H υποθαλάσσια ηφαιστειακή έκρηξη της Τόνγκα τον Ιανουάριο του 2022, η ισχυρότερη έκρηξη ηφαιστείου εδώ και έναν αιώνα, δημιούργησε «φυσαλίδες πλάσματος» στην ανώτερη ατμόσφαιρα και επηρέασε τις ραδιοεπικοινωνίες και τα σήματα του GPS, αποκαλύπτει νέα μελέτη.
Το ηφαίστειο Χούνγκα Τόνγκα-Χούνγκα Χα’απάι, ένα υποβρύχιο βουνό ανάμεσα στα 169 νησιά του Βασιλείου της Τόνγκα στην Νότιο Ειρηνικό, προκάλεσε τσουνάμι μέχρι την Καραϊβική και δημιούργησε το ψηλότερο σύννεφο ηφαιστειακής τέφρας που έχει καταγραφεί ποτέ, το οποίο έφτασε σε ύψος 57 χιλιομέτρων.
Το ωστικό κύμα όμως έφτασε πολύ ψηλότερα, μέχρι την ιονόσφαιρα. Σε αυτό το στρώμα της ατμόσφαιρας, το οποίο εκτείνεται χονδρικά από τα 50 έως τα 1.000 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της Γης, η υπεριώδης ηλιακή ακτινοβολία διασπά τα άτομα του αέρα σε θετικά φορτισμένα ιόντα και ηλεκτρόνια.
Η συγκέντρωση των ιόντων είναι μεγαλύτερη στη λεγόμενη περιοχή F της ιονόσφαιρας, η οποία φτάνε μέχρι το ύψος των 800 χιλιομέτρων. Η περιοχή F παίζει κρίσιμο ρόλο στις ραδιοεπικοινωνίες μεγάλης απόστασης, καθώς διαθλά και ανακλά πίσω στη Γη τα ραδιοκύματα που χρησιμοποιούν οι δορυφόροι και το σύστημα GPS.
Η έκρηξη της 15ης Ιανουαρίου 2022 σε εικόνες του δορυφόρου Himawari-8 (Japan Meteorological Agency)
Υπό κανονικές συνθήκες, η πυκνότητα των ηλεκτρονίων στην περιοχή F σταδιακά μειώνεται καθώς κανείς μετακινείται από την ζώνη του ισημερινού προς τους πόλους. Η κλίση αυτή όμως μπορεί να διαταραχθεί από ισχυρούς ανέμους ή ηλεκτρικά πεδία στην ατμόσφαιρα.
Το ίδιο συνέβη και με τις ατμοσφαιρικές διαταραχές που προκάλεσε η έκρηξη. Τα κύματα πίεσης δημιούργησαν στην ιονόσφαιρα «ισημερινές φυσαλίδες πλάσματος», ή EPB, περιοχές αυξημένης πυκνότητας ιόντων, οι οποίες μπορούν να προκαλέσουν καθυστερήσεις στα ραδιοκύματα και να μειώσουν την ακρίβεια του GPS.
Οι φυσαλίδες πλάσματος που σχηματίστηκαν από την έκρηξη στη ζώνη του ισημερινού πάνω από την Ασία επηρέασαν τις δορυφορικές επικοινωνίες μέχρι την άλλη άκρη του κόσμου, αναφέρουν ιάπωνες ερευνητές στο Scientific Reports του ομίλου Nature.
Η μελέτη, η οποία βασίστηκε σε δορυφορικές μετρήσεις των EPB και των κυμάτων πίεσης και σε παρατηρήσεις της ιονόσφαιρας με επίγεια όργανα, «δείχνει οι φυσαλίδες παρήχθησαν στην ιονόσφαιρα πάνω από την Ασία ως αντίδραση στην άφιξη κυμάτων πίεσης που προκλήθηκαν από τις υποθαλάσσιες ηφαιστειακές εκρήξεις της Τόνγκα» δήλωσε ο Ατσούκι Σινμπόρι σε ανακοίνωση του Πανεπιστημίου της Ναγκόγια.
Όπως επισήμανε, οι φυσαλίδες έφτασαν το αναπάντεχο ύψος των 2.000 χιλιομέτρων, πολύ ψηλότερα από ό,τι θα υποδείκνυαν τα μαθηματικά μοντέλα των EPB.
Τα ευρήματα, λένε οι ερευνητές, θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν σε συστήματα προειδοποίησης για την αεροπορία και τα δορυφορικά δίκτυα ώστε να αντιμετωπίζονται τυχόν επικοινωνιακά μπλακάουτ λόγω ηφαιστειακών εκρήξεων.
Θα μπορούσαν επίσης να αξιοποιηθούν για την ανίχνευση ενεργών ηφαιστείων στην Αφροδίτη ή άλλους πλανήτες, προτείνει η ερευνητική ομάδα.
