Подводное извержение вулкана вблизи Королевства Тонга, случившееся в 2022 году, было настолько мощным, что привело к возникновению плазменных пузырей на околоземных орбитах, вызвавших нарушения передачи радиосигналов спутниками. Результаты нового исследования, возможно, помогут понять, как бороться с перебоями спутниковой связи и GPS в околоземном пространстве. Более того, можно будет больше узнать об особенностях активности вулканов на чужих планетах.
Источник изображения: NASA
В январе 2022 года произошло подводное извержение вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай — подводной горы, расположенной возле 169 островов Королевства Тонга в южной части Тихого океана. Извержение привело к появлению рекордно высокого вулканического шлейфа до 57 км. Считается, что извержение было самым мощным естественным взрывом за более чем 100 лет. Ранее выяснилось, что извержение привело к возникновению т.н. атмосферных волн — колебаний атмосферного давления, которые повлияли даже на ионосферу — один из наиболее высоких слоёв земной атмосферы, расположенный на высоте 80‒1000 км.
Учёные долго спорили, может ли вулканическая активность влиять на т.н. F-области ионосферы (на высоте от 150 до 800 км от земной поверхности) — здесь отмечается самая высокая концентрация ионов в атмосфере. Исследователи долго не могли прийти к единому мнению, могут ли извержения вулканов вызывать т.н. «экваториальные плазменные пузыри», довольно редко наблюдаемые в ионосфере и способные мешать сигналам спутников и нарушать работу GPS.
Исследование проводилось исследователями нагойского университета в Японии. В новом исследовании использовался японский спутник Arase для выявления экваториальных плазменных пузырей, а также японский спутник Himawari-8, используемый для мониторинга атмосферных волн и наземные станции для отслеживания процессов в ионосфере. Учёные обнаружили, что после того, как ударная волна после извержения достигла ионосферы, экваториальные плазменные пузыри достигали высоты до 2000 км — это намного выше, чем предсказывается стандартными моделями для таких физических феноменов.
При этом учёные обнаружили неожиданный всплеск электронной плотности и увеличение высоты ионосферы за несколько часов до того, как туда добралась ударная волна. Как сообщает портал Space.com, исследователи предполагают, что такой «превентивный» ответ может быть связан с воздействием атмосферных волн в ионосфере на электрически заряженные ионы, что заставило энергию быстро перемещаться вдоль линий магнитного поля Земли.
Новые открытия могут помочь в предсказании появления плазменных пузырей в связи с вулканической активностью или иными событиями на поверхности Земли. Хотя предотвратить их воздействие на сигналы спутников невозможно, можно будет прогнозировать их появление и предупреждать самолёты и корабли о прохождении региона с вероятными помехами. Кроме того, можно будет предсказывать поведение вулканов и на других планетах. Например, на Венере очень плотная атмосфера с густыми облаками и определить наличие действующих вулканов напрямую фактически невозможно, зато можно использовать технологии мониторинга, применявшиеся, например, спутником Arase. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.