Термосфера Земли достигла максимума за 20 лет бомбардировки солнечными бурями

Фото: Shutterstock

Термосфера Земли простирается в верхней части мезосферы на высоте около 85 километров над поверхностью планеты до нижней точки экзосферы, которая начинается на высоте около 600 километров над землей. За экзосферой уже находится космическое пространство, пишет Live Science.

Уже более 21 года исследователи NASA отслеживают температуру термосферы Земли с помощью инфракрасного излучения, испускаемого молекулами углекислого газа и оксида азота. Ученые преобразуют эти данные, собранные спутников Thermosphere, Ionosphere, Mesosphere, Energetics and Dynamics (TIMED) в термосферный климатический индекс (TCI), который измеряется в тераваттах (1 ТВт равен 1 триллиону ватт).

Результаты наблюдений показывают, что 10 марта, значение TCI резко возросло и достигло своего пика в 0,24 ТВт. По словам ведущего исследователя миссии TIMED в Исследовательском центре NASA в Лэнгли в Вирджинии и создателя термосферного климатического индекса, Мартина Млинчака, в последний раз TCI был столь высоким 28 декабря 2003 года.

Теперь исследователи фиксируют, что термосфера Земли впервые за последние 20 лет достигла своего температурного пика после поглощения энергии геомагнитных бурь, которые обрушились на нашу планету в этом году. Ученые предупреждают, что температура во втором по высоте слое атмосферы нашей планеты, вероятно, продолжит расти в течение следующих нескольких лет. Причиной тому нарастание солнечной активности. Кроме того, исследователи опасаются, что это может негативно отразится на работе спутников, находящихся на околоземной орбите.

Исследователи NASA отмечают, что повышение температуры было вызвано тремя геомагнитными бурями в январе и феврале. Отметим, что магнитная буря представляет собой серьезное нарушение магнитного поля Земли, вызванное глыбами быстро движущейся намагниченной плазмы, также известными как выбросы корональной массы, и реже потоками высокозаряженных частиц, известными как солнечный ветер. Оба они фактически излучаются Солнцем.

По словам Млинчака, эти "бури" откладывают свою энергию в термосфере нашей планеты, что заставляет ее нагреваться. Увеличение нагрева этого слоя атмосферы Земли приводит к увеличению уровня инфракрасного излучения оксида азота и углекислого газа. Как правило, после шторма инфракрасное излучение охлаждает термосферу, однако, когда штормы повторяются, температура остается высокой.

После первого всплеска на Землю обрушилось как минимум еще две геомагнитные бури — та, что была 24 марта, оказалась самой мощной, обрушившейся на планету за более чем 6 последних лет. Вторая, не менее мощная, обрушилась на Землю 24 апреля. В результате значения TCI, следующие за этими геомагнитными бурями остаются крайне высокими, однако, к счастью, еще не преодолели мартовский пик.

Исследователи отмечают, что во время солнечного максимума, геомагнитные бури становятся все более частыми и интенсивными. Отметим, что солнечный максимум представляет собой примерно 11-летний солнечный цикл, в течение которого Солнце наиболее активно и покрыто темными пятнами и плазменными петлями, извергающими корональные выбросы и солнечный ветер.

По словам Млинчака, термосфера Земли, по сути, также следует этому примерно 11-летнему циклу. Прогнозы исследователей свидетельствуют о том, что наша планета столкнется со следующим солнечным максимумом, вероятно, уже в 2025 году. Простыми словами, тенденция к потеплению, предположительно, сохранится в течение следующих нескольких лет. Предположительно, это может создать проблемы для спутников на низкой околоземной орбите.

Дело в том, что по мере нагревания термосфера Земли расширяется, а это приводит к увеличению аэродинамического сопротивления всех спутников и космического мусора в ом числе. Млинчак предполагает, что повышение сопротивления может притягивать спутники ближе к Земле, а это может обернуться их столкновением друг с другом.

Исследователи отмечают, что операторам спутников удастся избежать такого сценария, если они разместят свои космические аппараты на более высокой орбите. Однако непредсказуемость космической погоды затрудняет определение того, когда потребуются подобные маневры, пока, увы, не станет слишком поздно.

Еще одной проблемой является то, что солнечный максимум может наступить раньше, чем предполагалось, и без предупреждения. Результаты одного из недавних исследований, например, прогнозируют, что пик солнечной активности может наступить уже в конце 2023 года. Если этот сценарий сработает, то риск спутниковой катастрофы окажется еще выше.