هنگامی که آتشفشان تونگا در ۱۵ ژانویه ۲۰۲۲ (۲۵ دی ۱۴۰۰) فوران کرد، امواج شوک جوی، شکستن دیوار صوتی و امواج سونامی را در سراسر جهان به دنبال داشت. اکنون دانشمندان دریافته‌اند که اثرات این آتشفشان حتی به فضا هم رسیده است.
دانشمندان با تجزیه‌وتحلیل داده‌های مأموریت «کاوشگر اتصال یونوسفر» (Ionospheric Connection Explorer) یا ICON ناسا و ماهواره‌های «سوارم» (Swarm) آژانس فضایی اروپا دریافتند که در ساعات پس از فوران آتشفشان جزیره‌ی «هونگا تونگا-هونگا هاآپای» (Hunga Tonga-Hunga Ha’apai)، بادهایی با سرعت زیاد و جریان‌های الکتریکی غیرمعمول در «یونوسفر» (Ionosphere) که جو زمینی بالایی و باردار زمین در لبه‌ی فضاست، شکل گرفته‌اند.
ویدیوی شگفت‌انگیز فوران عظیم آتشفشان زیر آب را از فضا تماشا کنید
«برایان هاردینگ» (Brian Harding) فیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا، برکلی و نویسنده‌ی اصلی مقاله‌ی تازه‌ای در این رابطه، گفت: «این آتشفشان یکی از بزرگ‌ترین اختلالاتی را که در دوران مدرن دیده‌ایم، در فضا ایجاد کرد. این رویداد به ما امکان می‌دهد تا ارتباط کمتر شناخته شده‌ی میان جو و فضا را آزمایش کنیم.»
اثرات فوران آتشفشان تونگا
مأموریت ICON در سال ۲۰۱۹ پرتاب شد تا چگونگی برهم‌کنش آب‌وهوای زمین را با آب‌وهوای فضایی مطالعه کند. ایده‌ای نسبتا تازه که جایگزین فرضیات قبلی می‌شود که آب‌وهوای لبه‌ی یونوسفر را فقط ناشی از نیروهای خورشید و فضا می‌دانست. در ژانویه‌ی ۲۰۲۲، هنگامی که فضاپیما بر فراز آمریکای جنوبی گذشت، یکی از این اختلالات زمینی را در یونوسفر مشاهده کرد که توسط آتشفشان جنوبی اقیانوس آرام ایجاد شده بود.
«جیم سپن» (Jim Spann) سرپرست آب‌وهوای فضایی بخش خورشیدفیزیک ناسا گفت: «این نتایج یک نگاه هیجان‌انگیز به چگونگی اثرگذاری رویدادهای زمینی بر آب‌وهوای فضایی، علاوه بر تأثیر آب‌وهوای فضایی بر زمین است و در نهایت به ما کمک خواهد کرد تا اثرات منفی آن را بر جوامع کاهش دهیم.»
آتشفشان تونگا با فوران خود توده ای عظیم از گازها، بخار آب و غبار را به آسمان پرتاب کرد. این انفجار همچنین اختلالات فشاری زیادی در جو ایجاد کرد که منجر به بادهای شدید شد. همان‌طور که بادها به سمت بالا گسترش یافتند و در لایه‌های جوی نازک‌تر شدند، شروع به حرکت سریع‌تر کردند. پس از رسیدن به یونوسفر و لبه‌ی فضا، ICON سرعت باد را تا ۷۲۵ کیلومتر بر ساعت شناسایی کرد که آن‌ها را به قوی‌ترین بادها در ارتفاع زیر ۱۹۰ کیلومتری تبدیل کرد که از زمان پرتاب این کاوشگر اندازه‌گیری شده است.
طرحی گرافیکی از ماهواره‌ی ICON
این بادهای شدید، در یونوسفر هم بر جریان‌های الکتریکی اثر گذاشت. ذرات موجود در یونوسفر به‌طور منظم یک جریان الکتریکی به سمت شرق، با نام جت الکتریکی استوایی، تشکیل می‌دهند که توسط بادهای پایین‌تر جو تغذیه می‌شود. پس از فوران، توان جت الکتریکی استوایی تا پنج برابر اوج قدرت طبیعی خود افزایش یافت و به طور چشمگیری جهت خود را تغییر داد و برای مدت کوتاهی به سمت غرب جریان یافت.
«جوآن وو» (Joanne Wu) فیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا برکلی و یکی از نویسندگان این مطالعه‌ی جدید خاطرنشان کرد: «بسیار شگفت‌انگیز است که می‌بینیم الکتروجت توسط رویدادی که روی سطح زمین رخ داده است، به‌شدت معکوس می‌شود. این چیزی است که ما قبلا فقط با طوفان‌های ژئومغناطیسی قوی دیده‌ایم. پدیده‌هایی که نوعی از آب‌وهوای فضایی هستند و توسط ذرات و تشعشعات خورشیدی ایجاد می‌شوند.»
صورت فلکی ماهواره‌ای Swarm آژانس فضایی اروپا از سه ماهواره برای تشخیص دقیق سیگنال‌های مغناطیسی تشکیل شده است.
این تحقیق جدید که ۱۰ می ۲۰۲۲ (۲۰ اردیبهشت ۱۴۰۱) در نشریه‌ی «ژئوفیزیکال ریسرچ لترز» (Geophysical Research Letters) منتشر شد، به درک دانشمندان از چگونگی تأثیرپذیری یونوسفر از رویدادهای روی زمین و همچنین از فضا می افزاید. یک الکتروجت قوی استوایی با توزیع مجدد مواد در یونوسفر مرتبط است که می تواند سیگنال های GPS و رادیویی را در منطقه مختل کند.
درک چگونگی واکنش این ناحیه‌ی پیچیده از جو ما در برابر نیروهای قوی از پایین و بالا، بخش مهمی از تحقیقات ناسا را شامل می‌شود. مأموریت آینده‌ی ناسا به نام «صورت فلکی پویای ژئوفضا» () یا «جی‌دی‌سی» (GDC) از ناوگانی از ماهواره‌های کوچک مانند سنسورهای آب‌وهوای روی زمین، برای ردیابی جریان‌های الکتریکی و بادهای جوی استفاده می‌کند. با درک بهتر آنچه بر جریان های الکتریکی در یونوسفر تأثیر می‌گذارد، دانشمندان می‌توانند آمادگی بیشتری برای پیش‌بینی مشکلات شدید ناشی از چنین اختلالاتی داشته باشند.
