Πέρυσι, η πιο βίαιη γεωμαγνητική καταιγίδα που έπληξε τη Γη σε περισσότερες από δύο δεκαετίες έκανε κάτι περισσότερο από το να διαταράξει τα συστήματα GPS και τις συνδέσεις στο Διαδίκτυο. Σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύτηκε σήμερα στο περιοδικό Γη, Πλανήτες και Διάστημαη υπερκαταιγίδα Gannon συμπίεσε επίσης το προστατευτικό στρώμα ιονισμένων σωματιδίων του πλανήτη στο ένα πέμπτο του κανονικού του μεγέθους.
Τι ήταν ο υπερθύελλας Gannon;
Οι γεωμαγνητικές καταιγίδες δεν είναι σπάνια φαινόμενα, αλλά οι περισσότερες από αυτές παραμένουν σχετικά καλοήθεις. Ωστόσο, ιδιαίτερα ισχυρά παραδείγματα όπως το Γεγονός Carrington του 1859 αποτελούν μείζονα ανησυχία σε μια κοινωνία που βασίζεται στις τηλεπικοινωνίες, τα ηλεκτρικά δίκτυα και τις δορυφορικές συστοιχίες. Πρόσφατες ασκήσεις φυσικών καταστροφών δείχνουν ότι τα διεθνή σχέδια έκτακτης ανάγκης απαιτούν σοβαρές βελτιώσεις προκειμένου να προστατευθούν σωστά από την επόμενη αναπόφευκτη γεωμαγνητική υπερκαταιγίδα. Ωστόσο, για να το επιτύχουν αυτό, οι ερευνητές πρέπει να κατανοήσουν καλύτερα πώς τα γεγονότα επηρεάζουν και αλλάζουν τα προστατευτικά στρώματα του πλανήτη, όπως η πλασμάσφαιρα.
Η Γη έλαβε το ισχυρότερο συμβάν της εδώ και περισσότερα από 20 χρόνια στις 10 Μαΐου 2024. Γνωστή ως καταιγίδα Gannon ή Mother’s Day, δεν ήταν τόσο μαζική όσο η εκδήλωση Carrington, αλλά εξακολουθεί να βομβάρδισε τον πλανήτη με λοφία υπερτροφοδοτούμενων, ιονισμένων ηλιακών σωματιδίων από πολλαπλές εκτινάξεις μάζας στέμματος. Αν και τα σέλας που προέκυψαν ήταν εντυπωσιακά οπτικά, προμήνυαν τη διακοπή του Gannon στα συστήματα GPS, τους δορυφόρους και την ηλεκτρική υποδομή.
Ένας τέλεια τοποθετημένος δορυφόρος
Οι περιβαλλοντικοί και ατμοσφαιρικοί ερευνητές έχουν αφιερώσει πάνω από ένα χρόνο αναλύοντας τις τεράστιες ποσότητες δεδομένων γεωμαγνητικών καταιγίδων που συλλέγονται από διάφορα εργαλεία σε όλο τον κόσμο. Μία από τις καλύτερες πηγές πληροφοριών ήταν ο Arase, ένας τροχιακός δορυφόρος που εκτοξεύτηκε από την Ιαπωνική Υπηρεσία Αεροδιαστημικής Εξερεύνησης (JAXA) το 2016.
Το Arase κυκλώνει τη Γη σε ένα απόγειο υψόμετρο περίπου 19.950 μιλίων μέσα στα προστατευτικά στρώματα των κυμάτων πλάσματος και των μαγνητικών πεδίων που είναι γνωστά ως πλασμάσφαιρα. Αυτή η τοποθέτηση σήμαινε ότι ο δορυφόρος ήταν τέλεια τοποθετημένος για να παρατηρήσει τι συνέβη όταν η καταιγίδα Gannon πέρασε σε όλο τον πλανήτη.
«Παρακολουθήσαμε τις αλλαγές στην πλασμάσφαιρα χρησιμοποιώντας τον δορυφόρο Arase και χρησιμοποιήσαμε επίγειους δέκτες GPS για να παρακολουθήσουμε την ιονόσφαιρα – την πηγή των φορτισμένων σωματιδίων που ξαναγεμίζουν την πλασμάσφαιρα», ο συν-συγγραφέας της μελέτης και καθηγητής Παρακολούθησης Περιβαλλοντικής Έρευνας του Πανεπιστημίου της Ναγκόγια, Atsuki Shinbori. είπε σε δήλωση. «Και τα δύο στρώματα μας έδειξαν πόσο δραματικά συσπάστηκε η πλασμάσφαιρα και γιατί η ανάκαμψη χρειάστηκε τόσο πολύ».
Ο Η πλασμάσφαιρα είναι κρίσιμη να μπλοκάρει μεγάλο μέρος της θανατηφόρας κοσμικής ακτινοβολίας που χτυπά τακτικά τη Γη από τον ήλιο και το βαθύ διάστημα. Χωρίς αυτό, οι δορυφόροι απλά δεν θα επιβίωναν πολύ και η τεχνολογία όπως η πλοήγηση GPS θα ήταν ουσιαστικά άχρηστη. Το εξωτερικό όριο της πλασμάσφαιρας εκτείνεται κανονικά περίπου 27.340 μίλια πάνω από τη Γη, αλλά ο Arase κατέγραψε την τεράστια δύναμη του Gannon. Μέσα σε εννέα ώρες, η πλασμάσφαιρα συρρικνώθηκε στα 5.965 μίλια – περίπου το ένα πέμπτο του αρχικού της πλάτους. Όταν όλα ειπώθηκαν και έγιναν, χρειάστηκαν περίπου τέσσερις ημέρες για να ανακάμψει η πλασμάσφαιρα.
«Βρήκαμε ότι η καταιγίδα προκάλεσε αρχικά έντονη θέρμανση κοντά στους πόλους, αλλά αργότερα αυτό οδήγησε σε μεγάλη πτώση των φορτισμένων σωματιδίων σε όλη την ιονόσφαιρα, η οποία επιβράδυνε την ανάκαμψη», εξήγησε ο Shinbori. «Αυτή η παρατεταμένη διακοπή μπορεί να επηρεάσει την ακρίβεια του GPS, να παρεμποδίσει τις δορυφορικές λειτουργίες και να περιπλέξει την πρόγνωση του καιρού στο διάστημα».
Σχέδιο βοήθειας για την επόμενη καταιγίδα
Η πλασμάσφαιρα χρειάζεται συνήθως μία ή δύο ημέρες για να επαναφορτιστεί από τις περισσότερες ηλιακές καταιγίδες, αλλά ο Gannon προσέφερε μια μοναδική κατάσταση που ονομάζεται αρνητική καταιγίδα. Σε αυτά τα γεγονότα, τα επίπεδα σωματιδίων της ιονόσφαιρας μειώνονται δραματικά σε μεγάλες περιοχές του πλανήτη, αφού η υψηλή θερμότητα αλλάζει την ατμοσφαιρική χημεία. Αυτό μειώνει την ποσότητα των ιόντων οξυγόνου, τα οποία απαιτούνται για την παραγωγή των σωματιδίων υδρογόνου που επισκευάζουν την πλασμάσφαιρα.
“Η αρνητική καταιγίδα επιβράδυνε την ανάκαμψη αλλάζοντας την ατμοσφαιρική χημεία και κόβοντας την παροχή σωματιδίων στην πλασμάσφαιρα. Αυτή η σχέση μεταξύ αρνητικών καταιγίδων και καθυστερημένης ανάκαμψης δεν είχε ποτέ παρατηρηθεί ξεκάθαρα στο παρελθόν”, δήλωσε ο Shinbori.
Με αυτά τα αποτελέσματα τελικά τεκμηριωμένα, ερευνητές συμπεριλαμβανομένου του Shinbori μπορεί να κατανοήσει καλύτερα πώς η γήινη πλασμάσφαιρα καταφέρνει να ανακάμψει μετά από ιδιαίτερα ισχυρές γεωμαγνητικές καταιγίδες. Και εξίσου σημαντικό, μαθαίνουν πόσο χρόνο χρειάζεται για να αναρρώσουν πλήρως.
Οδηγός δώρων διακοπών 2025
VIA: popsci.com
