Uit nieuw onderzoek naar zonnestormen blijkt dat ze niet alleen gebieden met overmatige elektrische lading in de bovenste atmosfeer boven de polen van de aarde kunnen veroorzaken, ze kunnen ook precies het tegenovergestelde doen:gebieden veroorzaken die bijna geen elektrisch geladen deeltjes meer hebben. De bevinding draagt ​​bij aan onze kennis over hoe zonnestormen de aarde beïnvloeden en zou mogelijk kunnen leiden tot verbeterde radiocommunicatie- en navigatiesystemen voor het noordpoolgebied.

Een team van onderzoekers uit Denemarken, de Verenigde Staten en Canada deden de ontdekking tijdens het bestuderen van een zonnestorm die op 19 februari de aarde bereikte, 2014. Er werd waargenomen dat de storm de ionosfeer op alle noordelijke breedtegraden van de aarde aantastte. De effecten ervan op Groenland werden gedocumenteerd door een netwerk van wereldwijde satellietnavigatiesystemen, of GNSS, stations evenals geomagnetische observatoria en andere bronnen. Attila Komjathy van NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië, ontwikkelde software om de GNSS-gegevens te verwerken en hielp bij de gegevensverwerking. De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Radiowetenschap .

Zonnestormen omvatten vaak een uitbarsting op de zon, een zogenaamde coronale massa-ejectie, of CME. Dit is een enorme wolk van elektrisch geladen deeltjes die de ruimte in wordt geslingerd en die het interplanetaire magnetische veld in ons zonnestelsel verstoort. Wanneer deze deeltjes en de magnetische storingen het magnetische veld van de aarde ontmoeten, ze interageren in een reeks complexe fysieke processen, en veroorzaken verstoringen in het magnetisch veld van de aarde. Die verstoringen worden geomagnetische stormen genoemd. De interacties kunnen onstabiele plekken met overtollige elektronen in de ionosfeer veroorzaken, een atmosferisch gebied dat ongeveer 80 kilometer boven het aardoppervlak begint en dat al ionen en elektronen bevat.

De geomagnetische storm van 2014 was het resultaat van twee krachtige op de aarde gerichte CME's. De storm produceerde aanvankelijk extra elektronen in de ionosfeer boven Noord-Groenland, zoals gewoonlijk. Maar net ten zuiden van deze plekken, de wetenschappers waren verrast om brede gebieden te vinden die zich uitstrekten van 300 tot 600 mijl (500 tot 1, 000 kilometer) waar de elektronen "bijna leeggezogen werden, " in de woorden van Per Hoeg van het National Space Research Institute van de Technische Universiteit van Denemarken, Lyngby. Deze gebieden bleven enkele dagen verstoken van elektronen.

De elektronen in de ionosfeer reflecteren normaal gesproken radiogolven terug naar het grondniveau, radiocommunicatie over lange afstand mogelijk maken. Zowel elektronenuitputting als elektronentoename in deze laag kunnen mogelijk leiden tot het mislukken van radiocommunicatie, de nauwkeurigheid van GPS-systemen verminderen, satellieten beschadigen en elektrische netten beschadigen.

"We weten niet precies wat de uitputting veroorzaakt, " Zei Komjathy. "Een mogelijke verklaring is dat elektronen recombineren met positief geladen ionen totdat er geen overtollige elektronen zijn. Er kan ook sprake zijn van herverdeling:elektronen worden verplaatst en weggeduwd uit de regio, niet alleen horizontaal maar ook verticaal."

Het artikel is getiteld "Multi-instrument observaties van een geomagnetische storm en de effecten ervan op de Arctische ionosfeer:een case study van de storm van 19 februari 2014." Hoofdauteur Tibor Durgonics is een doctoraalstudent aan de Technische Universiteit van Denemarken. Richard Langley (Universiteit van New Brunswick, Canada) verstrekte datasets en interpretatie.