائي من الكتل الصخرية الصغيرة ذات الأقطار الدقيقة، ويتكون كذلك من معادن وغازات متجمدة وتتركب جزئياته من عناصر تدخل في تركيب قشرة الأرض مثل المغنسيوم والحديد والصوديوم، ويعتقد الفلكيون أن هذه المكونات ليست إلا بقايا السديم الشمسي الذي تكونت منه الشمس والكواكب وتوابعها١.
وتختلف المذنبات في أحجامها، وعلى الرغم من أن طول أقطار رءوس بعضها لا يصل إلا إلى بضع عشرات من آلاف الأميال، فإن أذيالها تمتد إلى بضعة ملايين من الأميال في بعض الأحيان.
ويظهر المذنب في السماء حينما يقترب من الشمس ويدور الرأس في مداره حول الشمس، وينحرف ذيله عن الشمس ويتقدم الرأس؛ وبعد استدارة المذنب يتقدم الرأس ويتراجع الذيل إلى مكانه وكأنما يخشى هذا الذيل الشمس ويرهبها.
ولقد تمكن هالى من دراسة المذنب الذي سمي باسمه وتوصل إلى أن هذا المذنب يصل امتداد ذيله في بعض الأحيان إلى ١٠٠ مليون ميل. وقد توصل هالى كذلك إلى أن المذنب الذي حمل اسمه فيما بعد، يظهر مرة كل ٧٦ سنة, وآخر مرة ظهر فيها هذا المذنب في ٣٠ جمادى الأولى ١٤٠٦هـ "٩فبراير ١٩٨٦م" وينتظر ظهوره في عام ٢٠٦٢م. وكان الفلكي "هالى" قد ذكر بأن المذنب هالي سيعاود في الظهور شهر مارس سنة ١٧٥٩م. وبعد أن
стр. 83
مات هالي, انتظر الناس مجيء المذنب, وإذا به يجيء ولا يخلف الميعاد, ومذنب هالي هو نفس المذنب الذي عناه أبو تمام في شعره:
وخوفوا الناس من دهياء مظلمة ... إذا بدا الكوكب الغربي ذو الذنب
ومما تجدر الإشارة إليه أن المذنبات ليست أجسامًا دائمة في مجموعتنا الشمسية مثل الكواكب, بل هي أجسام لا تبقى طويلًا، حيث يقدر بعض الفلكييين أن المذنب يكون على وشك الوصول إلى نهايته المحتومة وفنائه بعد مائة دورة من اقترابه من الشمس، ومع ذلك فإنه في كل عام يكتشف ما يزيد على عشرة مذنبات جديدة١.
стр. 84
٥- الشهب والنيازك:
الشهب هي أجسام تأتي من الفضاء إلى جو الأرض, ونتيجة لاحتكاكها بالهواء فإنها تحترق. وقد تصبح رمادًا قبل أن تصل إلى الأرض وقد يتبقى منها بقية١.
وتتكون الشهب من الحديد والنيكل والحجر الرملي. والشهاب والنيزك شيء واحد و"النيزة" أي النيزك كلمة فارسية معناها الرمح القصير.
ويستخدم تعبير النيزك حاليًا للدلالة على الشهب التي تصل منها إلى الأرض بقية كبيرة، يصل بعضها أحيانًا بكتلة تصل إلى عشرات الأطنان, وأكبر نيزك عثر عليه تصل كتلته إلى ٥٥ طنًّا متريًّا، وهو بهذا الوزن أكبر
стр. 85
نيزك وجد حتى الآن، وهو موجود في هوباوست بغروتفونتين بناميبيا. وتوجد أعداد كبيرة من النيازك في شبه جزيرة العرب بعضها موجود على سطح الأرض بينما يستقر بعضها الآخر على أعماق متفاوتة من هذا السطح، ساعدت عوامل التعرية على كشف بعض هذه النيازك, ولقد شاهد أبركرومبي T.J.Abercrombie الكثير منها أثناء جولة علمية له في المملكة العربية السعودية نشر نتائجها في مقال له بمجلة National Geographic في شهر يناير سنة ١٩٦٦م، ولقد تضمن مقاله صورة لواحد من هذه النيازك بلغ وزنه حوالى ٤٨٠٠ رطل. وهو كتلة مكونة من الحديد والنيكل. ويؤكد كاتب المقال أن ذلك النيزك هو أكبر نيزك وجد حتى الآن بالمملكة العربية السعودية.١
وقد استخدمت بقايا كثير من النيازك في شبه جزيرة العرب والهند وغيرها من البلاد في صناعة أجود أنواع السيوف في الماضي. ومن أكبر الحفر التي أحدثتها النيازك تلك الحفرة الموجودة في أريزونا حيث يصل قطرها إلى ٤/٣ ميل وعمقها ٦٠٠ قدم. وقد بذلت محاولات عديدة للتنقيب عن النيزك الذي يعتقد أنه أحدث هذه الحفرة, إلا أن تلك المحاولات باءت بالفشل. ويقدر وزن النيزك الذي أحدث هذه الحفرة بنحو خمسين ألف طن.٢
ويمكن رؤية عشرة من الشهب في الساعة الواحدة، ويدخل الغلاف الغازي للكرة الأرضية في اليوم الواحد آلاف الملايين من النيازك. ونظرًا لأن الأرض هي أحد أعضاء المجموعة الشمسية التي تكون جزءًا مهمًّا
стр. 86
من الكون فإننا سنقوم بمعالجة هذه المجموعة بشيء من الإيحاز في الصفحات التالية:
стр. 87
بداية الكون:
من أهم الاكتشافات الفلكية في القرن العشرين هو التحقق من أن جميع المجرات تتباعد عن مجرتنا بسرعات رهيبة، كما تتباعد كل مجرة عن الأخرى، مما يشير إلى أن الكون يتمدد، وقد أوحى هذا الاكتشاف إلى علماء الفلك إلى أن الكون كان مندمجًا ومتضامًّا أي كان "رتقًا"، وذلك منذ أزمنة سحيقة, ثم حدث انفجار مروع وانفتاق هائل منذ ما بين ٨ إلى ٢٠ بليون سنة صحبته درجات حرارة لا نهائية قدرها العلماء بعد مولد الكون بثانية واحدة بنحو عشرة بلايين درجة مئوية، وفي درجات الحرارة العالية جدًّا تتحرك الجسيمات بسرعة هائلة تفوق جميع قوى الجذب النووية أو الكهرومغناطيسية، وعندما يبرد الكون تبرد الجسيمات وتتجمع وتبدأ في الالتصاق ببعضها، وبعد مئات الآلاف من السنين من حدوث "الانفتاق" انخفضت درجات الحرارة بحيث تمكنت الألكترونات والنوايا أن تتجمع لتشكيل الذرة الثابت, وقد تكونت المواد الأساسية للكون من الهيدروجين والهيليوم والليثيوم.
وأطلق جورج جامو "Gamou" على بداية الكون بهذه الطريقة، الفرقعة المروعة "Big Bang" وافترض أن مواد الكون كانت متجمعة في نقطة واحدة، وكانت كثافتها لا نهائية، وأطلق على هذه النقطة "نقطة الآحاد Singularity ". ثم حدث الانفتاق الهائل وأخذ الكون يتمدد ويتسع، وما زال كذلك؛ حيث ثبت ذلك علميًّا، ويعد هذا الاكتشاف من أعظم الثورات الفكرية في القرن العشرين؛ لأنه أثبت خطأ ألبرت أينشتين
стр. 88
"صاحب نظرية النسبية" التي ترى أن الكون استاتيكي أي ثابت الحجم١.
إن ما وصلت إليه هذه الاكتشافات العلمية يتفق تمامًا مع ما أشار إليه القرآن الكريم في قوله تعالى: ﴿أَوَلَمْ يَرَ الَّذِينَ كَفَرُوا أَنَّ السَّمَوَاتِ وَالأَرْضَ كَانَتَا رَتْقاً فَفَتَقْنَاهُمَا﴾ [سورة الأنبياء، آية: ٣٠] ، فالآية الكريمة تشير إلى أن الكون، ممثلًا في السماوات والأرض، كان متصلاً متضامًّا أو وحدة واحدة، وهذا ما عبرت عنه نظرية الفرقعة المروعة بنقطة الآحاد ثم حدث الانفجار وتوالى اتساع الكون الذي لا يزال مستمرًّا، حيث ثبت ذلك بالقياسات العلمية فيما يعرف بتأثير دوبلر Doppler effect، وتفسير ذلك أن الضوء يتكون من سبعة ألوان، لكل لون موجة وذبذبة معينة، وأقصر موجة هى أعلى ذبذبة وهي اللون الأزرق، وأطول موجة هي الأقل ذبذبة وهي اللون الأحمر، وعلى ذلك فكلما ابتعد النجم أو المجرة كلما حدث ابتعاد في اللون الأحمر، كالصوت؛ كلما بعد مصدر الصوت كلما ضعف الصوت، ولا شك أن هذا الاكتشاف العلمي يتفق مع ما جاء في القرآن الكريم منذ خمسة عشر قرنًا في قوله تعالى: ﴿وَالسَّمَاءَ بَنَيْنَاهَا بِأَيْيدٍ وَإِنَّا لَمُوسِعُونَ﴾ [سورة الذاريات، آية: ٤٧] . وهكذا يتزايد فهم الإنسان لوجوه الإعجاز المتعددة في القرآن الكريم كلما ازداد علمًا، وإعجاز القرآن لم يتوقف ولن يتوقف, بنص حديث النبى ﷺ : "لا تنقضي عجائبه" ٢.
стр. 89
المجموعة الشمسية
مدخل
...
المجموعة الشمسية:
قبل أن نتعرض لخصائص النظام الشمسي ينبغي أن نلم بصورة موجوة عن أهم الافتراضات التي تناولت نشأة المجموعة الشمسية على النحو التالى:
стр. 90
١- افتراض بافون "Buffon "١٧٠٧-١٧٨٨":
وهو من أقدم الافتراضات التي تناولت تفسير نشأة الأرض؛ يفترض بافون أن جرمًا سماويًّا كبيرًا ضرب الشمس ضربة خاطفة فأطاح بجزء منها وتهشم هذا الجزء وتناثرت أشلاؤه في الفضاء فيما بعد, فصارت الكواكب التي تدور حول الشمس.
стр. 91
٢- الافتراض السديمي Nebular Hypothesis:
افترض الفيلسوف الألماني إيمانويل كانت Immanuel Kant "سنة ١٧٥٥م" أنه كانت توجد سحابة غازية تدور في الفضاء ببطء ثم أخذت تنبعج بسبب دورانها، وكونت في النهاية تجمعين كبيرين من الغازات هي الشمس وكوكب المشتري، وبعد ذلك ابتدأ تكون الكواكب الأخرى؛ نتيجة تكثف المواد المكونة للسحابة السديمية، ويعد رأي "كانت" هو الرأي السائد الآن بين معظم الفلكيين عن تكوين المجموعة الشمسية١.
стр. 92
٣- افتراض التصادم Collision:
عكف الجيولوجي تشمبرلين C hamberlin ومولتون Moutton الفلكي، وجيمس جنز J. Jeans وهارولد جيفريز H.JEFFREYS على دراسة افتراضات واحتمالات عديدة يمكن أن تفسر تكوين كواكب المجموعة
стр. 93
الشمسية، وقد وصل هؤلاء العلماء إلى افتراضٍ مؤاده أن مادة الكواكب قد نزعت من نجم نتيجة جاذبية حدثت؛ بسبب اقتراب نجم آخر، أو نجم قد مر بجوار شمسنا بحيث تمكنت قوى الجذب من نزع لسان ضخم من المادة الغازية ثم تكثف وانشطر هذا اللسان الضخم إلى كواكب المجموعة الشمسية، وحدث أن الأجزاء الكبيرة جذبت الأجزاء الصغيرة فتكونت المجموعة الشمسية بصورتها الحالية.
ويرى الفلكيون الذين ينتقدون هذا الافتراض بأن المادة التي اقتطعت من الشمس كانت درجة حرارتها تصل إلى مليون درجة مئوية على الأقل, وكانت تلك المادة في حالة غازية. كما أنها كانت تتشتت في الفضاء بانفجارات شديدة, وما كان ليتسنى لها أن تتكثف وتتحول إلى كواكب.
стр. 94
النظريات الحديثة
مدخل
...
٤- النظريات الحديثة:
أثبتت الاكتشافات الحديثة أن ما يسود الفضاء ليس فراغًا تامًّا وإنما توجد به مواد بنسبة ٩٩% غازات، ١% غبار كوني، والغازات معظمها أيدروجين وهيليوم، وأن جزيئات التراب مكونة من نفس المواد التي تتكون منها مجموعة الكواكب الأرضية "سليكون، حديد، وبلورات ثلجية".
وتفترض هذه النظريات أن السحب كانت تدور وما بها من غبار, ثم أخذت تتماسك بسبب الجاذبية وقوة الدوران، وبدأ التماسك وزادت السرعة، وتحول السحاب إلى التفلطح وكون ما يعرف باسم طليعة الشمس Proto-Sun، إلا أن هذه الشمس الأولى قد تحطمت بسبب ارتفاع درجة الحرارة وزيادة الضغط.
стр. 95
ومن أنصار هذا الافتراض العالم الطبيعي الألماني كارل فون فيتساكر الذي يرى أن الغبار الدقيق الذي كان متناثرًا في الفضاء الذي تشغله المجموعة الشمسية لا بد وأن يكون قد تجمع ليكون الشمس والكواكب خلال فترة زمنية تصل إلى مائة مليون عام.
وتتكون المجموعة الشمسية من نجم هو الشمس، وعشرة كواكب قد تحطم أحدها إلى عدة آلاف من الكتل بين فلكي المريخ والمشترى، وتضم المجموعة الشمسية وفق ما تم اكتشافه حتى سنة ١٩٩٩م ٦٤ قمرًا أو تابعًا.
وأهم ما يميز المجموعة الشمسية من خصائص ما يلي:
أ- أن جميع الكواكب تدور حول الشمس في مدارات بيضية فيما عدا أورانوس الذي يدور في مدار منحرف تقريبًا.
ب- المسافة بين كل كوكب والشمس هي تقريبًا ضعف المسافة بين الكوكب السابق له والشمس, ويطلق على هذه القاعدة اسم قانون بود.
جـ- تكون الشمس بمفردها ٩٩.٩% من كتلة المجموعة الشمسية.
د- تتشابه كواكب المجموعة الشمسية في أن ٩٠% من المادة المكونة لها تتألف من أربعة عناصر رئيسية هي: الحديد والأوكسجين والسليكون والمغنيسيوم، ويؤكد التحليل الطيفي أن ٩٩% من مادة الشمس مكون من الأيدروجين والهليوم، وتتميز مجموعة الكواكب العملاقة كذلك بازدياد نسبة الهليوم والأيدروجين.
ويمكن تقسيم الكواكب بالنسبة إلى قربها أو بعدها عن الشمس إلى مجموعتين هما:
стр. 96
١- الكواكب الأرضية أو الداخلية Inner Planets
وهذه المجموعة تتألف من عطارد والزهرة والأرض والمريخ. وتتميز هذه الكواكب بصغر حجمها، وتتراوح كثافتها ما بين "٠.٤" و "٥.٥" مثل كثافة الماء.
стр. 97
٢- الكواكب الخارجية Outer Plannets:
وتتكون هذه المجموعة من المشتري، وزحل، وأورانوس، ونبتون، وبلوتو، وتتميز كواكب هذه المجموعة بصغر كثافتها التي تتفاوت ما بين "٠.٧" و "١.٧" مثل كثافة الماء.١
وبعد أن تتبعنا خصائص المجموعة الشمسية يجدر بنا أن نتناول دراسة أفراد هذه المجموعة بما يتناسب والغرض من هذا الكتاب.
стр. 98
أفراد المجموعة الشمسية
مدخل
...
أفراد المجموعة الشمسية ١:
تعرف الشمس والكواكب الدوارة التي تدور حولها باسم المجموعة الشمسية Solar System وتتكون المجموعة الشمسية من: عطارد، والزهرة، والمريخ، والمشتري، وزحل، وأورانوس، ونبتون، وبلوتو، والأقمار التي تدور حول بعض من هذه الكواكب "شكل ٥"، وقيل: إن نتكلم عن أفراد المجموعة الشمسية بدءًا بعطارد فإنه يجدر بنا أن نتكلم، بشيء من التفصيل عن كل من الشمس والقمر؛ نظرًا لارتباطهما الوثيق بسكان كوكب الأرض.
стр. 99
وبعد ذلك سنعاود الكلام عن الكواكب الدوارة مرتبة تصاعديًّا حسب بعدها عن الشمس؛ ومن أجل أن نتذكر هذا الترتيب نقرأ الأبيات التالية:
شمسٌ وعطاردُ أولها ... والزهرة والأرض تليها
مريخُ المشترِى يتبعه ... زحلٌ وأورانوسُ هي فيها
نبتونْ وبلوتو خاتمةٌ ... مجموعةُ شمسٍ لتعيها١
стр. 100
الشمس
مدخل
...
١- الشمس:
قال تعالى: ﴿وَبَنَيْنَا فَوْقَكُمْ سَبْعاً شِدَاداً, وَجَعَلْنَا سِرَاجاً وَهَّاجاً﴾ [سورة النبأ الآية: ١٢، ١٣]
الشمس نجم مضيء بذاته، حيث لمعان الشمس يعادل ضوء القمر وهو بدر ٤٠٠ ألف مرة، ويصل ضوء الشمس إلى الأرض بعد ٤٩٩ ثانية، وهي كرة ضخمة من الغازات المتوهجة ذات الكثافة الكبيرة، ويصل قطرها إلى حوالي ١.٣٩٣.٠٠٠ كم، أو ما يعدلها ١٠٩ مرة طول قطر الأرض، ولهذا فإن حجم الكرة الشمسية يزيد على حجم الكرة الأرضية بأكثر من مليون مرة، ونرى نجم الشمس صغيرًا لبعده عنا، ويصل هذا البعد في المتوسط إلى نحو ٩٣ مليون ميل "١٤٩.٦ مليون كم"، وبسبب المدار البيضي للأرض١، فإن بعدها عن الشمس يكون في يناير أقل بمقدار ٣ مليون
стр. 101
شكل "٥": المجموعة الشمسية
ميل تقريبًا "٤٨ مليون كم" عن بعدها في يوليو١، ويطلق على النقطة التي تكون فيها الشمس قريبة من الأرض "نقطة الرأس" والنقطة التي تكون فيها بعيدة عن الشمس "نقطة الذنب" "شكل ٦".
стр. 102
شكل "٦": نقطتا الرأس والذنب.
وتحسب كتلة الشمس عن طريق تأثيرها المتزايد على الأرض، وتقدر هذه الكتلة بما يقرب من ٣٠٠ ألف مثل كتلة الأرض. ولما كان حجم الشمس أكبر مليون مرة من حجم الأرض فإن ذلك يعني أن كثافة الشمس أقل من كثافة الأرض، وتصل كثافة الشمس إلى ١.٤١ جم سم٢ "ربع كثافة الأرض تقريبًا". ويقدر العلماء أن الأرض لو كفت عن الدوران فإنها ستسقط صوب الشمس بنحو عُشْر بوصة في الثانية.
وبالنسبة لجاذبية سطح الشمس فإنها تعادل ٢٨ مثلًا لجاذبية الأرض، وبعبارة أخرى فإن عشرة كيلو غرامات على الأرض تزن على سطح الشمس ٢٨٠ كيلو غرامًا.
ويبلغ الضغط في باطن الشمس حوالي عشرة آلاف مليون ضغط جوي، ولهذا تتحول غازات الشمس إلى سوائل ذات كثافة عالية يقدرها البعض بستة أمثال كثافة الزئبق، وهذه الغازات السائلة في حالة ليست
стр. 103
مألوفة لنا على سطح الأرض، ويطلق عليها حالة "بلازما"، ومن حيث درجات حرارة الشمس فإنها تصل على السطح إلى ٦٠٠٠ ْك "درجة مطلقة"، والدرجة المطلقة تساوي الدرجة المئوية + ٢٧٣، ويرمز لها بالحرف ك. وتصل درجة الحرارة في باطن الشمس إلى حوالي ٢٠ مليون درجة مئوية، ولكي تتصور مقدار هذه الدرجة الحرارية فإنه لو وصلت درجة حرارة جسم إلى هذا المقدار فإنه يحرق كل ما يقع حوله في دائرة نصف قطرها مائة ميل!
وعلى الرغم من أن درجة حرارة سطح الشمس تصل إلى ٦٠٠٠ ْك فإنه لا يمكن الوصول إلى هذه الدرجة على سطح الأرض إلا لجزء من الثانية، وأن أية مادة على سطح الأرض إذا تعرضت لمثل تلك الدرجة فإنها تتحول إلى غاز مباشرة، ومن هنا فإن جميع المواد التي على سطح الشمس في حالة غازية، ولقد دلت الأبحاث الحديثة أن ٩٠% من مادة الشمس هيدروجين و٨% هليوم والبقية غازات أخرى.
وتتولد الطاقة الشمسية نتيجة نوعين من التفاعلات الذرية أحدهما يحيل الهيدروجين إلى هليوم في قلب الشمس، ويقدر ما يتحول كل ثانية من الهيدروجين بنحو ستمائة مليون طن تصبح ٥٩٦ مليون طن من الهليوم وتنطلق أربعة ملايين طن من الضوء وفقًا لنظرية أينشتين في تحول المادة، ولا تتلقى الأرض من كتلة هذه الطاقة سوى أربعة أرطال فقط بسبب بعدها وصغر حجمها، ويقدر ما تستهلكه الشمس في السنة بنحو١: ١٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠ من مادتها، وتصل كتلة الشمس إلى ألفي مليون مليون مليون مليون طن. وقدر العلماء أن ما استهلكته الشمس من جملة ما بكتلتها من الهيدروجين لا يتعدى ١٠% وأن ما بالشمس من الهيدروجين يكفي لاستمرارها خمسين ألف مليون سنة قادمة.
стр. 104
ويعرف سطح الشمس الذي يرى باسم الفوتوسفير Photosphere "شكل ٧". ولا يتساوى الفوتوسفير في مقدار لمعانه، فالحواف تبدو أكثر ظلمة من المركز ويمكن رؤية ذلك بالعين المجردة عند الغروب.
ويقع الفوتوسفير على بعد ٧٠٠ ألف كليو متر من مركز الشمس، وهو عبارة عن غلاف رقيق من غازات الشمس ذي شفافية تسمح بعمق رؤيتنا خلاله.
ويعد غلاف الفوتوسفير أهم أغلفة الشمس لنا، حيث نستمد منه جزءًا كبيرًا من الحرارة والضوء، والحق أن تسمية هذا النطاق أو الغلاف باسم فوتو Photo١، أي ضوء، تسمية سليمة وصادقة لأنه مصدر الضوء الأساسي.
شكل "٧": نطاقات تركيب الشمس
стр. 105
وكثافة هذا الغلاف أقل من ٠.٠٠٠١ من كثافة غلافنا الجوي، ودرجة حرارة الفوتوسفير تصل إلى ٦٠٠٠ درجة مطلقة "٥٧٢٧م". ويتراوح سمك طبقة الفوتوسفير ما بين ١٠٠و ٢٠٠ كم، وهذه الطبقة هي التي تحدد شكل الشمس. وفي هذه الطبقة تحدث كذلك البقع الشمسية، ويمكن رؤية البقع الشمسية الكبيرة بالعين المجردة، وقد شوهدت هذه البقع منذ القرن الثاني الميلادي.
وتعلو نطاق الفوتوسفير طبقة مكونة من غلاف غازي، ويطلق على هذه الطبقة التي تلي الفوتوسفير مباشرة اسم "الطبقة العاكسة" ويصل عمقها إلى مئات من الكيلو مترات. وتلي الطبقة العاكسة وتتداخل فيها أحيانًا طبقة أخرى هي الغلاف اللوني الذي يتميز بلونه القرنفلي بسبب الهيدروجين. ويطلق على هذه الطبقة اسم "الكروموسفير" وتصل درجة حرارتها إلى ٣٠٠٠ ْمطلقة "٢٧٢٧م". أما الغلاف الخارجي للشمس فيطلق عليه "الهالة" Corona ويمتد هذا النطاق إلى أكثر من مليون كيلو متر من الشمس.
وبعض أشعة الشمس التي ترسلها مرئي والبعض الآخر خفي، ولقد أمكن تحليل أشعة الشمس بمنشور زجاجي منذ عهد نيوتن في القرن السابع عشر الميلادي.
وتتحلل أشعة الشمس إلى ألوان سبعة هي: الأحمر، فالبرتقالي، فالأصفر ثم الأخضر فالأزرق فالنيلي ثم البنفسجي، وأول أمواج هذه الأشعة هي الحمراء وأقلها البنفسجي, ولقد لوحظ أن أمواج الأشعة الحمراء ترفع درجة الحرارة وأنه إذا انتقل مقياس الحرارة فيما وراء اللون الأحمر فإن الحرارة ترتفع أكثر، ومن هنا تم التعرف على الأشعة دون الحمراء أو تحت الحمراء وهي أشعة حرارية، كما تم التعرف أيضًا على
стр. 106
الأشعة فوق البنفسجية، وعلى ذلك فإن مدى الإشعاع في الطبيعة لا ينتهي عند الأحمر ولا عند البنفسجي، ومن الملاحظات التي تم التوصل إليها أن الأشعة البنفسجية أقل تأثيرًا في درجات الحرارة، وأن أشعة اللون الأحمر هي أشد رفعًا لدرجة الحرارة.
وتتوزع نسبة الأشعة في طيف الشمس على النحو التالي:
٩% فوق البنفسجية.
٧٠% مرئية "ضوئية".
٢١% تحت الحمراء "حرارية"١.
ولا يصل إلى الأرض إلا ١: ٢٠٠٠ مليون من أشعة الشمس، ومع ضآلة هذا القدر بالنسبة لما تشعه الشمس من طاقة هائلة, فإنه مسئول عن استمرار الحياة على سطح الأرض في جميع مظاهرها بإرادة الله .
стр. 107
البقع الشمسية:
ليست الشمس ثابتة كما كان يعتقد البعض، بل إنها تدور في الاتجاه نفسه الذي تدور فيه توابعها من الكواكب. ولقد أمكن الوصول إلى كثير من الحقائق المتعلقة بحركة الشمس عن طريق تتبع البقع التي تظهر على سطح الشمس. فما البقع الشمسية وما طبيعتها؟
البقع الشمسية هي مساحات من سطح الشمس ليست معتمة تمامًا بل تلمع كالنجوم. لكنها تبدو معتمة لوقوعها في وسط أشد توهجًا ولمعانًا. ويقدر البعض أن درجة حرارة البقع تصل إلى ٤٠٠٠م وهي بذلك أبرد نسبيًّا عما يجاورها.
стр. 108
وتتفاوت المساحات التي تشغلها البقع ما بين ٨٠ ألف كم٢ إلى ١٨٠٠٠ مليون كم٢. وتتكون البقعة الشمسية من منطقة معتمة إلى حد ما, يطلق عليها "الظل" Umbra تحيطها منطقة أخرى أقل عتمة يطلق عليها اسم "شبه الظل" Penumbra. وليست المنطقتان السابقتان مناطق عتمة حقيقية ولكنها أقل توهجًا من بقية سطح الشمس. وتعد منطقة الظل أكثر توهجًا من أشد المصادر الضوئية على سطح الأرض.
وتظهر البقع الشمسية على هيئة مجموعات، ولوحظ أن معظمها لا يستمر إلا أيامًا قليلة، إذ إن ما يقرب من نصف مجموعها يقل بقاؤها عن أربعة أيام، ولكن نسبة قليلة منها تظل مائة يوم أو أكثر١.
ولا تتوزع البقع الشمسية من حيث مكانها أو أوقاتها توزيعًا عشوائيًّا، فقد تبين أنها تتركز عند العروض الشمسية الوسطى وتندر عند خط الاستواء الشمسي، وغير معروفة عند قطبي الشمس، وأما من حيث فترات حدوثها فهناك ما يسمى بدورة البقع الشمسية وهي تمتد ما بين ١١ إلى ١٣ سنة، وتمت متابعتها بعناية منذ ١٧٠٠ سنة. ويتفاوت ما يمكن رؤيته من البقع الشمسية ما بين خمسين في السنوات القليلة البقع و ٢٠٠ أو ٤٠٠ في السنوات ذات البقع الكثيرة.
وفي بداية دورة البقع الشمسية يكون عدد البقع قليلًا في العروض العليا للشمس، ولكن عددها يزيد وتتزحزح نحو العروض الدنيا، ثم تبدأ في التشتت، ثم تظهر مرة ثانية في العروض العليا، ولا يفهم سبب تزحزح البقع ولا مناطق حدوثها بصورة علمية مقنعة،
ولا شك أن لمناطق البقع الشمسية مجالات مغناطيسية قوية، كما أن لهالة الشمس الخارجية علاقة وثيقة بدورة البقع الشمسية؛ إذ إن هذه الهالة تصبح دائرية الشكل حينما تصل البقع الشمسية إلى أقصاها.
стр. 109
ولا تؤثر هذه البقع على الطقس أو المناخ، أو على الأصح لم يصل الإنسان حتى الآن إلى اكتشاف علاقة بين حدوث هذه البقع وبين المناخ، لكن الذي لوحظ أن لهذه البقع أثرًا في حدوث الزوابع المغناطيسية والاضطرابات الإذاعية واللاسلكية بسبب انطلاق جزئيات مشحونة كهربائيًّا من الشمس تنتقل بسرعة تتراوح بين ٨٠٠ و ٣٠٠٠ كم/ ثانية، وتأخذ ما بين يوم أو يومين حتى تصل إلى الأرض، وحينما تقترب من الأرض تتأثر بالمجال المغناطيسي الأرضي وتكون آثارها عظيمة قرب القطبين, وصغيرة في المناطق الاستوائية.
وتسبب الجزيئات المشحونة كهربائيًّا والمنطلقة من الشمس اضطراب الذرات في الغلاف الجوي العلوي وتؤدي إلى ظهور "الأرورا" في المناطق القطبية، وتعرف تلك الظاهرة بالشفق القطبي أو "الضوء البروجي" ويحدث الشفق القطبي نتيجة لتصادم الألكترونات في الفضاء الخارجي بجسيمات الهواء المخلخل في طبقات الجو العليا. ولقد أمكن إحداث الضوء البروجي بصورة مصغرة صناعيًّا في المعمل، وذلك بتسليط الألكترونات على جزيئات الهواء في أنبوبة زجاجية ونتج عن ذلك توهج بأشكال مرتعشة تماثل الضوء البروجي. وتأخذ ظاهرة الشفق القطبي أو الضوء البروجي مظهر قوس متجانس هادئ, ذي لون أخضر باهت تبدو حافته السفلى محددة لكن الحافة العليا مشتتة وغير محددة, ويظهره الضوء البروجي على ارتفاعات تتراوح ما بين ٦٢كم إلى٦٠٠كم.
ومن أشهر ما ظهر من الضوء البروجي في نصف الكرة الشمالي ما حدث في ٢٥ ديسمبر سنة ١٩٥١م حينما أمكن رؤية ثلاثة أو أربعة أقواس متوازية تمتد عبر السماء من الشرق إلى الغرب، وأخذت هذه الأقواس ترتفع رويدًا رويدًا حتى أصبحت فوق الرأس تقريبًا، وبعد ذلك انحرفت إلى منطقة القطب المغناطيسي ثم توهجت على هيئة هالة.
стр. 110
ولعل أهم ما استفاد به الإنسان من تتبع البقع الشمسية هو دراسة حركة الشمس والتأكد من دورانها حول نفسها، ومعرفة طول اليوم الشمسي، وظهر من دراسة بقع الشمس أن تلك البقع القريبة من خط الاستواء الشمسي تتحرك بسرعة أكبر من تلك البقع البعيدة عن وسط الشمس، وهذا دليل قاطع على أن الشمس ليست جسمًا صلبًا وإلا لأتمت كل البقع دورتها في مدة واحدة وبقيت المسافات بينها ثابتة، وتخالف الشمس الجسم الصلب في دورانها، فالسطح القريب من خط الاستواء يدور بسرعة تفوق سرعة المناطق القريبة من القطبين. وهذا يعني أن الأجزاء القريبة من خط الاستواء تتم دورتها حول نفسها قبل المناطق القطبية.
وتحسب سرعة دوران الشمس بسهولة في العروض التي تحدث فيها البقع الشمسية ما بين درجتي عرض ٢٠ ْ و٤٠ ْ وتختلف سرعة دوران الشمس حول نفسها على النحو التالي:
