Le particelle d'aria fluttuanti in seguito a disastri e altri eventi geologici su larga scala possono avere un impatto duraturo sulla vita sulla Terra. La cenere vulcanica può essere proiettata fino alla stratosfera e arrestare il traffico aereo indugiando nell'atmosfera per mesi. Le particelle provenienti da incidenti industriali hanno il potenziale per viaggiare per interi emisferi prima di cadere a terra. Un nuovo modello basato sulla teoria del caos, e pubblicato in questa settimana Caos , da AIP Publishing, cerca di aiutare a prevedere come le particelle si muovono in tali eventi con un occhio alle potenziali applicazioni della geoingegneria per combattere il cambiamento climatico.

Utilizzando i dati sul vento disponibili, la ricercatrice Tímea Haszpra ha sviluppato un modello per seguire le particelle d'aria mentre viaggiano in tutto il mondo. Usandolo, ha generato mappe che possono essere utilizzate come atlanti per prevedere come le particelle, come cenere vulcanica o inquinamento, sarà disperso sopra il mondo.

"Una delle parti più sorprendenti della ricerca è l'ampia gamma di vite individuali, " ha detto. "La durata variava da circa due a 150 giorni per le tipiche particelle di cenere vulcanica. Più del 10% delle particelle più piccole sopravvive nell'atmosfera fino a un anno, e più dell'1% sopravvive a due anni."

Il movimento delle particelle atmosferiche mostra un comportamento simile a un frattale, e quando i dati vengono filtrati in modo speciale, si può trovare un oggetto che governa il movimento delle particelle caotiche ed è chiamato sella caotica. I percorsi di ogni particella simulata mostrano proprietà che sono transitoriamente unite dai cambiamenti nel flusso dell'atmosfera, come sedersi in sella, prima di cadere di sella e, di conseguenza, cadere sulla Terra.

Generalmente, ha scoperto che le particelle provenienti dall'area intorno all'equatore rimangono nell'atmosfera per il tempo più lungo, e le particelle più piccole di un micron potrebbero rimanere nell'atmosfera per anni prima di cadere.

La vita media di una particella nell'aria è di circa un mese, ma hanno anche scoperto che le particelle in un'area di una mappa potrebbero essere nell'aria fino a 10 volte più lunghe delle particelle vicine sulla mappa. Il modo in cui queste vite erano distribuite in tutto il mondo variava a seconda della stagione.

Per illustrare i concetti del documento, Haszpra ha creato un gioco online, chiamato RePLaT-Chaos, che consente ai giocatori di apprendere l'argomento dell'avvezione atmosferica creando e testando le proprie eruzioni vulcaniche.

Haszpra crede che le sue scoperte possano informare gli sforzi futuri che sono stati suggeriti per utilizzare particelle d'aria che riflettono il sole per contrastare il cambiamento climatico. Ha in programma di espandere questo lavoro incorporando dati meteorologici storici e modelli climatici per comprendere meglio come la dispersione delle particelle potrebbe cambiare quando cambia il clima.