Teknolojinin günlük hayatımıza giderek daha fazla girmesiyle, uzay havasını ve bunun teknoloji üzerindeki etkilerini anlamak daha önemli hale geliyor.
” duyuncauzay havası“, tipik olarak Güneş’teki büyük patlamaları düşünür – Dünya’ya doğru fırlatılan koronal kütle püskürmeleri, yaratarak aurora’nın güzel görüntüleri.
Ancak, tüm uzay havası Güneş’te başlamaz.
bu Tonga’da volkanik patlama Ocak 2022’de o kadar büyüktü ki, üst atmosferde kendi uzay havası biçimlerini oluşturan dalgalar yarattı.
Modern tarihin en büyük patlamalarından biriydi ve Avustralya ile Güneydoğu Asya’daki GPS’i etkiledi. Dergideki yeni çalışmamızda anlattığımız gibi Uzay Havasıpatlama, kuzey Avustralya üzerinde saatlerce süren süper bir “plazma balonuna” neden oldu.
Gerçek bir küresel konumlandırma sistemi
çoğu insan varken GPS’e sahip olmak (global konumlandırma sistemi) alıcısını cihazlarında (satnav’lar ve akıllı telefonlar gibi), GPS’in gerçekte nasıl çalıştığını pek kimse bilmiyor.
Özünde, cihazlarımız Dünya yörüngesindeki uydular tarafından iletilen radyo sinyallerini dinler. Bu sinyalleri kullanarak, uydulara göre konumlarını hesaplayarak yönümüzü bulmamıza ve yakındaki bar veya kafeyi bulmamıza izin veriyorlar.
Cihazlarımızın aldığı radyo sinyalleri Dünya’nın atmosferinden etkilenir (özellikle adı verilen katman). iyonosfer), bu da konum doğruluğunu azaltır. Yaygın cihazlar yalnızca onlarca metre içinde doğrudur.
Bununla birlikte, madencilik, tarım ve inşaat endüstrilerinde kullanılan yeni ve gelişen hassas uydu konumlandırma sistemleri, on santimetreye kadar doğruluk sağlayabilir. Tek sorun, bu sistemlerin konumlarına kilitlenmeleri için zamana ihtiyaç duymalarıdır ve bu, otuz dakika veya daha fazla sürebilir.
Bu hassas uydu konumlandırma Dünya iyonosferinin neden olduğu hataları doğru bir şekilde modelleyerek çalışır. Ancak iyonosfer ne zaman bozulsa, karmaşıklaşır ve modellenmesi zorlaşır.
Örneğin, ne zaman bir jeomanyetik fırtına (güneş rüzgarında Dünya’nın manyetik alanını etkileyen bir bozulma) meydana gelir, iyonosfer çalkantılı hale gelir ve içinden geçen radyo dalgaları dağılır – dalgalı koşullarda bir göle bakarken bükülen ve dağılan görünür ışık gibi.
Volkanik bir bozulma
Son çalışmalar Hunga Tonga-Hunga Ha’apai yanardağ patlamasının iyonosferde birkaç gün süren dalgalı koşullara neden olduğunu gösterdiler. İyonosferde ürettiği dalgaların boyutu, jeomanyetik fırtınaların yarattığı dalgalara benzerdi.
Bu dalgalar, patlamadan sonraki günler boyunca dünyanın dört bir yanındaki GPS verilerini etkilerken, konumlandırma üzerindeki etkileri, iyonosferdeki başka bir rahatsızlık türü olan patlamanın ardından oluşan bir “süper plazma kabarcığı” ile karşılaştırıldığında oldukça sınırlıydı.
İyonosfer, Dünya atmosferinin yaklaşık 80-800 kilometre (50-500 mil) yükseklikteki bir katmanıdır. Çok sayıda elektrik yüklü parçacık içeren gaz içerir, bu da onu “plazma“.
Buna karşılık, ekvatoral plazma kabarcıkları, iyonosferde düşük enlem bölgelerinin üzerinde geceleri doğal olarak meydana gelen plazma bozukluklarıdır.
Bu tür plazma kabarcıkları düzenli olarak meydana gelir. “Genelleştirilmiş Rayleigh-Taylor istikrarsızlığı” adı verilen bir fenomen nedeniyle oluşurlar. Bu, ağır bir sıvının daha hafif bir sıvının üzerine oturduğu ve bu daha hafif sıvının damlacıklarının ağır sıvının içinde “kabarcıklar” şeklinde yükseldiği zaman olana benzer (aşağıdaki videoya bakın).
frameborder=”0″ allow=”ivmeölçer; otomatik oynatma; panoya yazma; şifreli ortam; jiroskop; fotoğraf içinde fotoğraf; web paylaşımı” izin verilen tam ekran>
Bununla birlikte, iyonosferdeki bozulmalar söz konusu olduğunda, plazma aynı zamanda manyetik ve elektrik alanlarıyla da kontrol edilir.
Plazma kabarcıkları yükseldikçe, kaktüslere veya ters ağaç köklerine benzeyen garip şekilli yapılar oluşturur. Dünyanın manyetik alanı nedeniyle, balon ekvatorun üzerinde büyüdükçe bu yapılar genişler.
Sonuç, daha yüksek irtifa baloncuklarının da daha yüksek enlemlere ulaşmasıdır. Tipik olarak, plazma kabarcıkları ekvatorun birkaç yüz kilometre yukarısına ulaşır ve kuzey ve güneyde 15 ila 20 derece arasındaki enlemlere ulaşır.
Avustralya’nın üzerinde nadir bir balon
Bilim adamları tespit etti A süper plazma balonu Tonga patlamasından kısa bir süre sonra Güneydoğu Asya üzerinde. Daha önce bildirilen boyuta benzer olduğu tahmin ediliyor nadir süper kabarcıklar.
Dünyanın manyetik alanı, bu bozukluğu kuzeydoğu Avustralya’daki Townsville’in yukarısında birkaç saat oyalandığı güneye taşıdı.
Bugüne kadar, bu, Avustralya üzerinde herhangi bir plazma balonunun gözlemlendiği en uzak güneydir. Çok nadir olmakla birlikte, bu tür süper kabarcıkların kuzey Avustralya’da meydana geldiği biliniyor, ancak bu olaydan önce doğrudan gözlemlenmediler.
Kuzey Avustralya’da GPS istasyonlarının piyasaya sürülmesi, bu tür bir gözlemi ancak son zamanlarda mümkün kıldı.
Yanardağ patlamasından gelen dalgaların üst atmosferdeki rüzgarları bozduğu, iyonosferdeki plazma akışını değiştirdiği ve süper plazma baloncuğuna yol açtığı anlaşılmaktadır.
Çalışmamız, balonun kuzey Avustralya ve Güneydoğu Asya’da hassas GPS kullanımında önemli gecikmelere neden olduğunu buldu. Bazı durumlarda, plazma baloncuğu nedeniyle GPS konumunun kilitlenmesi beş saatten fazla sürdü.
İyonosfer hakkında çok şey anlamış olsak da, bozulmalarını tahmin etme yeteneğimiz hala sınırlıdır. Daha fazla GPS istasyonuna sahip olmak, yalnızca konumlandırma ve navigasyonu iyileştirmek için faydalı olmakla kalmaz, aynı zamanda iyonosferin izlenmesindeki boşlukları da doldurur.
Tonga patlaması, Güneş’in neden olduğu tipik bir “uzay havası” olayından çok uzaktı. Ancak üst atmosfer ve GPS üzerindeki etkisi, çevrenin güvendiğimiz teknolojileri nasıl etkilediğini anlamanın önemini vurguluyor.
Brett CarterDoçent, RMIT Üniversitesi; Rezy PradiptaKıdemli Araştırma Bilimcisi, Boston KolejiVe Suelynn ChoyProfesör
Bu makale şu adresten yeniden yayınlanmıştır: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak orijinal makale.
Kaynak : https://www.sciencealert.com/the-2022-tonga-eruption-created-a-very-rare-super-plasma-bubble-in-the-ionosphere