© WikipediaQuả cầu lửa từ thiên thạch trên thành phố Chelyabinsk, Nga vào ngày 15/2/2013. Vụ nổ do nó gây ra làm bị thương hơn 1.600 người.
Bây giờ, sau khi biết nhiều hơn về bản chất điện của Mặt Trời, và lưu ý đến sự suy giảm hoạt động của nó, đã đến lúc xem xét cách mà một số điều chúng ta thảo luận có thể có liên hệ với, hay thậm chí gây ra, những hiện tượng tự nhiên khác thường trên Trái Đất.
Trước tiên, chúng ta cần khám phá một chi tiết quan trọng trong mô hình Vũ Trụ Điện: Đó là bản thân Trái Đất cũng giống như một tụ điện. Chúng ta biết rằng Trái Đất được cung cấp năng lượng bởi Mặt Trời thông qua gió mặt trời, thứ bao phủ và thâm nhập vào Trái Đất cùng tầng điện ly của nó và tích điện cho nó. Đây là lý do tại sao, bất chấp rất nhiều cú phóng điện giữa bề mặt Trái Đất và tầng điện ly (ví dụ dưới dạng sét), điện trường giữa Trái Đất và tầng điện ly không biến mất: nó thường xuyên được sạc bởi Mặt Trời.
© Sott.netĐiện trường thẳng đứng trong khí quyển
Điện tích của tầng điện ly là dương. Do điện tích của Trái Đất là âm, một điện trường theo chiều thẳng đứng tồn tại trong khí quyển giữa tầng điện ly và bề mặt Trái Đất. Như hình bên cho thấy, điện trường trong khí quyển có cường độ trung bình là 100 volt trên mét, mặc dù nó mạnh nhất ở xích đạo và giảm dần theo vĩ độ.
Bạn có thể tự hỏi, nếu một điện trường thẳng đứng như vậy tồn tại trong khí quyển, tại sao chúng ta không bị điện giật? Suy cho cùng, không khí xung quanh đầu chúng ta có điện thế cao hơn chân chúng ta khoảng 180 volt. Một lý do là bất chấp sự khác biệt lớn về điện thế, mật độ dòng điện trong không khí là cực kỳ nhỏ, chỉ khoảng 10-12 ampe trên mỗi mét vuông. Vì vậy, dòng điện bắt nguồn từ điện trường này, trong hầu hết các trường hợp, nhỏ đến mức hầu như không thể nhận thấy.
Hình dưới mô tả ảnh hưởng của hoạt động Mặt Trời lên điện trường trong khí quyển và từ lõi đến bề mặt của Trái Đất.
© Sott.netĐiện trường và điện thế của Trái Đất tùy theo mức độ hoạt động của mặt trời
Do số electron tự do thu hút từ bên trong Trái Đất ra bề mặt của nó ít hơn, điện trường giữa bề mặt Trái Đất và lõi của nó cũng nhỏ hơn (mũi tên hai chiều nhỏ màu đỏ ở hình bên phải).
Hãy nhớ lập luận rằng hoạt động yếu đi của Mặt Trời làm giảm điện trường trong khí quyển và giữa bề mặt - lõi Trái Đất, bởi vì nó sẽ là một yếu tố quan trọng giải thích cho nhiều hiện tượng tự nhiên bất thường mà chúng tôi sẽ xem xét trong các chương tiếp theo.
Chương 21: Sự gia tăng trong hoạt động sao chổi
Trong một chương trước, chúng tôi đề cập ngắn gọn đến sự gia tăng của hoạt động sao chổi trong thời gian gần đây. Trong chương này, chúng tôi sẽ xem xét kỹ lưỡng hơn hiện tượng này. Để làm vậy, chúng tôi sẽ tập trung vào những chủ đề phụ sau đây có tương quan trực tiếp với hoạt động sao chổi: sự gia tăng trong số cầu lửa (cầu lửa ở đây là các mảnh sao chổi đi vào khí quyển của chúng ta), ánh sáng mờ đi trên toàn cầu (liên quan đến sự gia tăng của bụi sao chổi trong khí quyển), sự gia tăng trong số sao chổi, tiểu hành tinh và vệ tinh tự nhiên mới được phát hiện (cả ba loại đều là vật liệu sao chổi với các kích thước khác nhau). Rồi chúng ta sẽ xem hoạt động gia tăng này được tường thuật bởi truyền thông chính thống như thế nào, và cuối cùng, chúng tôi sẽ nói đến một số hiệu ứng bất ngờ gây ra trên Trái Đất bởi hoạt động sao chổi.
Sự gia tăng trong số cầu lửa
Như chúng ta đã thấy trong chương 14, dữ liệu thu thập bởi AMS trong bảng dưới chỉ ra rằng số lượng các quả cầu lửa từ thiên thạch được xác nhận trong khí quyển của chúng ta đã gia tăng gần 700% trong giai đoạn 2005 - 2013. Hơn 2000 quả cầu lửa từ thiên thạch đã được quan sát và xác nhận tại Hoa Kỳ trong năm 2012; gần 3500 được quan sát trong năm 2013. Đó là sự gia tăng 64%.
| Năm | Chỉ tiếng | Thay đổi theo năm | Chỉ mảnh vỡ | Thay đổi theo năm | Cầu lửa được xác nhận | Thay đổi theo năm | Tất cả báo cáo | Thay đổi theo năm |
| 2005 | 49 | / | 2 | / | 467 | / | 909 | / |
| 2006 | 41 | -16% | 1 | -50% | 517 | 11% | 923 | 2% |
| 2007 | 50 | 22% | 2 | 100% | 591 | 14% | 1231 | 33% |
| 2008 | 69 | 38% | 0 | -100% | 730 | 24% | 1604 | 30% |
| 2009 | 71 | 3% | 2 | / | 700 | -4% | 1885 | 18% |
| 2010 | 104 | 46% | 53 | 2550% | 954 | 36% | 2548 | 35% |
| 2011 | 183 | 76% | 517 | 875% | 1637 | 72% | 4625 | 82% |
| 2012 | 248 | 36% | 643 | 24% | 2151 | 31% | 6648 | 44% |
| 2013 | 337 | 36% | 929 | 44% | 3525 | 64% | 18459 | 178% |
| Thay đổi 2005 - 2013 | 588% | - | 46350% | - | 655% | - | 1931% | |
Lưu ý rằng sự gia tăng mạnh mẽ như vậy trong số quả cầu lửa được tường thuật (tăng 1931% trong giai đoạn 2005 - 2013) có rất ít khả năng chỉ là do sự gia tăng trong số người quan sát hay do sự gia tăng về danh tiếng của cơ sở dữ liệu AMS. Thật vậy, nếu đúng như vậy, số lượng các quan sát phải tiếp tục tăng năm này qua năm khác, nhưng điều đó đã không xảy ra. Ví dụ, giữa năm 2008 và 2009, số lượng quả cầu lửa được xác nhận giảm 4%.
Cơ sở dữ liệu AMS tập trung vào Hoa Kỳ, quốc gia chiếm ít hơn 2% bề mặt Trái Đất. Liệu chúng ta có thể suy ra từ đó rằng tổng số cầu lửa quan sát được trên khắp hành tinh trong năm 2013 là 50 lần số lượng quan sát được tại Hoa Kỳ? Nếu vậy, con số tổng cộng cho cả thế giới năm 2013 sẽ là gần 1 triệu lượt quan sát.
Sự gia tăng trong số quả cầu lửa được trông thấy không chỉ xảy ra ở Hoa Kỳ. Cùng một hiện tượng như vậy đã được ghi nhận tại Nhật Bản. Biểu đồ dưới là dữ liệu về số quả cầu lửa quan sát được thu thập bởi Mạng SonotaCo Nhật Bản.
© Sott.netSố cầu lửa quan sát được tại Nhật Bản thu thập bởi SonotaCo và đường xấp xỉ tuyến tính (màu đỏ)
Các quả cầu lửa không chỉ gia tăng về số lượng, mà chúng còn gia tăng cả về khối lượng. Ngày 15/2/2013, một tiểu hành tinh với khối lượng ước tính 10.000 tấn đi vào khí quyển Trái Đất trên dãy núi Ural ở Nga và phát nổ tại độ cao khoảng 23 km trên thành phố Chelyabinsk.
Năng lượng phát ra bởi vật thể này là vào khoảng 500 kiloton, gấp 20 - 30 lần năng lượng giải phóng bởi quả bom nguyên tử mà chính quyền Hoa Kỳ thả xuống các thường dân của Hiroshima. Là vật thể lớn nhất rơi vào hành tinh này kể từ sự kiện Tunguska năm 1908, quả cầu lửa Chelyabinsk chiếu sáng chói gấp 30 lần mặt trời và sinh ra một làn sóng xung kích mạnh mẽ khiến hàng ngàn người bị thương từ mảnh kính bay do các cửa sổ của gần 8000 tòa nhà trong thành phố đều bị thổi bay vào, đồng thời bức xạ từ vụ nổ thiêu đốt mắt và da người dân.
Lượng vật chất sót lại trong khí quyển tạo thành một dải bụi mỏng nhưng tồn tại dai dẳng trong tầng bình lưu và được quan sát bởi một vệ tinh của NASA. Đến ngày 19/2, bốn ngày sau vụ nổ, lượng bụi đã được dòng jet stream đưa đi trọn vòng quanh bắc bán cầu và quay trở lại Chelyabinsk. Ba tháng sau, một vành đai bụi có thể quan sát được vẫn tồn tại dai dẳng quanh hành tinh.
© Discovery MagazineFigure 72: Lớp bụi trong khí quyển từ vụ Chelyabinsk vào ngày 22/2/2013, nghĩa là 1 tuần sau vụ nổ thiên thạch.
Chỉ hai ngày trước đó, vào ngày 13/2, một quả cầu lửa khác đã nổ tung trên bầu trời Caribbean, tạo ra một làn sóng xung kích làm rung chuyển nhà cửa ở Cuba đến tận móng. Hai ngày trước sự kiện này, vào buổi sáng ngày 11/2, một quả cầu lửa được quay lại bởi camera gắn trên một xe hơi đi trên đường cao tốc chỉ 250 km về phía tây Chelyabinsk.
Tối đi toàn cầu
Tối đi toàn cầu là sự suy giảm của lượng bức xạ mặt trời nhận được trên bề mặt Trái Đất trong điều kiện thời tiết tốt. Một trong những nguyên nhân chính của sự tối đi toàn cầu là bụi trong khí quyển. Rất nhiều nhà khoa học đã chứng minh rằng một quá trình tối đi toàn cầu đã và đang diễn ra trong nhiều thập kỷ.
© Stanhill & CohenĐộ giảm bức xạ mặt trời từ 1950 đến 2000
Phân tích cho thấy chỉ hơn nửa hiệu ứng làm lạnh của bụi được bù đắp bởi hiệu ứng làm ấm của nó. Phát hiện này, công bố trên Tạp chí Nghiên cứu Địa Vật lý (Journal of Geophysical Research), giúp củng cố sự hiểu biết của các nhà khoa học về cách mà bụi tác động lên sự biến động của độ ẩm trong khí quyển và nhiệt độ bề mặt trên khắp hành tinh.Như có thể thấy trong hình trên, các nhà khoa học từ Viện Khoa học Đất, Nước và Môi trường phát hiện có sự suy giảm đáng kể, trung bình toàn cầu là 2,7% cho mỗi thập kỷ, trong lượng bức xạ mặt trời đến được bề mặt Trái Đất trong 50 năm qua.
Trong thập kỷ 90, xảy ra sự đảo ngược và hành tinh của chúng ta trải qua sự sáng lên tại một số vùng. Thế rồi, sau năm 2000, sự tối đi toàn cầu lại được khởi động lại và trở nên hỗn loạn hơn, với một số châu lục trải qua xu hướng ngược với xu hướng chung.
Theo khoa học chính thống, sự tối đi toàn cầu là do con người, gây ra bởi các hạt bụi nhỏ và khí lơ lửng trong khí quyển do công nghiệp hóa. Sự đảo ngược được nhận thấy trong thập kỷ 90 được cho là do lệnh cấm nhiều loại khí và các biện pháp chống ô nhiễm khác. Tuy nhiên, một bài viết xuất bản vào năm 2005 cho thấy rằng trong giai đoạn 1986 - 2000, mặc dù có sự tối đi ở mức độ nhẹ trên đất liền, sự sáng lên xảy ra chủ yếu trên các đại dương.
© Pinker et alBức xạ từ 1982–2002. Số đo trên đất liền bên trái (tối đi toàn cầu), số đo trên đại dương bên phải (sáng lên toàn cầu).
Kể từ năm 2000, sự tối đi đã được quan sát tại rất nhiều địa điểm, bao gồm cả Trung Quốc, Ấn Độ và toàn bộ nam bán cầu, bất chấp sự ô nhiễm do con người gây ra tương đối thấp hơn tại bán cầu ít được công nghiệp hóa hơn này. Chúng ta có thể suy ra rằng trong khi sự ô nhiễm của con người có thể ảnh hưởng tới lượng ánh sáng mặt trời đến bề mặt Trái Đất, rõ ràng nó không phải là nguyên nhân duy nhất, và ảnh hưởng của nó có lẽ là không đáng kể trong bối cảnh chung.
Không giống như ô nhiễm của con người, hoạt động sao chổi có thể, ít nhất là một phần, giải thích cả sự sáng lên quan sát được trên các đại dương vào thập kỷ 90 và sự tối đi toàn cầu từ năm 2000. Khoảng từ 40 đến 400 tấn vật chất vũ trụ được ước tính đi vào bầu khí quyển Trái Đất hàng ngày, hầu hết chúng đến dưới dạng bụi sao chổi. Tuy vậy, những ước tính từ nhiều năm trước này không kể đến sự gia tăng đột biến gần đây trong hoạt động sao chổi.
Nếu chúng ta tính đến sự gia tăng 655% trong số các quả cầu lửa đã được xác nhận (xem thống kê AMS ở trên) trong tám năm vừa qua, lượng bụi sao chổi đi vào bầu khí quyển Trái Đất sẽ cao hơn ước tính nói chung ít nhất là sáu lần; nghĩa là lượng bụi đi vào sẽ là khoảng từ 260 đến 2600 tấn.
Sự gia tăng trong số các tiểu hành tinh, sao chổi và vệ tinh
Những mảnh vụn và bụi này từ đâu đến? Vâng, đã có sự gia tăng đáng kể trong việc khám phá các tiểu hành tinh trong những thập kỷ gần đây: Vào năm 1980, có 9000 tiểu hành tinh được biết trong hệ mặt trời. Đến năm 2000, có 86.000. Đến năm 2007, có 380.000. Tính đến năm 2013, Trung tâm Hành tinh nhỏ của Hiệp hội Thiên văn Quốc tế đã có dữ liệu về 1,1 triệu tiểu hành tinh.
Dữ liệu trong hình dưới nằm rải rác và được thu thập từ nhiều nguồn khác nhau vì không có dữ liệu tập trung có hệ thống nào về các tiểu hành tinh được biết đến trong giai đoạn 1980 - 2013.
© Sott.netSố tiểu hành tinh được biết (1980 - 2013)
Số lượng sao chổi được phát hiện cũng gia tăng trong những năm gần đây. Hình dưới là dựa trên dữ liệu chính thức đưa ra bởi Hiệp hội Thiên văn Anh vào tháng 10/2013. Những cột màu cam thể hiện số sao chổi được xác định bởi dự án SOHO của NASA trong khi các cột màu xanh dương hiển thị tổng số sao chổi mới. Trong khi số sao chổi mới được phát hiện là gần như con số không vào đầu những năm 90 (ví dụ, chỉ có một sao chổi được phát hiện vào năm 1995, sao chổi 1995 O1 Hale-Bopp), đến năm 2000, hơn 150 sao chổi mới được phát hiện mỗi năm. Con số này tăng lên 265 vào năm 2009.
© Sott.netSố sao chổi được phát hiện (1995 - 11/2013) dựa trên dữ liệu của Hiệp hội Thiên văn Anh
Năm 2013 được tuyên bố một cách rất hợp lý là "Năm của Sao chổi", với số lượng lớn sao chổi hoạt động trong vùng lân cận mặt trời. Đến ngày 21/11/2013, 17 sao chổi có thể được quan sát bằng kính thiên văn nhỏ, trong đó 5 sao chổi có độ sáng từ +4 đến +7,5 (nghĩa là chúng có thể được quan sát bằng ống nhòm), và hai trong số đó (ISON và Encke) có thể được nhìn thấy bằng mắt thường.
Nhớ rằng đây chỉ là những sao chổi đã được xác định. Chúng đủ sáng để có thể được quan sát từ khoảng cách xa. Hầu hết "sao chổi" không phát sáng (như "tiểu hành tinh") và chúng chỉ phát sáng khi chịu stress điện gây ra bởi mặt trời do đi vào hệ mặt trời. Nếu căn cứ vào những sự kiện cầu lửa ngoạn mục trong năm 2013, năm 2014 có thể được dự đoán sẽ có nhiều điều ngạc nhiên từ vũ trụ hơn nữa dành cho chúng ta.
Tương quan trực tiếp với sự gia tăng trong số lượng sao chổi mới này, và cũng là một mảnh bằng chứng mạnh mẽ nữa chứng tỏ sự gia tăng trong hoạt động sao chổi, là con số ngày càng tăng của các "vệ tinh" tự nhiên quay quanh các hành tinh trong hệ mặt trời chúng ta. Ví dụ, vào năm 1974, Sao Mộc có 9 vệ tinh. Ngày nay, nó có 67 vệ tinh đã được xác định.
| Hành tinh | 1975 | 2013 |
| Sao Mộc | 9 | 67 |
| Sao Thổ | 10 | 62 |
| Sao Thiên Vương | 5 | 27 |
Lời giải thích thường được đưa ra cho sự đột biến trong số các vệ tinh này là kính thiên văn đã được cải thiện. Trong khi điều này có thể giải thích cho sự khám phá của một số vệ tinh mới, đặc biệt là những vệ tinh nhỏ, một số điều "bất thường" vẫn tồn tại. Nếu yếu tố duy nhất trong việc phát hiện các vệ tinh mới là độ mạnh của kính thiên văn, thì sau mỗi năm, chúng ta phải phát hiện được những vệ tinh ngày càng nhỏ hơn tại cùng một hành tinh, nhưng thực tế không phải vậy.
Một trong những vệ tinh mới quay quanh Sao Thổ được gọi là "Calypso" và được phát hiện vào năm 1980. Đường kính của nó là khoảng 20 km. Do vậy chúng ta có thể giả định rằng tất cả các vệ tinh phát hiện sau năm 1980 sẽ nhỏ hơn. Nhưng vào năm 2000, một vệ tinh mới của Sao Thổ gọi là "Siarnaq" được phát hiện từ một kính thiên văn trên mặt đất. Đường kính của nó là khoảng 40 km, nghĩa là 20 năm sau, một vệ tinh to gấp đôi Calypso mới được phát hiện, nhờ vào "công nghệ cải tiến".
Một lỗ hổng nữa trong giả định rằng những cải tiến trong công nghệ kính thiên văn là yếu tố duy nhất trong việc phát hiện các vệ tinh là sự ngắt quãng trong khám phá. Tiếp tục dùng Sao Thổ làm ví dụ, chúng ta nhận thấy rằng vào năm 1980, hành tinh này có 17 vệ tinh đã được xác định.
Từ năm 1981 đến 2000, chỉ có một vệ tinh nữa được phát hiện. Vệ tinh này là Pan, phát hiện vào năm 1990 từ bức ảnh mà tàu Voyager chụp vào năm 1980. Thế rồi, từ năm 2000 đến 2009, 44 vệ tinh được phát hiện.
© Sott.netSố vệ tinh được biết của Sao Thổ (1980 - 2009)
Một lời giải thích hợp lý hơn cho sự phát hiện đột ngột của những vệ tinh mới là trước khi được phát hiện, chúng đơn giản là không tồn tại; rằng các hành tinh chỉ mới có những vệ tinh mới gần đây.
Một điều kỳ lạ nữa là trình tự thời gian của sự xuất hiện các vệ tinh mới giữa các hành tinh với nhau. Từ dữ liệu có được, sau khoảng thời gian 20 năm không có vệ tinh mới nào được khám phá (thập kỷ 1980 và 1990), những hành tinh trong hệ mặt trời đột nhiên bắt đầu nhận được nhiều vệ tinh mới. Sao Thiên Vương bắt đầu nhận được hầu hết các vệ tinh mới của nó từ năm 1999, Sao Thổ từ năm 2000 và Sao Mộc từ năm 2001. Trình tự này rất thú vị bởi vì trong hệ mặt trời, Sao Thiên Vương là hành tinh thứ 7 kể từ Mặt Trời, Sao Thổ là thứ 6 và Sao Mộc là thứ 5.
© sott.net adapted from wall321.comNhững hành tinh phía ngoài của hệ mặt trời (từ trái qua phải): Sao Mộc, Sao Thổ và Sao Thiên Vương.
Một ý kiến phản đối từ khoa học chính thống chống lại ý tưởng rằng các vệ tinh mới thực ra là sao chổi hoặc tiểu hành tinh mới bị bắt giữ là ở chỗ các vệ tinh được coi như một loại thiên thể hoàn toàn khác biệt. Nhưng thực ra có vẻ không có bất cứ sự khác biệt nào giữa chúng như chúng ta có thể thấy khi so sánh các hình dưới.
Sau nhiều năm chối bỏ, có vẻ giới thiên văn học chính thống đã nhận ra vấn đề và cuối cùng họ cũng thừa nhận rằng các vệ tinh có thể là những tiểu hành tinh bị bắt giữ. Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế so sánh ánh sáng cực tím phản xạ từ bề mặt của Phobos, một trong hai vệ tinh của Sao Hỏa với tiểu hành tinh 624 Hektor và thiên thạch ở Hồ Tagish tìm thấy trên Trái Đất và kết luận chúng có "những điểm tương đồng mạnh mẽ".
Ai đó có thể nghĩ rằng với sự gia tăng gần đây của các vệ tinh, sao chổi, tiểu hành tinh và NEO (thiên thể gần Trái Đất) mới được phát hiện là do sự gia tăng đột ngột trong ngân sách NASA dành cho việc phát hiện các thiên thể. Trên thực tế, điều ngược lại đã xảy ra. Bộ phận vật lý thiên văn của NASA (bộ phận điều hành chương trình tìm kiếm các thiên thể) có ngân sách là 1,11 tỷ đôla trong năm 2007. Đến năm 2013, ngân sách đó giảm xuống còn 610 triệu đôla. Đó là sự suy giảm 45% trong sáu năm.
Nhận xét: Xem thêm các chương khác của cuốn sách Biến đổi Trái Đất và Mối Liên hệ Con người - Vũ trụ để hiểu thêm về quá trình biến đổi Trái Đất, trong đó bao gồm cả biến đổi khí hậu, đang diễn ra trên hành tinh này.