Trái Đất vận động theo những quy luật vật lý nhất định, tạo ra sự luân phiên ngày và đêm. Tuy nhiên, tại những vùng đất nằm gần hai cực, khái niệm thời gian này bị phá vỡ bởi những hiện tượng thiên nhiên kỳ thú. Đó là khi Mặt Trời vẫn xuất hiện vào đúng nửa đêm hoặc bầu trời không bao giờ chìm vào bóng tối hoàn toàn.

Giải thích hiện tượng Mặt Trời lúc nửa đêm và sự khác biệt với Đêm trắng

Khác với Đêm trắng, hiện tượng Mặt Trời lúc nửa đêm (ban ngày vùng cực) là tình trạng Mặt Trời không lặn, xuất hiện liên tục suốt 24 giờ mỗi ngày. Điều này xảy ra khi thời tiết quang đãng tại các khu vực có vĩ độ cao, phía Bắc của vòng Bắc Cực hoặc phía Nam của vòng Nam Cực.

Ngược lại, ban đêm vùng cực diễn ra vào mùa đông khi Mặt Trời hoàn toàn nằm dưới đường chân trời trong 24 giờ. Tại những nơi có vĩ độ từ 60 độ trở lên nhưng chưa chạm tới vòng cực, người ta quan sát thấy tranh tối tranh sáng lúc nửa đêm thay vì Mặt Trời mọc. Dù Mặt Trời lúc này vẫn khuất dưới đường chân trời, ánh sáng hoàng hôn hoặc rạng đông vẫn đủ mạnh để hỗ trợ các hoạt động thường nhật như đọc sách mà không cần đèn điện.

Cơ chế trục quay tạo nên ngày đêm vĩnh cửu

Nguyên nhân cốt lõi của hiện tượng này nằm ở độ nghiêng của trục quay Trái Đất. Trục này nghiêng một góc khoảng 23,5 độ (23° 27′) so với mặt phẳng quỹ đạo khi hành tinh di chuyển quanh Mặt Trời.

Nếu Trái Đất nằm thẳng đứng, mỗi ngày sẽ có 12 tiếng ban ngày và 12 tiếng ban đêm ở mọi nơi. Nhưng do sự nghiêng này, về mùa hè của một bán cầu, thời gian ban ngày sẽ tăng dần theo vĩ độ. Đến một giá trị nhất định là vòng cực (vĩ độ 66° 33′), Mặt Trời sẽ không lặn trong một số ngày nhất định.

Độ dài thời gian có Mặt Trời lúc nửa đêm tăng dần từ 1 ngày tại vòng cực lên đến khoảng 6 tháng tại cực. Tại hai cực, Mặt Trời chỉ mọc và lặn một lần mỗi năm.

Hiện tượng khúc xạ khí quyển giúp Mặt Trời lúc nửa đêm có thể thấy tại các vĩ độ thấp hơn so với vòng cực. Ánh sáng Mặt Trời khi còn ở phía dưới đường chân trời nửa độ đã chiếu lên mặt đất nhờ chiết xạ, mở rộng vùng quan sát thực tế.

Phân biệt Mặt Trời lúc nửa đêm và Đêm trắng

Hai hiện tượng này tuy cùng thuộc nhóm ánh sáng kỳ lạ ở vùng cực nhưng hoàn toàn khác nhau. Mặt Trời lúc nửa đêm đòi hỏi Mặt Trời phải nằm thực sự trên đường chân trời, tạo ra ánh sáng ban ngày giữa đêm khuya. Hiện tượng này giới hạn trong khu vực bên trong vòng Bắc Cực, tức là những nơi có vĩ độ lớn hơn 66 độ 33 phút.

Ngược lại, Đêm trắng xuất hiện khi Mặt Trời lặn dưới đường chân trời, nhưng không quá 6 độ, khiến bầu trời chỉ ở trạng thái chạng vạng thay vì tối đen. Dù vậy, người dân vẫn có thể sinh hoạt bình thường mà không cần thắp đèn.

Hiện tượng này thường thấy ở các vĩ độ cao hơn vòng cực một chút, bắt đầu từ khoảng 60 độ. Về mặt thời gian, Mặt Trời lúc nửa đêm diễn ra quanh ngày 22 tháng 6, trong khi Đêm trắng thường được nhắc đến vào dịp đông chí hoặc các thời điểm giao mùa khi bóng tối không bao trùm hoàn toàn.

Các quốc gia chứng kiến hiện tượng này

Vì không có khu định cư vĩnh viễn nào ở vùng đất Nam Cực, hiện tượng này chỉ xuất hiện tại các quốc gia có lãnh thổ nằm trong hoặc tiếp giáp với Vòng Bắc Cực.

Danh sách các nước chứng kiến hiện tượng bao gồm:

  • Na Uy: Khu vực Svalbard, nơi đặt trạm cư trú xa nhất về phía bắc thuộc sở hữu của Na Uy, ghi nhận Mặt Trời không lặn từ khoảng ngày 19 tháng 4 đến ngày 23 tháng 8 mỗi năm.
  • Phần Lan: Một phần tư diện tích đất nước nằm ở phía bắc Vòng Bắc Cực. Tại cực bắc của quốc gia này, Mặt Trời không lặn suốt 73 ngày liên tiếp vào mùa hè.
  • Iceland: Hầu hết lãnh thổ nằm dưới Vòng Bắc Cực, tuy nhiên nhờ hiệu ứng khúc xạ khí quyển, người dân có thể quan sát Mặt Trời lúc nửa đêm ở một số khu vực. Đảo Grímsey là ngoại lệ khi nằm ngay trên đường này.
  • Các quốc gia khác: Thụy Điển, Nga, Canada, Hoa Kỳ (bang Alaska) và Đan Mạch (vùng Greenland) cũng có những khu vực trải qua hiện tượng này.

Tại những điểm địa lý gần sát hai cực, Mặt Trời có thể được nhìn thấy liên tục trong vòng khoảng nửa năm.

Tác động đến sinh vật học vùng cực

Ánh sáng không ngừng nghỉ suốt 24 giờ phá vỡ nhịp sinh học vốn có của cả người lẫn động vật. Những vị khách thập phương hay người mới đặt chân đến vùng này thường chịu tác động mạnh mẽ nhất vì cơ thể chưa kịp thích nghi với việc chu kỳ ngày đêm bị đảo lộn.

Trong khi đó, cộng đồng cư dân địa phương tuy cũng bị ảnh hưởng nhưng mức độ thường nhẹ hơn. Trái ngược với tình trạng mất ngủ do ánh sáng ban đêm, hiện tượng bóng tối kéo dài của mùa đông vùng cực lại là thủ phạm chính gây ra chứng rối loạn cảm xúc theo mùa, hay còn gọi là trầm cảm mùa đông – một dạng suy nhược tinh thần xuất phát từ việc thiếu hụt ánh sáng tự nhiên.

Hành trình ngắm Mặt Trời tại North Cape Na Uy

Nằm trên vách đá dựng đứng cao 307m giáp biển Barents, North Cape thuộc vùng Finnmark, Bắc Na Uy, là địa điểm lý tưởng để ngắm Mặt Trời lúc nửa đêm. Hiện tượng Mặt Trời không lặn tại đây kéo dài từ tháng 5 đến tháng 8, khi mặt trời không bao giờ lặn, chiếu rọi suốt ngày đêm mà không có hoàng hôn.

Nhiệt độ ngoài trời vào lúc 23h thường khoảng 10 độ C, kèm theo gió lạnh thổi từng cơn. Hàng trăm du khách tụ tập trên mũi vách đá chờ đợi khoảnh khắc đặc biệt.

Vào lúc 0h, Mặt Trời chạm đường chân trời rồi nhô lên ngay lập tức, tạo nên cảnh tượng ánh sáng dường như không tắt. Khu vực này có trung tâm phục vụ du khách Nordkapp Hall, được xây dựng vào năm 1988, bao gồm quán cà phê, nhà hàng và bảo tàng.

Giá vé vào cửa dành cho người lớn vào khoảng 32 USD. Du khách thường xuống tàu ở thị trấn Honningsvåg và đi đường bộ khoảng 30km lên Mũi Bắc để trải nghiệm kỳ quan thiên nhiên độc nhất này.