L'epicentro a Beirut, prima e dopo l'esplosione. Credito:Bhaskar Kundu, et al. Rapporti scientifici. 2 febbraio 2021
Poco dopo le 18 ora locale (15.00 UTC) il 4 agosto, 2020, più di 2, 750 tonnellate di nitrato di ammonio immagazzinato in modo non sicuro sono esplose nella città portuale libanese di Beirut, uccidendo circa 200 persone, facendo più di 300, 000 temporaneamente senzatetto, e lasciando dietro di sé un cratere di 140 metri di diametro. L'esplosione è considerata una delle più potenti non nucleari, esplosioni provocate dall'uomo nella storia umana.
Ora, calcoli degli scienziati dell'Università di Hokkaido in Giappone hanno scoperto che l'onda atmosferica dell'esplosione ha portato a disturbi degli elettroni in alto nell'atmosfera superiore della Terra. Hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Rapporti scientifici .
Il team di scienziati, che includeva colleghi del National Institute of Technology Rourkela in India, ha calcolato i cambiamenti nel contenuto totale di elettroni nella ionosfera terrestre:la parte dell'atmosfera da circa 50 a 965 chilometri di altitudine. Eventi naturali come radiazioni ultraviolette estreme e tempeste geomagnetiche, e attività artificiali come i test nucleari, può causare disturbi al contenuto di elettroni della ionosfera.
"Abbiamo scoperto che l'esplosione ha generato un'onda che ha viaggiato nella ionosfera in direzione sud a una velocità di circa 0,8 chilometri al secondo, ", afferma Kosuke Heki, scienziato planetario e terrestre dell'Università di Hokkaido. È simile alla velocità delle onde sonore che viaggiano attraverso la ionosfera.
Il team ha calcolato i cambiamenti nel contenuto di elettroni ionosferici osservando le differenze nei ritardi subiti dai segnali a microonde trasmessi dai satelliti GPS alle loro stazioni di terra. I cambiamenti nel contenuto di elettroni influenzano questi segnali mentre passano attraverso la ionosfera e devono essere presi regolarmente in considerazione per misurare con precisione le posizioni GPS.
Il disturbo ionosferico causato da un'esplosione può essere rilevato da ritardi ionosferici differenziali di segnali a microonde di due frequenze portanti provenienti da satelliti del sistema globale di navigazione satellitare (GNSS). Credito:Bhaskar Kundu, et al. Rapporti scientifici . 2 febbraio 2021
Gli scienziati hanno anche confrontato la grandezza dell'onda ionosferica generata dall'esplosione di Beirut con onde simili a seguito di eventi naturali e antropici. Hanno scoperto che l'onda generata dall'esplosione di Beirut era leggermente più grande di un'onda generata dall'eruzione del vulcano Asama del 2004 nel Giappone centrale, e paragonabili a quelli che hanno seguito altre recenti eruzioni sulle isole giapponesi.
L'energia dell'onda ionosferica generata dall'esplosione di Beirut era significativamente maggiore di un'esplosione più energetica in una miniera di carbone del Wyoming negli Stati Uniti nel 1996. L'esplosione di Beirut era equivalente a un'esplosione di 1,1 kilotoni di TNT, mentre l'esplosione del Wyoming è stata equivalente a 1,5 kilotoni di tritolo. Il disturbo totale del contenuto di elettroni dell'esplosione del Wyoming è stato solo 1/10 di quello causato dall'esplosione di Beirut. Gli scienziati ritengono che ciò sia dovuto in parte al fatto che la miniera del Wyoming si trova in una fossa in qualche modo protetta.
