Рекордный подводный вулкан Тонга нарушил спутниковую связь в космосе
Новое исследование показало, что подводное извержение вулкана в прошлом году было достаточно мощным, чтобы образовались пузыри плазмы, которые нарушили радиосвязь в космосе. Статья с выводами ученых была опубликована на прошлой неделе в научном журнале Scientific Reports.
Ученые рассказали, что информация полученная в результате исследования может помочь избежать сбоев в работе спутников и GPS на Земле, а также узнать больше о вулканах на других планетах.
В январе 2022 года подводный вулкан Хунга Тонга-Хунга Хаапай — большая конусообразная гора, расположенная недалеко от 169 островов Королевства Тонга в южной части Тихого океана — извергся с сильным взрывом. Извержение породило самый высокий из когда-либо зарегистрированных вулканических шлейфов, высота которого достигала 35 миль (57 километров), и даже вызвала цунами в Карибском море. В целом извержение стало самым мощным природным взрывом более чем за столетие, соперничающим по количеству выделенной энергии с самой большой ядерной бомбой.
Дальнейшие исследования показали, что атмосферные волны — колебания атмосферного давления — от извержения были достаточно мощными, чтобы нарушить ионосферу, один из самых высоких слоев атмосферы Земли, простирающийся на высоте от 50 до 620 миль (от 80 до 1000 км). Солнечное излучение возбуждает молекулы и атомы, образуя электрически заряженные ионы, которые и дали название этому слою.
Ученые и ранее предполагали, что вулканическая активность потенциально может разрушить F-область ионосферы, которая простирается примерно на 90–500 миль (150–800 км) от поверхности Земли. F-область обладает самой высокой концентрацией ионов в атмосфере.
В экваториальных областях ионосферы могут образовываться дыры, которые нарушают спутниковую связь и сигналы GPS. Исследователи давно задавались вопросом, могут ли извержения вулканов и другие события на суше генерировать эти так называемые «пузыри экваториальной плазмы».
— ведущий автор исследования Ацуки Синбори, атмосферный ученый из Университета Нагоя в Японии.
В ходе наблюдений исследователи использовали японский спутник Arase для обнаружения экваториальных плазменных пузырей, национальный спутник Himawari-8 для наблюдения за атмосферными волнами и наземные станции для отслеживания движений в ионосфере.

Необычным является также то, что ученые обнаружили внезапное повышение электронной плотности и увеличение высоты ионосферы за несколько часов до первоначального прихода ударной волны от извержения. Исследователи предположили, что такая быстрая реакция могла произойти из-за взаимодействия атмосферных волн от извержения с электрически заряженными ионами в ионосфере, в результате чего энергия быстро перемещалась вдоль силовых линий магнитного поля Земли.
Новые результаты могут помочь ученым предсказать появление плазменных пузырей, связанных с извержениями вулканов и другими событиями на поверхности Земли. Хотя исследователи не могут предотвратить серьезные последствия для спутниковой связи и сигналов GPS, могущих вызвать эти пузыри, они получат возможность предупредить операторов самолетов и кораблей, которые, как ожидается, будут проходить через область возникновения плазменных пузырей в будущем.
Будущие исследования могут быть направлены не только на изучение влияния вулканической активности на атмосферу на Земле, но также предоставить данные относительно природы инопланетных вулканов.
— Ацуки Синбори.
Ученые рассказали, что информация полученная в результате исследования может помочь избежать сбоев в работе спутников и GPS на Земле, а также узнать больше о вулканах на других планетах.
В январе 2022 года подводный вулкан Хунга Тонга-Хунга Хаапай — большая конусообразная гора, расположенная недалеко от 169 островов Королевства Тонга в южной части Тихого океана — извергся с сильным взрывом. Извержение породило самый высокий из когда-либо зарегистрированных вулканических шлейфов, высота которого достигала 35 миль (57 километров), и даже вызвала цунами в Карибском море. В целом извержение стало самым мощным природным взрывом более чем за столетие, соперничающим по количеству выделенной энергии с самой большой ядерной бомбой.
Дальнейшие исследования показали, что атмосферные волны — колебания атмосферного давления — от извержения были достаточно мощными, чтобы нарушить ионосферу, один из самых высоких слоев атмосферы Земли, простирающийся на высоте от 50 до 620 миль (от 80 до 1000 км). Солнечное излучение возбуждает молекулы и атомы, образуя электрически заряженные ионы, которые и дали название этому слою.
Ученые и ранее предполагали, что вулканическая активность потенциально может разрушить F-область ионосферы, которая простирается примерно на 90–500 миль (150–800 км) от поверхности Земли. F-область обладает самой высокой концентрацией ионов в атмосфере.
В экваториальных областях ионосферы могут образовываться дыры, которые нарушают спутниковую связь и сигналы GPS. Исследователи давно задавались вопросом, могут ли извержения вулканов и другие события на суше генерировать эти так называемые «пузыри экваториальной плазмы».
Такие плазменные пузыри довольно редко наблюдаются в ионосфере. В ходе исследования мы обнаружили, что после того, как ударная волна от извержения вулкана Тонга достигла ионосферы, некоторое время можно было зарегистрировать пузыри экваториальной плазмы, распространяющиеся в космос на высоте не менее 2000 километров. Это гораздо дальше, чем предсказывают стандартные модели известных нам пузырей
— ведущий автор исследования Ацуки Синбори, атмосферный ученый из Университета Нагоя в Японии.
В ходе наблюдений исследователи использовали японский спутник Arase для обнаружения экваториальных плазменных пузырей, национальный спутник Himawari-8 для наблюдения за атмосферными волнами и наземные станции для отслеживания движений в ионосфере.

Необычным является также то, что ученые обнаружили внезапное повышение электронной плотности и увеличение высоты ионосферы за несколько часов до первоначального прихода ударной волны от извержения. Исследователи предположили, что такая быстрая реакция могла произойти из-за взаимодействия атмосферных волн от извержения с электрически заряженными ионами в ионосфере, в результате чего энергия быстро перемещалась вдоль силовых линий магнитного поля Земли.
Новые результаты могут помочь ученым предсказать появление плазменных пузырей, связанных с извержениями вулканов и другими событиями на поверхности Земли. Хотя исследователи не могут предотвратить серьезные последствия для спутниковой связи и сигналов GPS, могущих вызвать эти пузыри, они получат возможность предупредить операторов самолетов и кораблей, которые, как ожидается, будут проходить через область возникновения плазменных пузырей в будущем.
Будущие исследования могут быть направлены не только на изучение влияния вулканической активности на атмосферу на Земле, но также предоставить данные относительно природы инопланетных вулканов.
Для примера, Венера покрыта густыми облаками, и будет трудно напрямую определить наличие или отсутствие там действующих вулканов ориентируясь только по оптическим наблюдениям со спутников. Присутствие там действующих вулканов может быть подтверждено измерениями плазмы, аналогичными тем, которые были произведены с помощью спутника Arase
— Ацуки Синбори.
- Алексей Павлов
- National Oceanic and Atmospheric Administration
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Вопреки пропаганде Гитлера: почему немцы на фронте ценили советское оружие?
Брали все: пистолеты-пулеметы, винтовки, минометы, танки и даже самолеты...
«Цирк Шубикова» с бомбами: как в СССР создали «невозможный» авианосец
Самолеты атаковали противника, срываясь с летающей авиабазы. Это пытались сделать и США, и Германия, но получилось только у Советского Союза...
Необъяснимые взрывы в небе: темная история первого реактивного лайнера
Почему серия катастроф с британскими самолетами отдала воздух Советскому Союзу?...
Медный парадокс: почему электричество никогда не придет в каждый дом
Эксперты считают, что развитие цивилизации уперлось в мощный геологический барьер. Кто виноват и как выходить из этой ситуации?...
Тайна разгадана: почему люди — это единственные приматы с подбородком
Оказалось, что эволюция действует не так, как столетиями считали ученые...
«Проклятие» Романовых: отчего на самом деле умер брат Петра I, царь Федор?
Российские ученые разгадали болезнь, которая свела в могилу старшую ветвь царской семьи...
Обнаружены, но обречены: кто угрожает гробницам, которые старше первых пирамид?
6000-летняя культура, обнаруженная спутниками, была уникальной. Она застала времена, когда Сахара была еще зеленой...
60 млрд Солнц в одной точке: что скрывает самая тяжелая пара черных дыр?
Секрет абсолютной пустоты, похоже, разгадан. Там нет вообще ничего: Ни пыли, ни газа, ни звезд...
Назад в будущее: почему Швеция запрещает смартфоны в школах и возвращается к бумажным учебникам?
По словам экспертов, отмена цифровизации сейчас происходит во многих странах. Неужели человечество одумалось и начинает выздоравливать?...
СССР был первым в энергии ветра: что помешало стать лидером планеты?
Это был невероятный и прорывной проект советского конструктора Юрия Кондратюка. Того самого, по расчетам которого, американцы полетели на Луну...
Новое исследование: Христофор Колумб — вообще не тот, кем его считали историки
Ученые даже назвали подлинное имя великого мореплавателя...
Еще одна тайна Аркаима разгадана: ученые объяснили, почему древний город построен именно на этом месте
Оказалось, что наши далекие предки очень умело использовали природную инфраструктуру и обладали инженерными знаниями...
Мы все «марсиане»: ученые доказали, что жизнь с Красной планеты могла долететь за несколько лет
Компьютерное моделирование подтвердило: бактерии способны пережить Великий перенос с Марса на Землю. И этот процесс может идти прямо сейчас...