Οι επιστήμονες εντόπισαν στην ατμόσφαιρα ανεξήγητες δομές

11:01 9/8/2024 - Πηγή: Attiki Press

Οι επιστήμονες προσπαθούν να εξηγήσουν πώς και γιατί σχηματίστηκαν στην ατμόσφαιρα δομές σε σχήμα αλφαβήτου, που συγκεκριμένα παραπέμπουν στα γράμματα X και C. Καθημερινά, τα ραδιοσήματα από βασικούς δορυφόρους επικοινωνίας και πλοήγησης ταξιδεύουν ελεύθερα μέσα από ένα στρώμα της γήινης ατμόσφαιρας που είναι γνωστό ως ιονόσφαιρα. Αυτή η ζώνη της ανώτερης ατμόσφαιρας, που αιωρείται 80 έως 643 χιλιόμετρα (50 έως 400 μίλια) πάνω από τα κεφάλια μας, ακριβώς κάτω από τα χαμηλότερα σημεία του διαστήματος όπου βρίσκονται σε τροχιά ορισμένοι δορυφόροι επικοινωνίας, φιλοξενεί επίσης πολλούς άλυτους

γρίφους – συμπεριλαμβανομένου ενός σε σχήμα αλφαβήτου που έχει τη δυνατότητα να ανατρέψει όλα όσα κάνουν αυτά τα ραδιοσήματα για την ομαλή λειτουργία της ζωής στον πλανήτη μας.  Οι αστρονόμοι γνωρίζουν εδώ και αρκετό καιρό ότι στο πλάσμα της ιονόσφαιρας – μια θάλασσα φορτισμένων σωματιδίων – μετά από ηλιακές καταιγίδες μπορούν να εμφανιστούν σχηματισμοί που μοιάζουν με κορυφογραμμές σε σχήμα Χ. Ηφαιστειακά γεγονότα και ακραία καιρικά φαινόμενα στη Γη μπορούν επίσης να προκαλέσουν το φαινόμενο.

Τεράστιες εκρήξεις, όπως η έκρηξη Hunga Tonga-Hunga Ha’apai τον Ιανουάριο του 2022, εκτοξεύουν σωματίδια στη γήινη ατμόσφαιρα που φτάνουν ακόμη και στο διάστημα. Οι καταιγίδες και οι τυφώνες μπορούν να δημιουργήσουν κύματα πίεσης που βρίσκουν το δρόμο τους προς την ιονόσφαιρα. Εν τω μεταξύ, τη νύχτα κατά τη διάρκεια αυτών των ενεργών περιόδων, όταν η ακτινοβολία του ήλιου δεν είναι τόσο ισχυρή, είναι επίσης όταν εμφανίζονται φυσαλίδες χαμηλής πυκνότητας στην ιονόσφαιρα.  Τα δορυφορικά δεδομένα δεν ήταν πάντα σε θέση να αποτυπώσουν την πλήρη εικόνα του τι συμβαίνει στην ιονόσφαιρα, αλλά η αποστολή GOLD της NASA έχει μια άποψη, αποκαλύπτοντας πώς διαφορετικοί παράγοντες προκαλούν διαταραχές στην ιονόσφαιρα.  Τώρα, οι αστρονόμοι που εξετάζουν τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από την αποστολή GOLD βρήκαν παρόμοια χαρακτηριστικά σε σχήμα Χ και πρωτόγνωρα C, τα οποία φαίνεται να εμφανίστηκαν κατά τη διάρκεια «ήσυχων περιόδων», όταν δεν υπήρχαν ατμοσφαιρικές διαταραχές, σύμφωνα με νέα έρευνα. Τα ευρήματα ανατρέπουν όσα ήταν γνωστά για το πώς μπορεί να σχηματίζονται οι ασυνήθιστες δομές και τις πιθανές επιπτώσεις τους.

Τα δεδομένα της αποστολής βοηθούν τους επιστήμονες να δουν «πόσο πολύπλοκη είναι η ατμόσφαιρα της Γης», ενώ δείχνουν ότι είναι πιο μεταβλητή από ό,τι αναμενόταν, ακόμη και όταν δεν υπάρχει προφανής αιτία πίσω από τις διαταραχές της ιονόσφαιρας σε σχήμα αλφαβήτου, δήλωσε ο Τζέφρι Κλένζινγκ, ερευνητής επιστήμονας που μελετά την ιονόσφαιρα στο Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA στο Greenbelt του Maryland.

«Θα υποπτευόμουν ότι αυτό συνέβαινε πάντα. Και πραγματικά το ζήτημα ήταν βασικά ότι δεν είχαμε αρκετά δεδομένα για να δούμε πραγματικά ό,τι συμβαίνει. Η απόκτηση καλύτερης κατανόησης των φαινομένων σε σχήμα γράμματος μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να ξεκλειδώσουν τη δυναμική μεταξύ της ιονόσφαιρας και του καιρού – και πώς η αλληλεπίδραση αυτή μπορεί να εγκυμονεί κινδύνους για τους ανθρώπους και τα συστήματα στη Γη» εξήγησε ο Κλένζινγκ.

Κορυφές σε σχήμα Χ

Η ιονόσφαιρα δεν είναι πάντα ένα απόλυτα ομαλό στρώμα αερίου και μεταβάλλεται συνεχώς. Ηλεκτρίζεται όταν την αγγίζει το ηλιακό φως. Η ηλιακή ακτινοβολία χτυπά ηλεκτρόνια από άτομα και μόρια για να δημιουργήσει πλάσμα που επιτρέπει στις ραδιοεπικοινωνίες να ταξιδεύουν σε μεγάλες αποστάσεις. Αλλά καθώς ο ήλιος εξασθενεί τη νύχτα, η ιονόσφαιρα αραιώνει και τα κάποτε φορτισμένα σωματίδια κατακάθονται και γίνονται ουδέτερα σωματίδια, σύμφωνα με τη NASA.   Τότε είναι που μπορούν να σχηματιστούν φυσαλίδες στην ιονόσφαιρα. Οι γραμμές μαγνητικού πεδίου της Γης μεταφέρουν επίσης φορτισμένα σωματίδια που αιωρούνται ελεύθερα στην ατμόσφαιρα σε δύο πυκνές ζώνες βόρεια και νότια του ισημερινού που είναι γνωστές ως κορυφές.  Δεδομένης της διαφορετικής πυκνότητάς τους, οι κορυφές και οι φυσαλίδες που μοιάζουν με διαφορετικά σχήματα μέσα στην ιονόσφαιρα μπορούν να προκαλέσουν παρεμβολές στις επικοινωνίες και στα σήματα GPS.

Η αποστολή GOLD, ή Global-scale Observations of the Limb and Disk, παρακολουθεί την ιονόσφαιρα από την εκτόξευσή της τον Ιανουάριο του 2018. Ο δορυφόρος περιστρέφεται γύρω από τη Γη με τον ίδιο ρυθμό που περιστρέφεται ο πλανήτης μας, επιτρέποντας στο διαστημικό σκάφος να παραμένει σε συνεχή αιώρηση πάνω από το δυτικό ημισφαίριο. Το GOLD εντόπισε τα πιο σαφή σημάδια των χαρακτηριστικών σε σχήμα X και C το 2019, το 2020 και το 2021 – και μάλιστα σε απροσδόκητα μέρη. Τα στοιχεία κάνουν τους ερευνητές να αναρωτιούνται για τις πιθανές επιπτώσεις των Χ και των C στα σήματα επικοινωνίας στο μέλλον.

«Η αποστολή GOLD της NASA είναι η πρώτη που παρατηρεί τα αλφαβητικά σχήματα με σαφήνεια» δήλωσε ο Fazlul Laskar, επικεφαλής συγγραφέας μιας μελέτης για τα σχήματα Χ που δημοσιεύθηκε τον Απρίλιο στο Journal of Geophysical Research. «Αυτά τα σχήματα αποκαλύπτουν ότι η ιονόσφαιρα μπορεί να είναι πολύ δυναμική κατά καιρούς εμφανίζοντας απροσδόκητες δομές» πρόσθεσε ο Laskar, ερευνητής στο Εργαστήριο Φυσικής της Ατμόσφαιρας και του Διαστήματος του Πανεπιστημίου του Κολοράντο. «Επίσης, καταδεικνύουν ότι ο καιρός στην κατώτερη ατμόσφαιρα μπορεί να έχει τεράστιο αντίκτυπο στην ιονόσφαιρα» σημειώνει.

Η παρατήρηση πολλαπλών περιπτώσεων σχηματισμού των Χ «κατά τη διάρκεια συνθηκών γεωμαγνητικής ηρεμίας» -αντί κατά τη διάρκεια ατμοσφαιρικών διαταραχών, όπως ηλιακές καταιγίδες ή γήινες καιρικές συνθήκες, όπου είχαν παρατηρηθεί προηγουμένως- λέει τώρα στους επιστήμονες ότι κάποιος άλλος μηχανισμός πρέπει να είναι υπεύθυνος για το σχηματισμό των σχημάτων, δήλωσε ο Laskar. Υπολογιστικά μοντέλα υποδεικνύουν αλλαγές στην κατώτερη ατμόσφαιρα που έλκουν το πλάσμα προς τα κάτω ως πιθανή εξήγηση, σύμφωνα με τη μελέτη.

Φυσαλίδες C που δεν έχουν παρατηρηθεί ποτέ στο παρελθόν

Ξεχωριστά, η αποστολή GOLD παρατήρησε επίσης φυσαλίδες πλάσματος σε σχήμα C που μπορεί να επηρεάζονται από άλλους παράγοντες. Συνήθως, οι φυσαλίδες πλάσματος είναι μακριές και ευθείες επειδή σχηματίζονται κατά μήκος των γραμμών του μαγνητικού πεδίου της Γης. Αλλά μερικές από τις φυσαλίδες μοιάζουν με καμπύλα σχήματα, τα οποία μοιάζουν με Cs ή αντίστροφα Cs, και οι επιστήμονες πιστεύουν ότι θα μπορούσαν να διαμορφωθούν από τους ανέμους της Γης. Ενώ τα σχήματα C μπορεί να σχηματιστούν αν οι άνεμοι αυξάνονται με το υψόμετρο, τα αντίστροφα Cs θα μπορούσαν να σχηματιστούν αν οι άνεμοι μειώνονται με το υψόμετρο, σύμφωνα με τα μοντέλα της έρευνας.

Με πληροφορίες από CNN