Учёные предполагали, что на ионосферу, благодаря которой у землян есть спутниковая и другая связь, влияют земные события. Например, мощные выбросы лавы. Для проверки этой гипотезы исследователи проанализировали состояние ионосферы до и после извержения подводного вулкана Тонга. Результаты исследований заставили пересмотреть одну уже подтверждённую теорию и позволили сделать важное открытие об ионосфере.
Ионосфера — это область атмосферы Земли, где молекулы и атомы ионизируются солнечным излучением, создавая положительно заряженные ионы. Область с наибольшей концентрацией ионизированных частиц называется F-регионом — он находится на высоте от 150 до 800 км и играет решающую роль в радиосвязи на большие расстояния, в том числе в GPS-навигации, так как отражают и преломляют радиосигнал.
Если структура F-региона нарушается, то возникают сильные радиопомехи. Такие нарушения могут произойти из-за резкого скачка атмосферного давления — он повышает плотность частиц и создаёт пузыреподобную структуру ионосферы (EPB). Учёные хотели проверить влияние извержения на образование именно этих нарушений — для этого исследователи из нескольких институтов Японии задействовали спутник Arase и Himawari-8.
«Результаты этого исследования показали, что EPB генерируются в экваториальной и низкоширотной ионосфере в Азии в ответ на появление волн давления, вызванных подводными вулканическими извержениями у берегов Тонга в южной части Тихого океана», — сказал один из участников исследования Ацуки Шинбори.
Помимо прямого влияния извержения на EPB, учёные открыли ранее неизвестный факт — колебания ионосферы начинаются на несколько часов раньше, чем волны атмосферного давления настигают её. Из-за этого открытия теперь исследователям необходимо пересмотреть давнюю теорию взаимодействия геосферы, атмосферы и космоса, которая утверждает, что возмущения в ионосфере происходят после земных событий, а не до них.
Другое открытие — явление EPB распространилось намного дальше, чем можно было предсказать, и достигло космоса. В результате сведения, полученные во время наблюдения за извержением, помогли узнать больше не только об ионосфере, но и о космической погоде. Также новые данные заменят устаревшую информацию в компьютерных моделях Земли и помогут лучше понимать и прогнозировать влияние природных катаклизмов на планету.