В новаторско проучване изследователи от японския университет Нагоя и Университета на Ню Хемпшир в САЩ са открили, че горната атмосфера на Земята има ключова роля при създаването на мощни геомагнитни бури.

Тяхното проучване, наскоро публикувано в списание Nature Communications, подчертава решаващ аспект, който до голяма степен е бил пренебрегван досега: влиянието на земната атмосфера върху тези бури.

Геомагнитните бури са значителни смущения в магнитното поле на Земята, които могат да предизвикат хаос в съвременните ни технологични системи, причинявайки смущения в електрическите мрежи, GPS сигналите и радиокомуникациите.

Тези бури се задвижват основно от активността на слънцето, което излъчва поток от заредени частици, известен като слънчев вятър.

Когато тези частици се сблъскат с магнитосферата на Земята - защитният магнитен балон, заобикалящ нашата планета - те могат да предизвикат тези разрушителни бури.

Изследването на екипа се фокусира върху частта от магнитосферата, наречена магнитоопашка, която се проточва от Земята от далечната от слънцето страна на нашата планета.

Вътре в магнитната опашка се намира плазменият слой, област, в която има заредени частици.

Този плазмен лист действа като вид резервоар за частици, които в крайна сметка се преместват във вътрешната магнитосфера, генерирайки токове, които допринасят за образуването на геомагнитни бури.

Въпреки че е добре установено, че слънчевият вятър е важен фактор, изследователите искат да разберат приноса на плазмата, произхождаща от самата Земя, особено по време на буря.

Екипът проучва голяма геомагнитна буря, която се случва между 7 и 8 септември 2017 г. Тази буря е резултат от интензивно изхвърляне на коронална маса - масивен изблик на слънчев материал - от Слънцето, което се сблъсква със земната атмосфера.

Сблъсъкът причини значителни смущения, което доведе до тип буря, който може да попречи на различни технологии, които разчитат на прецизно време и GPS сигнали.

Изследователите анализират преноса на йони - движението на заредени частици - по време на това събитие чрез обединяване на данни от множество космически мисии, като мисията MMS на НАСА, мисията Arase на Япония, мисията на Европейската космическа агенция Cluster и мисията Wind на НАСА.

Разграничавайки йоните, идващи от слънчевия вятър, и тези от йоносферата на Земята, те биха могли да проследят произхода на плазмата, засягаща магнитосферата.

Техният анализ води до интригуващо откритие: в началото на геомагнитната буря съставът на плазмата се променя драстично от доминирана от частици от слънчевия вятър до преобладаващо съставена от частици от йоносферата, горния слой на земната атмосфера.

Професор Лин Кистлър (Lynn Kistler) обяснява значението на това откритие, заявявайки, че началото на геомагнитната буря задвижва вълна от плазма от йоносферата в магнитосферата.

Тази йоносферна плазма не просто се задържа там, тя се движи бързо в цялата магнитосфера, играейки по-активна роля в развитието на бурята, отколкото се смяташе досега.

По този начин изследването на екипа хвърля светлина върху това как се развиват геомагнитните бури, демонстрирайки как собствената плазма на Земята допринася за тези събития в космическото време.

По същество характеристиките на плазмения слой, като плътността на частиците, тяхната енергия и техния състав, могат да повлияят на силата на геомагнитните бури. И тези характеристики се различават в зависимост от източника на плазмата, независимо дали е слънчевият вятър или йоносферата на Земята.

Това ново прозрение не само подобрява нашето разбиране за геомагнитните бури, но има и практически последици.

Това може да подобри способността ни да прогнозираме кои бури ще имат най-значително въздействие върху Земята и нашата технологична инфраструктура, което потенциално позволява по-добра подготовка и стратегии за защита на критично важни системи.

Справка: “The variable source of the plasma sheet during a geomagnetic storm”, L.M. Kistler, K. Asamura, S. Kasahara, Y. Miyoshi, C.G. Mouikis, K. Keika, S.M. Petrinec, M.L. Stevens, T. Hori, S. Yokota, and I. Shinohara; Nature Communications October 30, 2023; DOI: 10.1038/s41467-023-41735-3

Източник: The importance of the Earth's atmosphere in creating the large storms that affect satellite communications, Nagoya University

Още по темата

07/11/2023

Космос

На Слънцето се появи огромен огнен каньон. Прогноза за полярни сияния (видео)

06/11/2023

Земята

Какво предизвика необичайното червено полярно сияние над България

16/10/2023

Земята

Най-интензивната слънчева буря, регистрирана някога, се е случила преди 14 300 години

04/07/2023

Космос

Слънцето избухна с изригване от най-мощния клас X1.1 (видео)