Учените алармират: Слънчевите бури ще стават по-опасни за Земята

Следващата слънчева супербуря може да удари Земята по-силно от когато и да било, казват учени. Повишаването на нивата на CO₂ в горните слоеве на земната атмосфера може да причини хаос, да засили геомагнитните бури и да наруши живота, какъвто го познаваме. Тъй като нивата на въглероден диоксид в горните слоеве на земната атмосфера продължават да се покачват, нарастват опасенията за това как тази промяна ще повлияе на поведението на геомагнитните бури и тяхното въздействие върху технологичната инфраструктура на Земята. 

Ново проучване на учени от Националния център за атмосферни изследвания (NSF NCAR) към Националната научна фондация изследва тези промени в атмосферната динамика и потенциалното им въздействие, особено върху спътниците, обикалящи около Земята, съобщава The Daily Galaxy.

Пик на метеорния поток Персеиди: По 20 падащи звезди на час днес

Човечеството все повече разчита на спътниковите технологии, разбирането как геомагнитните бури ще се променят в променяща се атмосфера е от решаващо значение за подготовката за бъдещи предизвикателства. Проучване, публикувано в Geophysical Research Letters, подчертава, че по-тънката и по-студена горна атмосфера може да причини по-резки промени в плътността по време на геомагнитни бури, което може да увеличи съпротивлението върху спътниците и да наруши жизненоважни услуги като GPS, комуникации и национална сигурност. 

Ролята на CO₂ в горните слоеве на атмосферата 

Горните слоеве на атмосферата все повече се разглеждат като критична част от цялостната климатична система на Земята, влияейки на всичко - от комуникационните сигнали до спътниците. За разлика от долните слоеве на атмосферата, които се затоплят поради нарастващите концентрации на парникови газове като въглероден диоксид, горните слоеве на атмосферата се охлаждат. Това се дължи на уникалното поведение на CO₂ на големи височини.

В долните слоеве на атмосферата CO₂ задържа топлината, причинявайки затопляне, но в горните слоеве на атмосферата действа по различен начин. Там въздухът е много по-рядък и CO₂ излъчва абсорбираната топлина обратно в Космоса, вместо да я прехвърля на съседни молекули, което води до охлаждане. С увеличаването на концентрациите на CO₂ през следващите десетилетия, този процес на охлаждане ще се засили, променяйки все повече динамиката на атмосферата. Това охлаждане води до намаляване на общата плътност на горните слоеве на атмосферата - феномен, който вече е бил предсказан в няколко предишни проучвания. 

Мистерия в Космоса: Учени спорят дали новооткрит обект е комета или извънземен кораб

Новото проучване обаче отива по-далеч в изследването как тази тънка атмосфера ще реагира по време на геомагнитни бури - периоди, когато слънчевата активност се увеличава и емисиите на заредени частици се насочват към Земята. Тези „слънчеви смущения“ взаимодействат с горните слоеве на атмосферата, като временно увеличават нейната плътност.

Според новото проучване, въпреки общото намаляване на плътността, геомагнитните бури все още могат да причинят резки скокове в плътността, макар и от по-ниска базова линия. Това може да означава, че горните слоеве на атмосферата по време на бури няма да станат толкова гъсти, колкото са днес, но относителното увеличение на плътността ще бъде още по-голямо, създавайки нови предизвикателства за сателитните технологии. 

Последици за космическите операции 

Едно от най-значимите последици от тези промени може да бъде въздействието върху спътниците, обикалящи около Земята.

Сателитите изпитват съпротивление от горните слоеве на атмосферата, което ги забавя и може да промени орбиталната си височина с течение на времето. Колкото по-плътна е атмосферата, толкова по-голямо е съпротивлението, което означава по-кратък живот на спътника.

Днешните спътници са проектирани за текущите условия, включително плътността и състава на горните слоеве на атмосферата, въз основа на наблюдения на текущите условия. Но понеже горните слоеве на атмосферата се изтъняват и започват да реагират различно на геомагнитните бури, спътниците могат да изпитват по-голямо съпротивление по време на тези бури.

Космическо шоу: Метеорният поток Персеиди отново предлага небесно зрелище

В проучването се отбелязва, че бъдещите геомагнитни бури биха могли да доведат до близо три пъти по-гъста горна атмосфера, отколкото е била преди, а това е драматичен скок спрямо сегашните условия. „Начинът, по който енергията от слънцето влияе върху атмосферата, ще се промени в бъдеще, защото фоновата плътност на атмосферата ще бъде различна, което ще доведе до различна реакция“, каза Никълъс Педатела, учен от NSF NCAR и водещ автор на изследването.

Това е особено важен въпрос за сателитната индустрия, каза той, защото изисква проектиране на сателити за специфични атмосферни условия. При тези променени условия сателитите могат да изпитват по-чести, засилени епизоди на съпротивление по време на геомагнитни бури, което води до по-бърз спад на орбитата, по-кратък експлоатационен живот и по-високи разходи за поддръжка и подмяна на сателитите.