NASA-missie vindt de effecten van vulkaanuitbarsting in Tonga in de ruimte

[univers]

Toen de Hunga Tonga-Hunga Ha'apai-vulkaan op 15 januari 2022 uitbarstte, zond het atmosferische schokgolven, sonische knallen en tsunami-golven over de hele wereld. Nu ontdekken wetenschappers dat de effecten van de vulkaan ook de ruimte hebben bereikt.

Bij het analyseren van gegevens van NASA's Ionospheric Connection Explorer, of ICON, missie en ESA's (de European Space Agency) Swarm-satellieten, ontdekten wetenschappers dat in de uren na de uitbarsting, orkaan-snelheid winden en ongebruikelijke elektrische stromen gevormd in de ionosfeer - de geëlektrificeerde bovenste atmosfeer van de aarde laag aan de rand van de ruimte.


De uitbarsting van Hunga Tonga-Hunga Ha'apai op 15 januari 2022 veroorzaakte veel effecten, waarvan sommige hier geïllustreerd, die over de hele wereld en zelfs in de ruimte werden gevoeld. Sommige van die effecten, zoals extreme winden en ongebruikelijke elektrische stromen, werden opgepikt door NASA's ICON-missie en ESA's (de European Space Agency) Swarm. Afbeelding niet op schaal.
Credits: NASA's Goddard Space Flight Center/Mary Pat Hrybyk-Keith

"De vulkaan veroorzaakte een van de grootste verstoringen in de ruimte die we in de moderne tijd hebben gezien", zegt Brian Harding, een natuurkundige aan de University of California, Berkeley, en hoofdauteur van een nieuw artikel waarin de bevindingen worden besproken. "Het stelt ons in staat om de slecht begrepen verbinding tussen de lagere atmosfeer en de ruimte te testen."

ICON werd in 2019 gelanceerd om vast te stellen hoe het weer van de aarde samenwerkt met het weer vanuit de ruimte - een relatief nieuw idee dat eerdere veronderstellingen vervangt dat alleen krachten van de zon en de ruimte weer kunnen creëren aan de rand van de ionosfeer. In januari 2022, toen het ruimtevaartuig Zuid-Amerika passeerde, observeerde het een dergelijke aardse verstoring in de ionosfeer veroorzaakt door de vulkaan in de Stille Zuidzee.

"Deze resultaten zijn een opwindende kijk op hoe gebeurtenissen op aarde het weer in de ruimte kunnen beïnvloeden, naast het ruimteweer dat de aarde beïnvloedt", zegt Jim Spann, ruimteweerleider voor NASA's Heliophysics Division op het NASA-hoofdkwartier in Washington, DC. "Het ruimteweer holistisch begrijpen zal ons uiteindelijk helpen de effecten ervan op de samenleving te verminderen.”


De GOES-17-satelliet maakte beelden van een parapluwolk die werd gegenereerd door de onderwateruitbarsting van de Hunga Tonga-Hunga Ha'apai-vulkaan op 15 januari 2022. Halvemaanvormige boegschokgolven en talrijke blikseminslagen zijn ook zichtbaar.
Credits: NASA Earth Observatory-afbeelding door Joshua Stevens met behulp van GOES-afbeeldingen met dank aan NOAA en NESDIS

Toen de vulkaan uitbarstte, duwde hij een gigantische pluim van gassen, waterdamp en stof de lucht in. De explosie veroorzaakte ook grote drukverstoringen in de atmosfeer, wat leidde tot harde wind. Naarmate de wind zich naar boven uitbreidde tot dunnere atmosferische lagen, begonnen ze sneller te bewegen. Bij het bereiken van de ionosfeer en de rand van de ruimte, klokte ICON de windsnelheden tot 450 mph - waardoor ze de sterkste wind zijn onder de 120 mijl hoogte gemeten door de missie sinds de lancering.

In de ionosfeer hadden de extreme winden ook invloed op elektrische stromen. Deeltjes in de ionosfeer vormen regelmatig een naar het oosten stromende elektrische stroom - de equatoriale elektrojet genaamd - die wordt aangedreven door winden in de lagere atmosfeer. Na de uitbarsting steeg de equatoriale elektrojet tot vijf keer zijn normale piekvermogen en veranderde dramatisch van richting, waarbij hij een korte periode naar het westen stroomde.

"Het is heel verrassend om te zien dat de elektrojet enorm wordt omgekeerd door iets dat op het aardoppervlak is gebeurd", zegt Joanne Wu, een natuurkundige aan de Universiteit van Californië, Berkeley, en co-auteur van de nieuwe studie. "Dit hebben we alleen eerder gezien bij sterke geomagnetische stormen, een vorm van weer in de ruimte veroorzaakt door deeltjes en straling van de zon."

Het nieuwe onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Geophysical Research Letters , draagt ​​bij aan het inzicht van wetenschappers in hoe de ionosfeer wordt beïnvloed door gebeurtenissen op de grond en vanuit de ruimte. Een sterke equatoriale elektrojet wordt geassocieerd met herverdeling van materiaal in de ionosfeer, die GPS- en radiosignalen die door de regio worden verzonden, kan verstoren.

Begrijpen hoe dit complexe deel van onze atmosfeer reageert op sterke krachten van onder en boven is een belangrijk onderdeel van NASA-onderzoek. NASA's aanstaande Geospace Dynamics Constellation, of GDC, missie zal een vloot van kleine satellieten gebruiken, net zoals weersensoren op de grond, om de elektrische stromen en atmosferische winden die door het gebied stromen te volgen. Door beter te begrijpen wat elektrische stromen in de ionosfeer beïnvloedt, kunnen wetenschappers beter voorbereid zijn om ernstige problemen veroorzaakt door dergelijke storingen te voorspellen.

https://www.nasa.gov/feature/goddard/20 ... ched-space