Dzięki danym zarejstrowanym przez ponad 5000 odbiorników naziemnych Globalnego Systemu Nawigacji Satelitarnej (GNSS) rozmieszczonych na całym świecie, naukowcy z MIT Haystack Observatory i Norweskiego Uniwersytetu Arktycznego odkryli niecodzienne konsekwencje styczniowej erupcji wulkanu Tonga. Zaobserwowano dowody na występowanie fal atmosferycznych generowanych przez erupcję wulkanu oraz ich jonosferycznych odcisków 300 km nad powierzchnią Ziemi. Fale były aktywne przez co najmniej cztery dni po erupcji i trzykrotnie okrążyły planetę. Zaburzenia jonosfery przeszły nad Stanami Zjednoczonymi sześć razy – najpierw z zachodu na wschód, a później w odwrotnym kierunku.
Czytaj też: Wybuch wulkanu Tonga był kilkaset razy silniejszy niż bomba atomowa zrzucona na Hiroszimę
Trzeba przyznać, że erupcja wulkanu Tonga była niezwykle potężna – uwolniła energię odpowiadającą 1000 bomb atomowych zrzuconych na Hiroszimę. Naukowcy już od dawna wiedzą, że zarówno erupcje wulkanów, jak i trzęsienia ziemi wywołują serię atmosferycznych fal ciśnieniowych (w tym akustycznych), a także, że mogą zakłócać jonosferę kilkaset kilometrów nad powierzchnią.
Dane zebrane podczas erupcji wulkanu Tonga zaskoczyły naukowców, szczególnie pod względem zasięgu geograficznego i czasu trwania fal. Odkrycia te pokazują, w jaki sposób fale atmosferyczne i ziemska jonosfera są ze sobą powiązane.
Odnotowane zaburzenia są efektem działania fal Lamba, które poruszają się z prędkością dźwięku po całej Ziemi bez zauważalnego zmniejszenia amplitudy. Chociaż znajdują się one głównie w pobliżu powierzchni planety, mogą wymieniać energię z jonosferą za pomocą złożonych ścieżek. Jak czytamy w pracy: “dominujące fale Lamba były już wcześniej opisywane jako reakcje atmosfery na erupcję Krakatoa w 1883 r. i inne geozagrożenia. Niniejsze badania dostarczają pierwszych istotnych dowodów na ich długotrwałe ślady w globalnej jonosferze”.
Szczególna forma pogody kosmicznej, wywoływana przez fale jonosferyczne zwane podróżującymi zaburzeniami jonosferycznymi (TID), jest często wzbudzana przez procesy takie jak nagły dopływ energii ze Słońca, ziemska i zakłócenia spowodowane przez człowieka. Naukowcy z MIT wykorzystali obserwacje TID do dostarczenia pierwszych dowodów na to, że zaćmienia Słońca mogą wywoływać fale łukowe w atmosferze Ziemi.
Tylko silne burze słoneczne są w stanie wytworzyć TID o globalnej propagacji w przestrzeni kosmicznej przez kilka godzin, jeśli nie dni; erupcje wulkanów i trzęsienia ziemi zwykle powodują zaburzenia jonosfery tylko w promieniu tysięcy kilometrów. Wykrywając te znaczące, wywołane erupcją zaburzenia jonosfery w przestrzeni kosmicznej na bardzo dużych odległościach, odkryliśmy nie tylko generowanie fal Lamba i ich globalną propagację w przestrzeni kosmicznej przez kilka dni (często monitorowane jako fale dźwiękowe na ziemi w celu zapewnienia zgodności z traktatami o całkowitym zakazie prób z bronią jądrową), ale także nowy fundamentalny proces fizyczny. W końcu sygnały z powierzchni ziemi i niższych warstw atmosfery mogą wywołać głośny plusk, nawet głęboko w przestrzeni kosmicznej.Shunrong Zhang z MIT
Szczegółowe wyniki badań opisano w czasopiśmie Frontiers in Astronomy.
