مقناطیسی کرہ کیا ہے اور کس طرح مضبوط مقناطیسی طوفان ٹیکنالوجی کو متاثر کرتے ہیں۔

ہماری زمین ہے۔ مقناطیس - یہ سب کو معلوم ہے۔ مقناطیسی میدان کی لکیریں جنوبی مقناطیسی قطب کے علاقے کو چھوڑ کر شمالی مقناطیسی قطب کے علاقے میں داخل ہو جاتی ہیں۔ یاد رکھیں کہ زمین کے مقناطیسی اور جغرافیائی قطبین قدرے مختلف ہیں — شمالی نصف کرہ میں، مقناطیسی قطب تقریباً 13° کینیڈا کی طرف منتقل ہو جاتا ہے۔

زمین کے مقناطیسی میدان کی قوت کی لکیروں کا مجموعہ کہلاتا ہے۔ مقناطیسی کرہ… زمین کا مقناطیسی کرہ سیارے کے مقناطیسی محور کے بارے میں ہم آہنگ نہیں ہے۔

سورج کی طرف یہ اپنی طرف متوجہ ہوتا ہے، اس کے مخالف سمت سے لمبا ہوتا ہے۔ مقناطیسی کرہ کی یہ شکل اس پر شمسی ہوا کے مسلسل اثر کو ظاہر کرتی ہے۔ سورج سے اڑتے چارج شدہ ذرات طاقت کی لکیروں کو "نچوڑنے" لگتے ہیں۔ مقناطیسی میدان، انہیں دن کی طرف دبانا اور رات کی طرف کھینچنا۔

جب تک سورج کی صورتحال پرسکون ہے، یہ پوری تصویر کافی مستحکم رہتی ہے۔ لیکن پھر سورج کی روشنی تھی، شمسی ہوا بدل گئی ہے- اس کے اجزاء کے ذرات کا بہاؤ زیادہ ہو گیا ہے، اور ان کی توانائی زیادہ ہو گئی ہے۔مقناطیسی کرہ پر دباؤ تیزی سے بڑھنے لگا، دن کی طرف قوت کی لکیریں زمین کی سطح کے قریب جانے لگیں، اور رات کی طرف انہیں مقناطیسی کرہ کی "دم" میں زیادہ مضبوطی سے کھینچا گیا۔ یہ ہے مقناطیسی طوفان (جغرافیائی طوفان).

شمسی شعلوں کے دوران، سورج کی سطح پر گرم پلازما کے بڑے پیمانے پر دھماکے ہوتے ہیں۔ پھٹنے کے دوران، ذرات کی ایک مضبوط ندی خارج ہوتی ہے، جو سورج سے زمین کی طرف تیز رفتاری سے حرکت کرتے ہیں اور سیارے کے مقناطیسی میدان میں خلل ڈالتے ہیں۔

شمسی ہوا

قوت کی لکیروں کی "کمپریشن" کا مطلب ہے زمین کی سطح پر ان کے قطبین کی حرکت، جس کا مطلب ہے کہ - دنیا کے کسی بھی مقام پر مقناطیسی میدان کی طاقت میں تبدیلی... اور شمسی ہوا کا دباؤ جتنا مضبوط ہوگا، فیلڈ لائنوں کا کمپریشن اتنا ہی زیادہ اہم ہوگا، اسی مناسبت سے، فیلڈ کی طاقت میں تبدیلی اتنی ہی مضبوط ہوگی۔ مقناطیسی طوفان جتنا مضبوط ہوگا۔

ایک ہی وقت میں، مقناطیسی قطب کے علاقے کے قریب، زیادہ بیرونی فیلڈ لائنیں سطح سے ملتی ہیں. اور وہ صرف پریشان شمسی ہوا کے سب سے زیادہ اثر کا تجربہ کرتے ہیں اور سب سے زیادہ رد عمل ظاہر کرتے ہیں (بے گھر)۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ مقناطیسی خلل کے مظاہر جیو میگنیٹک قطبوں (یعنی اونچے عرض بلد پر) اور جغرافیائی خط استوا پر سب سے چھوٹے ہونے چاہئیں۔

1831 سے 2007 تک مقناطیسی شمالی قطب کی تبدیلی۔

زمین کی سطح پر رہنے والے ہمارے لیے بلند عرض بلد پر مقناطیسی میدان میں بیان کردہ تبدیلی اور کیا ہے؟

مقناطیسی طوفان کے دوران، بجلی کی بندش، ریڈیو مواصلات، موبائل آپریٹر نیٹ ورکس اور خلائی جہاز کے کنٹرول سسٹم میں خلل، یا سیٹلائٹ کو نقصان پہنچ سکتا ہے۔

کیوبیک، کینیڈا میں 1989 میں ایک مقناطیسی طوفان نے بجلی کی شدید بندش کی وجہ سے، بشمول ٹرانسفارمر میں آگ (اس واقعے کی تفصیلات کے لیے نیچے دیکھیں)۔ 2012 میں، ایک شدید مقناطیسی طوفان نے وینس کے گرد چکر لگانے والے یورپی وینس ایکسپریس خلائی جہاز کے ساتھ مواصلات میں خلل ڈالا۔

آئیے یاد کرتے ہیں۔ الیکٹرک کرنٹ جنریٹر کیسے کام کرتا ہے۔… ایک ساکن مقناطیسی میدان میں، ایک موصل (روٹر) حرکت کرتا ہے (گھومتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، محقق میں ایک EMF ظاہر ہوتا ہے۔ اور یہ بہنے لگتا ہے بجلی… ایسا ہی ہوگا اگر تار ساکن ہے اور مقناطیسی میدان حرکت کرے گا (وقت میں تبدیلی)۔

مقناطیسی طوفان کے دوران مقناطیسی میدان میں تبدیلی آتی ہے، اور مقناطیسی قطب (جیو میگنیٹک طول بلد جتنا زیادہ) کے قریب ہوتا ہے، یہ تبدیلی اتنی ہی مضبوط ہوتی ہے۔

اس کا مطلب ہے کہ ہمارے پاس ایک بدلتا ہوا مقناطیسی میدان ہے۔ ٹھیک ہے، اور زمین کی سطح پر کسی بھی لمبائی کے مقررہ تاروں پر قبضہ نہیں ہے. بجلی کی لائنیں، ریلوے ٹریک، پائپ لائنیں ہیں...ایک لفظ میں، انتخاب بہت اچھا ہے۔ اور ہر ایک کنڈکٹر میں، مذکورہ بالا جسمانی قانون کی وجہ سے، ایک برقی رو پیدا ہوتا ہے، جو جغرافیائی میدان میں تغیرات کی وجہ سے ہوتا ہے۔ ہم اسے بلائیں گے۔ حوصلہ افزائی جیو میگنیٹک کرنٹ (IGT).

حوصلہ افزائی کی دھاروں کی شدت بہت سے حالات پر منحصر ہے. سب سے پہلے، یقیناً جیومیگنیٹک فیلڈ میں تبدیلی کی رفتار اور طاقت سے، یعنی مقناطیسی طوفان کی طاقت سے۔

لیکن ایک ہی طوفان کے دوران بھی مختلف تاروں میں مختلف اثرات مرتب ہوتے ہیں۔وہ تار کی لمبائی اور زمین کی سطح پر اس کی واقفیت پر منحصر ہیں۔

تار جتنا لمبا ہوگا، اتنا ہی مضبوط ہوگا۔ حوصلہ افزائی کرنٹ… اس کے علاوہ، یہ زیادہ مضبوط ہو گا تار کی سمت شمال-جنوبی سمت کے قریب ہو گی۔ درحقیقت، اس صورت میں، اس کے کناروں پر مقناطیسی میدان کے تغیرات سب سے زیادہ ہوں گے اور اس لیے EMF سب سے بڑا ہوگا۔

بلاشبہ، اس کرنٹ کی شدت کئی دیگر عوامل پر منحصر ہے، بشمول تار کے نیچے کی مٹی کی چالکتا۔ اگر یہ چالکتا زیادہ ہے تو IHT کمزور ہو جائے گا کیونکہ زیادہ تر کرنٹ زمین سے گزرے گا۔ اگر یہ چھوٹا ہے تو، شدید IHT کی موجودگی کا امکان ہے.

رجحان کی طبیعیات میں مزید جانے کے بغیر، ہم صرف یہ نوٹ کرتے ہیں کہ روزمرہ کی زندگی میں مقناطیسی طوفان پیدا ہونے والی پریشانیوں کی بنیادی وجہ IHTs ہیں۔

ایک مضبوط مقناطیسی طوفان کی وجہ سے ہنگامی حالات کی ایک مثال اور ادب میں بیان کردہ دھارے کی حوصلہ افزائی

13-14 مارچ 1989 کے مقناطیسی طوفان اور کینیڈا میں ایمرجنسی

مقناطیسی ماہرین زمین کے مقناطیسی میدان کی حالت کو بیان کرنے کے لیے کئی طریقے (جنہیں مقناطیسی اشاریے کہتے ہیں) استعمال کرتے ہیں۔ تفصیلات میں جانے کے بغیر، ہم صرف یہ نوٹ کرتے ہیں کہ ایسے پانچ اشاریہ جات ہیں (سب سے زیادہ عام)۔

ان میں سے ہر ایک کے، یقیناً، اپنے فوائد اور نقصانات ہیں اور بعض حالات کو بیان کرنے میں سب سے زیادہ آسان اور درست ہے - مثال کے طور پر، ارورہ زون میں مشتعل حالات یا، اس کے برعکس، نسبتاً پرسکون حالات میں عالمی تصویر۔

قدرتی طور پر، ان اشاریوں میں سے ہر ایک کے نظام میں، ہر ارضی مقناطیسی مظہر کو مخصوص اعداد سے خصوصیت دی جاتی ہے - مظاہر کی مدت کے لیے خود اشاریہ کی قدریں، اسی لیے یہ ممکن ہے کہ جیو میگنیٹک رکاوٹوں کی شدت کا موازنہ کیا جا سکے۔ مختلف سالوں میں.

13-14 مارچ 1989 کا مقناطیسی طوفان تمام مقناطیسی انڈیکس سسٹمز پر مبنی حسابات کے مطابق ایک غیر معمولی جیومیگنیٹک واقعہ تھا۔

بہت سے اسٹیشنوں کے مشاہدے کے مطابق، ایک طوفان کے دوران، 6 دنوں کے اندر مقناطیسی زوال کی شدت (کمپاس کی سوئی کی سمت سے مقناطیسی قطب کی طرف انحراف) 10 ڈگری یا اس سے زیادہ تک پہنچ جاتی ہے۔ یہ بہت کچھ ہے، اس بات پر غور کرتے ہوئے کہ بہت سے جیو فزیکل آلات کے آپریشن کے لیے نصف ڈگری کا بھی انحراف ناقابل قبول ہے۔

یہ مقناطیسی طوفان ایک غیر معمولی جیومیگنیٹک رجحان تھا۔ تاہم، اس میں دلچسپی شاید ہی ماہرین کے ایک تنگ دائرے سے تجاوز کر سکتی، اگر اس کے ساتھ آنے والے متعدد خطوں کی زندگی کے ڈرامائی واقعات کے لیے نہیں۔

13 مارچ 1989 کو 07:45 UTC پر، جیمز بے (شمالی کیوبیک، کینیڈا) سے جنوبی کیوبیک اور ریاستہائے متحدہ کی شمالی ریاستوں تک ہائی وولٹیج ٹرانسمیشن لائنوں کے ساتھ ساتھ ہائیڈرو-کیوبیک نیٹ ورک نے مضبوط حوصلہ افزائی کرنٹ کا تجربہ کیا۔

ان کرنٹوں نے سسٹم پر 9,450 میگاواٹ کا اضافی بوجھ پیدا کیا، جو اس وقت 21,350 میگاواٹ کے مفید لوڈ میں اضافہ کرنے کے لیے بہت زیادہ تھا۔ سسٹم گر گیا، جس سے 60 لاکھ رہائشی بجلی سے محروم ہو گئے۔ سسٹم کو معمول پر لانے میں 9 گھنٹے لگے۔ اس وقت شمالی امریکہ میں صارفین کو 1,325 میگاواٹ سے بھی کم بجلی ملتی تھی۔

13-14 مارچ کو، دیگر پاور سسٹمز کی ہائی وولٹیج لائنوں پر حوصلہ افزائی جغرافیائی دھاروں سے منسلک ناخوشگوار اثرات بھی دیکھے گئے: حفاظتی ریلے کام کر رہے تھے، پاور ٹرانسفارمر ناکام ہو گئے تھے، وولٹیج گرا تھا، طفیلی کرنٹ ریکارڈ کیے گئے تھے۔

13 مارچ کو ہائیڈرو اونٹاریو (80 اے) اور لیبراڈور ہائیڈرو (150 اے) سسٹمز میں سب سے زیادہ حوصلہ افزائی شدہ موجودہ اقدار ریکارڈ کی گئیں۔ آپ کو توانائی کا ماہر بننے کی ضرورت نہیں ہے کہ اس شدت کی آوارہ کرنٹوں کی ظاہری شکل سے کسی بھی پاور سسٹم کو ہونے والے نقصان کا تصور کریں۔

اس سب نے نہ صرف شمالی امریکہ کو متاثر کیا۔ اسی طرح کے مظاہر اسکینڈینیوین ممالک کی ایک بڑی تعداد میں دیکھے گئے ہیں۔ یہ سچ ہے کہ ان کا اثر بہت کمزور تھا اس حقیقت کی وجہ سے کہ یورپ کا شمالی حصہ جغرافیائی قطب سے امریکہ کے شمالی حصے سے زیادہ ہے۔

تاہم، 08:24 CET پر، وسطی اور جنوبی سویڈن میں چھ 130-kV لائنوں نے بیک وقت کرنٹ کی وجہ سے وولٹیج میں اضافہ ریکارڈ کیا لیکن کسی حادثے تک نہیں پہنچی۔

ہر کوئی جانتا ہے کہ 60 لاکھ باشندوں کو 9 گھنٹے بجلی کے بغیر چھوڑنے کا کیا مطلب ہے۔ ماہرین اور عوام کی توجہ 13-14 مارچ کے مقناطیسی طوفان کی طرف مبذول کرانے کے لیے صرف یہی کافی ہوگا۔ لیکن اس کے اثرات توانائی کے نظام تک محدود نہیں تھے۔

اس کے علاوہ، US Soil Conservation Service پہاڑوں میں واقع متعدد خودکار سینسرز سے سگنل وصول کرتی ہے اور مٹی کے حالات، برف کے احاطہ وغیرہ کی نگرانی کرتی ہے۔ ریڈیو پر ہر روز 41.5 میگا ہرٹز فریکوئنسی پر۔

13 اور 14 مارچ کو (جیسا کہ بعد میں پتہ چلا کہ دوسرے ذرائع سے تابکاری کی سپرپوزیشن کی وجہ سے)، یہ سگنلز ایک عجیب نوعیت کے تھے اور یا تو بالکل بھی نہیں سمجھے جا سکتے تھے، یا پھر برفانی تودے، سیلاب، مٹی کے بہاؤ کی موجودگی کی نشاندہی کرتے تھے۔ ایک ہی وقت میں زمین پر ٹھنڈ...

امریکہ اور کینیڈا میں، نجی گیراج کے دروازوں کے اچانک کھلنے اور بند ہونے کے ایسے واقعات سامنے آئے ہیں جن کے تالے ایک خاص فریکوئنسی ("کلید") کے مطابق تھے لیکن دور سے آنے والے سگنلز کے افراتفری کے اوورلیپ سے متحرک ہوئے۔

پائپ لائنوں میں حوصلہ افزائی کرنٹ کی تخلیق

یہ اچھی طرح سے معلوم ہے کہ جدید صنعتی معیشت میں پائپ لائنز کا کیا بڑا کردار ہے۔ سیکڑوں اور ہزاروں کلومیٹر طویل دھاتی پائپ مختلف ممالک سے گزرتے ہیں۔ لیکن یہ کنڈکٹر بھی ہیں اور ان میں بھی محرک کرنٹ ہو سکتا ہے۔ بلاشبہ، اس صورت میں، وہ ٹرانسفارمر یا ریلے کو جلا نہیں سکتے ہیں، لیکن وہ بلاشبہ نقصان پہنچاتے ہیں.

حقیقت یہ ہے کہ الیکٹرولائٹک سنکنرن سے بچانے کے لیے، تمام پائپ لائنوں میں تقریباً 850 ایم وی کے گراؤنڈ ہونے کی منفی صلاحیت ہوتی ہے۔ ہر نظام میں اس پوٹینشل کی قدر کو مستقل اور کنٹرول میں رکھا جاتا ہے۔ اہم الیکٹرولائٹک سنکنرن اس وقت شروع ہوتا ہے جب یہ قدر 650 mV تک گر جاتی ہے۔

کینیڈین آئل کمپنیوں کے مطابق 13 مارچ 1989 کو مقناطیسی طوفان کے آغاز کے ساتھ ہی ممکنہ طور پر تیز رفتاری شروع ہوئی اور 14 مارچ تک جاری رہی۔ اس صورت میں، کئی گھنٹوں تک منفی صلاحیت کی شدت اہم قدر سے کم ہے، اور بعض اوقات یہ 100-200 mV تک گر جاتی ہے۔

پہلے سے ہی 1958 اور 1972 میں، مضبوط مقناطیسی طوفانوں کے دوران، حوصلہ افزائی کرنٹ کی وجہ سے، ٹرانس اٹلانٹک ٹیلی کمیونیکیشن کیبل کے آپریشن میں سنگین رکاوٹیں واقع ہوئیں۔ 1989 کے طوفان کے دورانایک نئی کیبل پہلے سے چل رہی تھی، جس میں معلومات کو آپٹیکل چینل پر منتقل کیا گیا تھا (دیکھیں — آپٹیکل مواصلاتی نظام)، لہذا معلومات کی ترسیل میں کوئی خلاف ورزی نہیں ہے۔

تاہم، کیبل پاور سسٹم میں تین بڑے وولٹیج اسپائکس (300، 450 اور 700 V) ریکارڈ کیے گئے، جو کہ مقناطیسی میدان میں مضبوط تبدیلیوں کے ساتھ وقت کے ساتھ موافق ہوئے۔ اگرچہ یہ اسپائکس سسٹم کی خرابی کا سبب نہیں بنتے تھے، لیکن وہ اتنے بڑے تھے کہ اس کے معمول کے کام کے لیے سنگین خطرہ لاحق ہو سکتے تھے۔

زمین کا جغرافیائی میدان بدل رہا ہے اور کمزور ہو رہا ہے۔ اس کا کیا مطلب ہے؟

زمین کا مقناطیسی میدان نہ صرف سیارے کی سطح کے ساتھ حرکت کرتا ہے بلکہ اس کی شدت میں بھی تبدیلی آتی ہے۔ پچھلے 150 سالوں میں، یہ تقریباً 10 فیصد کمزور ہوا ہے۔ محققین نے پایا کہ تقریباً ہر 500,000 سال میں ایک بار، مقناطیسی قطبوں کی قطبیت تبدیل ہوتی ہے — شمالی اور جنوبی قطبیں جگہیں بدلتی ہیں۔ آخری بار ایسا تقریباً ایک ملین سال پہلے ہوا تھا۔

ہماری اولاد اس الجھن اور ممکنہ آفات کا مشاہدہ کر سکتی ہے جو قطبی تبدیلی سے منسلک ہے۔ اگر سورج کے مقناطیسی قطبوں کے الٹنے کے وقت کوئی دھماکہ ہوتا ہے تو، مقناطیسی ڈھال زمین کی حفاظت نہیں کر سکے گی اور پورے کرہ ارض پر بجلی کی بندش اور نیویگیشن سسٹم میں رکاوٹ پیدا ہو جائے گی۔

اوپر دی گئی مثالیں اس بارے میں سوچنے پر مجبور کرتی ہیں کہ مضبوط مقناطیسی طوفانوں کے اثرات انسانیت کی روزمرہ زندگی پر کتنے سنگین اور کثیر جہتی اثرات مرتب کر سکتے ہیں۔

مندرجہ بالا تمام چیزیں خلائی موسم (بشمول شمسی شعلوں اور مقناطیسی طوفانوں) کے بہت زیادہ متاثر کن اثر کی ایک مثال ہے جو انسانی صحت کے ساتھ شمسی اور مقناطیسی سرگرمی کے بہت زیادہ قابل اعتماد ارتباط نہیں ہے۔