الأرض والسماء جزءان أساسيان من عالمنا الطبيعي. سوف يستكشف هذا الدرس هذه المفاهيم من منظور علم الفلك وعلوم الأرض، موضحًا كيفية تفاعلها وتأثيرها على بعضها البعض. في حين قد يبدو أن الأرض والسماء مجالان منفصلان، إلا أنهما مترابطان بطرق عديدة تؤثر على البيئة والمناخ والحياة على الأرض.
كوكبنا الأرض هو أحد الكواكب الثمانية في النظام الشمسي، ويدور حول الشمس مرة واحدة كل 365.25 يومًا. ويميل محور الأرض بزاوية قدرها حوالي 23.5 درجة بالنسبة لمدارها حول الشمس. وهذا الميل مسؤول عن تغير الفصول أثناء دوران الأرض حول الشمس. ويشهد نصف الكرة الأرضية المائل نحو الشمس درجات حرارة أكثر دفئًا وأيامًا أطول، مما يمثل موسم الصيف، بينما يواجه نصف الكرة الآخر فصل الشتاء.
الغلاف الجوي للأرض عبارة عن طبقة من الغازات تحيط بالكوكب، وتحميه من إشعاعات الشمس الضارة وتساعد على تنظيم درجة الحرارة. يتكون الغلاف الجوي بشكل رئيسي من النيتروجين (78%) والأكسجين (21%)، مع كميات صغيرة من الغازات الأخرى مثل الأرجون وثاني أكسيد الكربون. ينقسم الغلاف الجوي إلى عدة طبقات، من الأدنى إلى الأعلى: طبقة التروبوسفير، والستراتوسفير، والميزوسفير، والغلاف الحراري، والغلاف الخارجي. ولكل طبقة خصائصها ووظائفها الخاصة، مثل طبقة الأوزون الموجودة في طبقة الستراتوسفير، والتي تمتص وتبعثر الأشعة الشمسية فوق البنفسجية.
السماء هي الغلاف الجوي للأرض كما يُرى من سطح الكوكب. عندما ننظر للأعلى نرى السماء زرقاء خلال النهار بسبب تشتت ضوء الشمس بواسطة الغلاف الجوي. يكون هذا التشتت أكثر فعالية بالنسبة للأطوال الموجية الأقصر للضوء (الأزرق) مقارنة بالأطوال الموجية الأطول (الأحمر). عند شروق الشمس وغروبها، يجب أن يمر الضوء عبر المزيد من الغلاف الجوي للأرض، مما يؤدي إلى تشتت الكثير من الضوء الأزرق وترك السماء تبدو حمراء أو برتقالية.
في الليل، عندما يكون الجزء الذي تتواجد فيه من الأرض بعيدًا عن الشمس، يمكنك رؤية النجوم والكواكب والقمر. النجوم عبارة عن شموس ضخمة وبعيدة ينبعث منها الضوء، بينما الكواكب مثل الزهرة والمريخ أقرب إلى الأرض وتتألق عن طريق عكس ضوء الشمس. تُعرف الأنماط التي تتشكل بها النجوم في السماء باسم الأبراج، والتي تم استخدامها للملاحة وسرد القصص عبر تاريخ البشرية.
يمر القمر، وهو القمر الصناعي الطبيعي الوحيد للأرض، بمراحل مختلفة بناءً على موقعه بالنسبة للأرض والشمس. تشمل هذه المراحل القمر الجديد، عندما يكون محاذيًا بين الأرض والشمس؛ البدر، عندما تكون الأرض بين القمر والشمس؛ والربعين الأول والأخير عندما نرى نصف القمر مضاءً. تتكرر دورة المراحل كل 29.5 يومًا.
بينما تدور الأرض حول الشمس، تتغير الأبراج المرئية في سماء الليل. وذلك لأن الجانب الليلي من الأرض يواجه أجزاء مختلفة من الفضاء في أوقات مختلفة من السنة. بالإضافة إلى ذلك، يتغير موقع الشمس في السماء على مدار العام، حيث يصل إلى أعلى نقطة له عند الانقلاب الصيفي وأدنى نقطة له عند الانقلاب الشتوي.
ويحدث الكسوف عندما تتم محاذاة الأرض والقمر والشمس. أثناء كسوف الشمس، يمر القمر بين الأرض والشمس، ويلقي بظلاله على الأرض ويحجب ضوء الشمس مؤقتًا في بعض المناطق. أثناء خسوف القمر، تكون الأرض بين الشمس والقمر، فيقع ظل الأرض على القمر. لا يمكن أن يحدث كسوف الشمس إلا أثناء القمر الجديد، بينما يحدث خسوف القمر أثناء اكتمال القمر.
يمكن للتلوث الضوئي الناجم عن الضوء الاصطناعي المفرط أن يقلل بشكل كبير من رؤية النجوم في سماء الليل. وهذا ملحوظ بشكل خاص في المناطق الحضرية، حيث يجعل تركيز الإضاءة الاصطناعية من الصعب مراقبة جميع النجوم والكواكب باستثناء ألمعها.
إن الأرض والسماء مترابطتان بشكل وثيق، مما يوفر لنا نافذة على الكون الأوسع ومكاننا فيه. من فهم أساسيات الغلاف الجوي للأرض وحركته في الفضاء إلى مراقبة النجوم والكواكب والقمر في السماء، هناك دائمًا شيء جديد لاكتشافه. على الرغم من أن التلوث الضوئي جعل مراقبة السماء ليلاً أكثر صعوبة، إلا أنه لا يزال هناك العديد من الأماكن والأوقات التي يمكن فيها رؤية عجائب الكون بالعين المجردة، مما يذكرنا بجمال وتعقيد العالم الذي نعيش فيه.
