Підводне виверження вулкана торік було досить потужним для утворення плазмових бульбашок, які порушили радіозв’язок у космічному просторі, йдеться в новому дослідженні.
Нові результати можуть призвести до пошуку способів уникнути збоїв у роботі супутників і GPS на Землі та дізнатися більше про вулкани на інших планетах, додали вчені.
У січні 2022 року підводний вулкан Хунга-Тонга-Хунга-Хапаї — велика конусоподібна гора, розташована поблизу 169 островів Королівства Тонга в південній частині Тихого океану, — вивергнувся із сильним вибухом. Унаслідок виверження утворився найвищий в історії вулканічний шлейф заввишки 57 кілометрів, який спричинив цунамі аж до Карибського басейну. Загалом, виверження стало найпотужнішим природним вибухом більш ніж за століття, змагаючись за силою з найбільшою ядерною бомбою США.
Попередні дослідження показали, що атмосферні хвилі — коливання атмосферного тиску — від виверження були досить потужними, щоб порушити іоносферу, один із найвищих шарів атмосфери Землі, що простягається на висоті від 80 до 1000 км. Сонячне випромінювання збуджує молекули й атоми, утворюючи електрично заряджені іони, які й дали назву цьому шару.
Вчені давно припускали, що вулканічна активність може зруйнувати F-зону іоносфери, яка простягається приблизно на 150-800 км від поверхні Землі. F-зона має найвищу концентрацію іонів в атмосфері.
В екваторіальних зонах іоносфери можуть утворюватися дірки, які можуть порушувати супутниковий зв’язок і сигнали GPS. Дослідники давно задавалися питанням, чи можуть виверження вулканів та інші події на суші генерувати ці так звані “бульбашки екваторіальної плазми”.
“Такі плазмові бульбашки рідко спостерігаються в іоносфері”, — сказав Space.com провідний автор дослідження Ацукі Сінборі, атмосферний вчений з Університету Нагоя в Японії.
У новому дослідженні дослідники використовували японський супутник Arase для виявлення екваторіальних плазмових бульбашок, національний супутник Himawari-8 для спостереження за атмосферними хвилями і наземні станції для відстеження рухів в іоносфері.
Вчені виявили, що після того, як ударна хвиля від виверження вулкана Тонга досягла іоносфери, вони виявили бульбашки екваторіальної плазми, які “поширюються в космос на висоті щонайменше 2000 кілометрів”, — сказав Шинборі. Це набагато далі, ніж передбачають стандартні моделі бульбашок.
Дивно, але вчені також виявили раптове підвищення електронної щільності та збільшення висоти іоносфери за кілька годин до початкового приходу цієї ударної хвилі. Дослідники припустили, що така швидка реакція могла статися через взаємодію атмосферних хвиль від виверження з електрично зарядженими іонами в іоносфері, унаслідок чого енергія швидко переміщалася вздовж силових ліній магнітного поля Землі.
Нові результати можуть допомогти вченим передбачити появу плазмових бульбашок, пов’язаних із виверженнями вулканів та іншими подіями на поверхні Землі. Хоча дослідники не можуть запобігти серйозним наслідкам для супутникового зв’язку і сигналів GPS, які можуть спричинити ці бульбашки, “ми зможемо попередити операторів літаків і кораблів, які, як очікується, проходитимуть через зону виникнення плазмових бульбашок у майбутньому”, — сказав Шинборі.
Майбутні дослідження можуть також досліджувати не тільки вплив вулканів на атмосферу на Землі, а й вплив вулканів на віддалені світи.
“Наприклад, Венера вкрита густими хмарами, і важко безпосередньо визначити наявність або відсутність там діючих вулканів тільки за оптичними спостереженнями із супутників”, — сказав Шинборі. “Присутність там діючих вулканів може бути підтверджена вимірами плазми, такими як зроблені супутником Arase”.
Вчені детально розповіли про свої висновки онлайн 22 травня в журналі Scientific Reports.
