Le eruzioni vulcaniche mettono a rischio le comunicazioni in mezzo mondo

AGI - Un team internazionale ha utilizzato osservazioni ionosferiche da satellite e da terra per dimostrare che un’onda di pressione atmosferica innescata da determinate eruzioni vulcaniche potrebbe produrre una bolla di plasma equatoriale (EPB) nella ionosfera, interrompendo le comunicazioni satellitari in mezzo mondo. I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista “Scientific Reports” . La ionosfera è la regione dell’alta atmosfera terrestre dove le molecole e gli atomi vengono ionizzati dalla radiazione solare, creando ioni caricati positivamente.

L’area con la più alta concentrazione di particelle ionizzate è chiamata regione F, un’area compresa tra 150 e 800 chilometri sopra la superficie terrestre. La regione F svolge un ruolo cruciale nelle comunicazioni radio a lunga distanza, riflettendo e rifrangendo le onde radio utilizzate dai sistemi di tracciamento GPS e satellitari verso la superficie terrestre. Queste importanti trasmissioni possono essere interrotte da irregolarità nella regione F. Durante il giorno, la ionosfera viene ionizzata dalla radiazione ultravioletta del Sole, creando un’area di maggiore densità di elettroni con la massima densità vicino all’equatore.

Tuttavia variazioni come il movimento del plasma, campi elettrici etc., possono causare la formazione di irregolarità di questa area con una maggiore densità del plasma. Questa irregolarità può crescere ed evolversi, creando una struttura simile a una bolla chiamata EPB. La EPB può ritardare le onde radio e degradare le prestazioni del GPS. Per il team internazionale del nuovo studio guidato dal Designated Assistant Professor Atsuki Shinbori e dal professor Yoshizumi Miyoshi dell’Institute for Space–Earth Environmental Research (ISEE), Nagoya University, Giappone, in collaborazione con il NICT, la University of Electro -Communications, la Tohoku University, la Kanazawa University, la Kyoto University e ISAS, l’eruzione di determinati vulcani potrebbe portare alla generazione di una bolla EPB.

L’eruzione del vulcano Tonga nel 2022, è stata presa ad esempio per dimostrare questa teoria. Il team è riuscito a osservare una irregolarità della densità nella ionosfera che si è verificata dopo l’arrivo delle onde di pressione generate dall’eruzione vulcanica. Il gruppo ha anche fatto una scoperta sorprendente. Per la prima volta, hanno mostrato che le fluttuazioni ionosferiche iniziano da pochi minuti a poche ore prima del sorgere delle onde di pressione atmosferica coinvolte nella generazione di bolle di plasma.

Ciò potrebbe avere implicazioni importanti perché suggerisce che il modello geosfera-atmosfera-cosmosfera, che afferma che i disturbi ionosferici si verificano solo dopo le onde d’urto, necessita di revisione. “La nostra nuova scoperta è che i disturbi ionosferici vengono osservati diversi minuti o anche ore prima dell’arrivo iniziale delle onde d’urto innescate dall’eruzione vulcanica, nel caso di specie del Tonga”, ha detto Shinbori. “Questo suggerisce che la propagazione delle onde atmosferiche veloci nella ionosfera ha innescato i disturbi ionosferici prima dell’arrivo iniziale delle onde d’urto. Pertanto, il modello deve essere rivisto per tenere conto di queste onde atmosferiche veloci nella ionosfera”. Hanno anche scoperto che la EPB si estendeva molto oltre quanto previsto dai modelli standard.

“Studi precedenti hanno dimostrato che la formazione di bolle di plasma ad altitudini così elevate è un evento raro, rendendolo un fenomeno molto insolito”, ha detto Shinbori. “Abbiamo scoperto che la EPB formato da questa eruzione ha raggiunto lo spazio anche oltre la ionosfera, suggerendo che dovremmo prestare attenzione alla connessione tra la ionosfera e la cosmosfera quando si verificano fenomeni naturali estremi, come l’evento Tonga”. “I risultati di questa ricerca sono significativi non solo dal punto di vista scientifico ma anche dal punto di vista della meteorologia spaziale e della prevenzione dei disastri”, ha aggiunto.