Descobriu-se que erupção do vulcão subaquático de Tonga interrompe sinais de satélite do outro lado do mundo – ScienceDaily

A ionosfera é a região da atmosfera superior da Terra onde moléculas e átomos são ionizados pela radiação solar, criando íons carregados positivamente. A área com a maior concentração de partículas ionizadas é chamada de região F, uma área de 150 a 800 km acima da superfície da Terra. A região F desempenha um papel crucial na comunicação de rádio de longa distância, refletindo e refratando as ondas de rádio usadas pelos sistemas de rastreamento por satélite e GPS de volta à superfície da Terra.

Essas importantes transmissões podem ser interrompidas por irregularidades na região F. Durante o dia, a ionosfera é ionizada pela radiação ultravioleta do Sol, criando um gradiente de densidade de elétrons com maior densidade próximo ao equador. No entanto, interrupções a isso, como o movimento de plasma, campos elétricos e ventos neutros, podem causar a formação de uma irregularidade localizada de densidade de plasma aumentada. Essa região pode crescer e evoluir, criando uma estrutura semelhante a uma bolha chamada EPB. O EPB pode atrasar as ondas de rádio e degradar o desempenho do GPS.

Uma vez que esses gradientes de densidade podem ser afetados por ondas atmosféricas, há muito se supõe que eles são formados por eventos terrestres, como atividade vulcânica. Para uma equipe internacional liderada pelo Professor Assistente Designado Atsuki Shinbori (ele, ele) e pelo Professor Yoshizumi Miyoshi (ele, ele) do Instituto de Pesquisa Ambiental Espaço-Terra (ISEE), Universidade de Nagoya, em colaboração com NTIC, The University of Electro -Communications, Tohoku University, Kanazawa University, Kyoto University e ISAS, a erupção do vulcão Tonga ofereceu a eles uma oportunidade perfeita para testar essa teoria.

A erupção do vulcão Tonga foi a maior erupção submarina da história. Isso permitiu que a equipe testasse sua teoria usando o satélite Arase para detectar ocorrências de EPB, o satélite Himawari-8 para verificar a chegada inicial de ondas de pressão de ar e observações ionosféricas terrestres para rastrear o movimento da ionosfera. Eles observaram uma estrutura irregular da densidade eletrônica ao longo do equador que ocorreu após a chegada das ondas de pressão geradas pela erupção vulcânica.

“Os resultados deste estudo mostraram EPBs gerados na ionosfera equatorial para baixa latitude na Ásia em resposta à chegada de ondas de pressão causadas por erupções vulcânicas submarinas ao largo de Tonga”, disse Shinbori.

O grupo também fez uma descoberta surpreendente. Pela primeira vez, eles mostraram que as flutuações ionosféricas começam alguns minutos a algumas horas antes das ondas de pressão atmosférica envolvidas na geração de bolhas de plasma. Isso pode ter implicações importantes porque sugere que o antigo modelo de acoplamento geosfera-atmosfera-cosmosfera, que afirma que os distúrbios ionosféricos só acontecem após a erupção, precisa de revisão.

“Nossa nova descoberta é que os distúrbios ionosféricos são observados vários minutos a horas antes da chegada inicial das ondas de choque desencadeadas pela erupção vulcânica de Tonga”, disse Shinbori. “Isso sugere que a propagação das ondas atmosféricas rápidas na ionosfera desencadeou os distúrbios ionosféricos antes da chegada inicial das ondas de choque. Portanto, o modelo precisa ser revisado para levar em conta essas ondas atmosféricas rápidas na ionosfera.”

Eles também descobriram que o EPB se estendeu muito além do previsto pelos modelos padrão. “Estudos anteriores mostraram que a formação de bolhas de plasma em altitudes tão altas é uma ocorrência rara, tornando-o um fenômeno muito incomum”, disse Shinbori. “Descobrimos que o EPB formado por esta erupção atingiu o espaço além da ionosfera, sugerindo que devemos prestar atenção à conexão entre a ionosfera e a cosmosfera quando ocorrem fenômenos naturais extremos, como o evento de Tonga”.

“Os resultados desta pesquisa são significativos não apenas do ponto de vista científico, mas também do ponto de vista do clima espacial e da prevenção de desastres”, disse ele. “No caso de um evento de grande escala, como a erupção do vulcão Tonga, as observações mostraram que um buraco na ionosfera pode se formar mesmo sob condições consideradas improváveis ​​de ocorrer em circunstâncias normais. Esses casos não foram incorporados ao espaço. modelos de previsão do tempo. Este estudo contribuirá para a prevenção de falhas de transmissão e comunicação via satélite associadas a distúrbios ionosféricos causados ​​por terremotos, erupções vulcânicas e outros eventos.”