science >> Wetenschap >  >> Natuur

De explosie die de ionosfeer deed schudden

Het epicentrum in Beiroet, voor en na de explosie. Krediet:Bhaskar Kundu, et al. Wetenschappelijke rapporten. 2 februari 2021

Even na 18.00 uur lokale tijd (15.00 UTC) op 4 augustus 2020, meer dan 2, 750 ton onveilig opgeslagen ammoniumnitraat is ontploft in de Libanese havenstad Beiroet. het doden van ongeveer 200 mensen, meer dan 300 maken, 000 tijdelijk dakloos, en een krater met een diameter van 140 meter achterlatend. De explosie wordt beschouwd als een van de krachtigste niet-nucleaire, door de mens veroorzaakte explosies in de menselijke geschiedenis.

Nutsvoorzieningen, berekeningen door wetenschappers van de Hokkaido University in Japan hebben ontdekt dat de atmosferische golf van de explosie leidde tot elektronenverstoringen hoog in de bovenste atmosfeer van de aarde. Ze publiceerden hun bevindingen in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten .

Het team van wetenschappers, waaronder collega's van het National Institute of Technology Rourkela in India, berekende veranderingen in het totale elektronengehalte in de ionosfeer van de aarde:het deel van de atmosfeer van ongeveer 50 tot 965 kilometer hoogte. Natuurlijke gebeurtenissen zoals extreme ultraviolette straling en aardmagnetische stormen, en door de mens gemaakte activiteiten zoals kernproeven, kan het elektronengehalte van de ionosfeer verstoren.

"We ontdekten dat de explosie een golf opwekte die in de ionosfeer in zuidelijke richting reisde met een snelheid van ongeveer 0,8 kilometer per seconde, ", zegt de Hokkaido University Earth and Planetary wetenschapper Kosuke Heki. Dit is vergelijkbaar met de snelheid van geluidsgolven die door de ionosfeer reizen.

Het team berekende veranderingen in het ionosferische elektronengehalte door te kijken naar verschillen in vertragingen die worden ervaren door microgolfsignalen die door GPS-satellieten naar hun grondstations worden verzonden. Veranderingen in het elektronengehalte beïnvloeden deze signalen wanneer ze door de ionosfeer gaan en moeten regelmatig in overweging worden genomen om de GPS-posities nauwkeurig te meten.

De ionosferische storing veroorzaakt door een explosie kan worden gedetecteerd door differentiële ionosferische vertragingen van microgolfsignalen van twee draaggolffrequenties van GNSS-satellieten (global navigation satellite system). Krediet:Bhaskar Kundu, et al. Wetenschappelijke rapporten . 2 februari 2021

De wetenschappers vergeleken ook de omvang van de ionosferische golf die door de explosie in Beiroet werd gegenereerd met soortgelijke golven na natuurlijke en antropogene gebeurtenissen. Ze ontdekten dat de golf die werd gegenereerd door de explosie in Beiroet iets groter was dan een golf die werd gegenereerd door de uitbarsting van de Asama-vulkaan in 2004 in centraal Japan. en vergelijkbaar met degenen die volgden op andere recente uitbarstingen op Japanse eilanden.

De energie van de ionosferische golf die werd gegenereerd door de explosie in Beiroet was aanzienlijk groter dan een meer energetische explosie in een kolenmijn in Wyoming in de VS in 1996. De explosie in Beiroet was gelijk aan een explosie van 1,1 kiloton TNT, terwijl de explosie in Wyoming gelijk was aan 1,5 kiloton TNT. De totale verstoring van het elektronengehalte van de explosie in Wyoming was slechts 1/10 van die veroorzaakt door de explosie in Beiroet. De wetenschappers denken dat dit gedeeltelijk te wijten was aan het feit dat de Wyoming-mijn zich in een enigszins beschermde put bevindt.