Een vulkaanuitbarsting onder water vorig jaar was krachtig genoeg om plasmabellen te creëren die de radiocommunicatie in de ruimte verstoorden, volgens een nieuwe studie.
De nieuwe resultaten zouden kunnen leiden tot manieren om satellieten te vermijden GPS verstoringen op aarde en om meer te leren over vulkanen op buitenaardse werelden, voegde de wetenschappers eraan toe.
In januari 2022, de onderzeese vulkaan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai – een grote kegelvormige berg gelegen nabij de 169 eilanden van het Koninkrijk Tonga in de Stille Zuidzee – barstte los met een hevige ontploffing. De uitbraak die is ontstaan de hoogste vulkanische pluim ooit geregistreerd, één bereikte 35 mijl (57 kilometer) en veroorzaakte een tsunami tot aan het Caribisch gebied. Al met al was het geweldig de krachtigste natuurlijke explosie in meer dan een eeuwwedijveren met de kracht van de grootste atoombom van de VS.
Verwant: Massale Tonga vulkaanuitbarsting stuurt recordbrekende winden naar de rand van de ruimte
Uit eerder onderzoek bleek dat atmosferische golven – fluctuaties in luchtdruk – van de explosie sterk genoeg waren om de ionosfeer, een van de hoogste lagen, te verstoren de atmosfeer van de aarde, die zich uitstrekt van een hoogte van ongeveer 50 mijl tot 620 mijl (80 tot 1.000 km). Zonnestraling activeert de moleculen en atomen daar om de elektrisch geladen ionen te creëren die deze laag zijn naam geven.
Wetenschappers hebben lang aangenomen dat vulkanische activiteit het F-gebied van de ionosfeer zou kunnen verstoren, dat zich ongeveer 90 tot 500 mijl (150 tot 800 km) van het aardoppervlak uitstrekt. Regio F heeft de hoogste concentratie ionen overal in de atmosfeer.
In de equatoriale gebieden van de ionosfeer kunnen zich gaten vormen die storend kunnen zijn satelliet communicatie en GPS-signalen. Onderzoekers hebben zich lang afgevraagd of vulkaanuitbarstingen en andere gebeurtenissen op het land deze zogenaamde “equatoriale plasmabellen” zouden kunnen creëren.
“Zulke plasmabellen worden zelden gezien in de ionosfeer”, vertelde hoofdauteur Atsuki Shinbori, een atmosferische wetenschapper aan de Universiteit van Nagoya in Japan, aan Space.com.
In de nieuwe studie gebruikten onderzoekers de Japanse Arase-satelliet om equatoriale plasmabellen te detecteren, de Himawari-8-satelliet van het land om atmosferische golven te volgen en grondstations om bewegingen in de ionosfeer te volgen.
Wetenschappers ontdekten dat nadat een schokgolf van de Tonga-explosie de ionosfeer trof, ze bellen van equatoriaal plasma ontdekten “die zich uitstrekten in de ruimte op een hoogte van minstens 2000 kilometer [1,240 miles]zei Shinbori. Dit is veel verder weg dan voorspeld door standaard bubbelmodellen.
Verrassend genoeg ontdekten de wetenschappers ook een plotselinge toename van de elektronendichtheid en een toename van de hoogte van de ionosfeer tot uren voor de eerste aankomst van deze schokgolf. De onderzoekers suggereerden dat deze snelle reactie mogelijk is veroorzaakt door atmosferische golven van de explosie die in wisselwerking staan met elektrisch geladen ionen in de ionosfeer, waardoor de energie snel langs de magnetische veldlijnen van de aarde reist.
De nieuwe bevindingen kunnen wetenschappers helpen plasmabellen te voorspellen die verband houden met vulkaanuitbarstingen en andere gebeurtenissen op het aardoppervlak. Hoewel de onderzoekers de ernstige effecten op satellietcommunicatie en GPS-signalen die deze bellen kunnen veroorzaken niet kunnen voorkomen, “zullen we in staat zijn om de operators van vliegtuigen en schepen te waarschuwen die naar verwachting door het gebied van optreden van de plasmabellen in toekomst’, zei Shinbori. .
Toekomstig onderzoek kan ook niet alleen de atmosferische effecten van vulkanen op aarde onderzoeken, maar ook die van vulkanen op verre werelden.
“Bijvoorbeeld, Afrodite het is bedekt met dikke wolken en het is moeilijk om de aan- of afwezigheid van actieve vulkanen daar direct te bepalen met alleen visuele waarnemingen van satellieten, “zei Shinbori. “De aanwezigheid van actieve vulkanen daar kan worden bevestigd door plasmametingen zoals die van de Arase-satelliet.”
De wetenschappers hebben hun bevindingen vandaag (22 mei) online gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Reports.
