Piccoli elettroni e protoni carichi che possono danneggiare i satelliti e alterare l'ozono hanno rivelato alcuni dei loro misteri agli scienziati dell'Università di Otago.

In uno studio pubblicato su Lettere di ricerca geofisica , il gruppo ha osservato le particelle cariche che interagiscono con un tipo di onda radio chiamata "EMIC", un'onda generata nelle fasce di radiazione della Terra (anelli invisibili di particelle cariche che orbitano attorno alla Terra).

L'autore principale Dr. Aaron Hendry, del Dipartimento di Fisica, dice che è importante capire come queste onde influenzano le cinture, che sono piene di satelliti costosi e importanti, e il clima della Terra.

"Proprio come l'atmosfera terrestre, la magnetosfera terrestre, la regione intorno alla Terra dove il nostro campo magnetico è più forte di quello del Sole, a volte sperimenta forti "tempeste, " o periodi di alta attività. Queste tempeste possono causare cambiamenti significativi nel numero di particelle nelle fasce di radiazione e possono accelerare alcune di esse a velocità molto elevate, rendendoli un pericolo per i nostri satelliti. Sapendo quante di queste particelle ci sono, così come la velocità con cui si muovono, è molto importante per noi, in modo che possiamo assicurarci che i nostri satelliti continuino a funzionare.

"L'attività all'interno delle fasce di radiazione a volte può causare il cambiamento delle orbite di queste particelle. Se questi cambiamenti portano le particelle abbastanza in basso da raggiungere l'atmosfera superiore della Terra, possono colpire l'aria densa, perdono tutta la loro energia e cadono fuori dall'orbita.

"Le onde EMIC sono note per essere in grado di causare questi cambiamenti e guidare la perdita di particelle dalle fasce di radiazione. Oltre a causare splendidi giochi di luce che chiamiamo aurora, questa pioggia di particelle può anche causare complessi cambiamenti chimici nell'atmosfera superiore che a loro volta possono causare piccoli, ma importante, modifica la quantità di ozono presente nell'atmosfera.

"Anche se questi cambiamenti sono piccoli, comprenderli è molto importante per comprendere correttamente come funziona la chimica dell'atmosfera, come cambia nel tempo, e l'impatto che sta avendo sul clima, " dice il dottor Hendry.

Per il loro ultimo studio, i ricercatori hanno utilizzato i dati dei satelliti GPS per vedere quanti elettroni le onde EMIC possono imprimere nell'atmosfera terrestre.

Una regola generale nelle fasce di radiazione è che a velocità più basse, hai molti più elettroni. Così, se la velocità minima dell'interazione dell'onda EMIC è ridotta, ci sono molti più elettroni in giro per interagire con le onde.

Osservando i dati dei satelliti che monitorano quanti elettroni ci sono nelle fasce di radiazione e quanto velocemente stanno andando, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che è possibile vedere il numero di elettroni nelle fasce di radiazione diminuire significativamente quando le onde EMIC sono intorno.

"Eccitante, abbiamo anche visto cambiamenti nel numero di elettroni a velocità significativamente inferiori all'attuale velocità minima "accettata". Ciò significa che l'EMIC può influenzare un numero di elettroni molto più grande di quanto ritenessimo possibile in precedenza. Chiaramente, dobbiamo ripensare a come stiamo modellando questa interazione, e l'impatto che ha sulle fasce di radiazione. Ci sono molti elettroni nelle fasce di radiazione, quindi essere in grado di lanciarne un numero sufficiente nell'atmosfera per apportare un cambiamento notevole è piuttosto notevole.

"Questo ha dimostrato che dobbiamo tenere conto di queste onde EMIC quando pensiamo a come cambiano le fasce di radiazione nel tempo, e come questi cambiamenti nella fascia di radiazioni influenzano il clima sulla Terra".

Il dott. Hendry afferma che l'impatto degli elettroni guidati da EMIC sulla chimica atmosferica non è attualmente incluso nei principali modelli climatici, che cercano di prevedere come cambierà il clima della Terra nel tempo, quindi assicurarsi che questo processo sia compreso e incluso in questi modelli è molto importante.

"I cambiamenti sono molto piccoli rispetto a cose come l'impatto umano sul clima, ma abbiamo bisogno di capire l'intero quadro per capire correttamente come tutto combacia".