Международная группа исследователей из Японии, США и Канады изучила изолированные протонные сияния. Ученые обнаружили, что воздействие высокоэнергетических частиц оказывает большее влияние на истончение озонового слоя, чем предсказывали теоретические модели.
Солнечное излучение приносит на Землю не только видимый свет, но также космические лучи и высокоэнергетические частицы плазмы. Заряженные ионы и электроны бомбардируют атмосферу Земли. Попадая в магнитное поле Земли, электроны начинают двигаться вдоль его силовых линий. Взаимодействие с молекулами атмосферных газов приводит к их ионизации и образованию оксидов азота и водорода, которые способствуют истончению озонового слоя.
Изолированные протонные сияния. Изображение: Mitsunori Ozaki et al., Scientific Reports
Высокоэнергичные заряженные частицы визуально не наблюдаются, поэтому их воздействие трудно оценить, объясняют ученые. Но, при взаимодействии с верхними слоями атмосферы, они испускают изолированное протонное сияние, которое можно увидеть на Землю. Обычно полярные сияния появляются в виде пояса вокруг северного и южного полюсов, но изолированные протонные сияния видны в виде отдельных пятен или полос в более низких широтах.
Чтобы обнаружить электроны над полярным сиянием, ученые использовали комбинацию спутникового дистанционного зондирования, наземных наблюдений за электромагнитными волнами и информации с МКС. Исследование показало образование локализованной озоновой дыры в мезосфере (области атмосферы на высоте от 50 до 80 км) шириной около 400 км. Она образовалась в том месте, где наблюдались изолированные сияния.
Изменения в озоновом слое во время протонного сияния. Изображение: Mitsunori Ozaki et al., Scientific Reports
Сравнив свои результаты с симуляциями, исследователи обнаружили, что изменение было намного больше, чем предполагалось. От 10 до 60% озона непосредственно под полярным сиянием было разрушено через 90 мин после его начала. Ученые полагают, что это изменение пройдет естественным путем и не вызовет долгосрочного снижения содержания озона в мезосфере. Кроме того, они отмечают, что хотя во время этого явления наблюдалось уменьшение содержания озона, оно не должно повлиять на стратосферный озоновый слой, защищающий жизнь на Земле.
Читать далее:
Сигнал Starlink взломали, чтобы использовать его в качестве альтернативы GPS
НАСА раскрыло происхождение Хаумеи — самой загадочной планеты Солнечной системы
Физики преодолели стандартный квантовый предел с помощью «квантовой жути»