Niemal 80 lat później skutki gwałtownych bombardowań podczas II wojny światowej są nadal odczuwalne na całym świecie. Christopher Scott wiedziałby - dwie jego ciotki zginęły w wieku zaledwie 9 i 11 lat podczas londyńskiego Blitzu, ośmiomiesięcznego ataku nazistowskich Niemiec na Brytyjczyków.
Te naloty powietrzne nie tylko wywoływały falujący wpływ na całe pokolenia rodzin. Scott, który jest fizykiem kosmicznym i atmosferycznym na University of Reading w Wielkiej Brytanii, niedawno odkrył, że bomby były odczuwalne także na krawędzi kosmosu.
Przeczesując dane archiwalne, Scott odkrył, że fale uderzeniowe z bomb na krótko osłabiły jonosferę, najbardziej zewnętrzną warstwę atmosfery ziemskiej.
Od błyskawicy po bomby
Od około 50 do 375 mil (80 do 600 kilometrów) nad ziemią jonosfera jest miejscem, w którym powstają zorza polarna i gdzie żyją astronauci na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Atomy gazu w tej warstwie atmosfery są wzbudzane przez promieniowanie słoneczne, tworząc jony naładowane elektrycznie. Gęstość i wysokość elektronów, ujemnie naładowanych cząstek w jonosferze może się zmieniać.
„Jonosfera jest znacznie bardziej zmienna, niż można to wytłumaczyć działaniem słońca”, powiedział Scott Live Live.
Poprzednie badania Scotta wykazały, że błyskawica może wzmocnić jonosferę. Chciał się dowiedzieć, czy to z powodu wybuchowej energii pioruna czy ładunku elektrycznego. Dlatego postanowił poszukać dobrze udokumentowanych wybuchów na ziemi i porównać dane historyczne z danymi archiwalnymi z Radio Research Centre w Slough, gdzie naukowcy zmierzyli gęstość jonosfery za pomocą impulsów radiowych wysyłanych w zakresie częstotliwości fal krótkofalowych .
Scott powiedział, że początkowo zamierzał przyjrzeć się skutkom „London Blitz”, ale niewiele pozostaje informacji na temat czasu i amunicji wykorzystywanych podczas tych nalotów. Alternatywnie, kolega Scotta, Patrick Major, historyk z University of Reading, dostarczył bazę danych o bombardowaniu Berlina w latach 1943–1944 i skierował Scotta do innych zbiorów danych na temat nalotów alianckich w Europie.
Fale uderzeniowe
Scott powiedział, że każdy nalot uwolnił energię co najmniej 300 uderzeń pioruna, a historyczne relacje z ziemi świadczą o daleko idącej sile bomb takich jak 22 000 funtów. (10 000 kilogramów) brytyjski „Grand Slam”.
„Mieszkańcy pod bombami rutynowo przypominają sobie wyrzucanie w powietrze przez eksplodujące fale ciśnieniowe min, a skrzydła i drzwi były zrywane z zawiasów” - powiedział major w komunikacie prasowym.
Kiedy naukowcy spojrzeli na rekordy reakcji jonosfery w czasie 152 dużych nalotów alianckich w Europie, odkryli, że stężenie elektronów znacznie spadło z powodu fal uderzeniowych z bomb. Odkrycia zostały opublikowane dzisiaj (25 września) w czasopiśmie Annales Geophysicae.
„Widziałem efekt w brytyjskich zapisach jonosferycznych po bombardowaniu w odległości ponad 1000 km” - powiedział Scott. „Byłem tym zaskoczony”.
Ingo Mueller-Wodarg, planetolog z Imperial College London, który nie był zaangażowany w badania, powiedział, że badania są „zgrabną demonstracją wpływu jonosfery na aktywność na ziemi, mimo że znajduje się ona kilkadziesiąt do setek kilometrów nad ziemią ziemia."
Scott powiedział, że skutki fal uderzeniowych będą tymczasowe, trwające niecały dzień. „Jonosfera jest w dużej mierze kontrolowana przez promieniowanie słoneczne” - powiedział Live Science. „Bombardowanie ma niewielki wpływ w porównaniu”.
Scott dodał, że osłabienie jonosfery mogło mieć wpływ na efektywność krótkofalowej komunikacji radiowej, która polegała na jonosferze w odbijaniu sygnałów na duże odległości.
Na bardziej nowoczesne technologie, takie jak GPS, mają wpływ zakłócenia jonosfery. W innym badaniu opublikowanym na początku tego roku stwierdzono, że ogromna fala uderzeniowa z wystrzelenia rakiety SpaceX Falcon 9 w 2017 r. Stworzyła tymczasową dziurę w jonosferze, która mogła zakłócać sygnały nawigacyjne przez godzinę lub dwie później.
Następne kroki
Mueller-Wodarg zauważył, że od dawna spekuluje się, czy trzęsienia ziemi wpływają na jonosferę, z mieszanymi wynikami. „Badanie to stanowi mocne poparcie dla sugestii, że zdarzenia na ziemi, które generują wszelkiego rodzaju fale uderzeniowe lub silne impulsy, powinny być odczuwalne w jonosferze”, Mueller-Wodargtold Live Science.
Scott powiedział również, że chce się dowiedzieć, czy burze, wulkany i trzęsienia ziemi można wykryć za pomocą podobnych metod.
Obecnie digitalizuje także wcześniejsze dane jonosferyczne z Wielkiej Brytanii z zamiarem umieszczenia tych informacji w Internecie, aby wolontariusze mogli pomóc w określeniu większego wpływu na jonosferę. Może to pomóc Scottowi zrozumieć, dlaczego błyskawica wpływa na jonosferę.
„Warstwa jonosferyczna, którą widzieliśmy w odpowiedzi na bombardowanie, była znacznie wyższa niż warstwa zastosowana w badaniu błyskawicy, ponieważ była to jedyna warstwa, dla której obecnie istnieją dane cyfrowe” - powiedział Scott. „To jeden z powodów, dla których chcę digitalizować dane jonosferyczne, abyśmy mogli sprawdzić, czy warstwa wzmocniona piorunem jest również wzmocniona przez bombardowanie. Tylko wtedy możemy stwierdzić na pewno, czy efekt błyskawicy jest z powodu fal uderzeniowych lub prądu elektrycznego - lub obu. ”
