Kleine geladen elektronen en protonen die satellieten kunnen beschadigen en de ozonlaag kunnen veranderen, hebben enkele van hun mysteries onthuld aan wetenschappers van de Universiteit van Otago.

In een studie gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven , de groep keek naar geladen deeltjes die in wisselwerking stonden met een type radiogolf genaamd "EMIC" - een golf die wordt gegenereerd in de stralingsgordels van de aarde (onzichtbare ringen van geladen deeltjes die rond de aarde draaien).

Hoofdauteur Dr. Aaron Hendry, van het departement Natuurkunde, zegt dat het belangrijk is om te begrijpen hoe deze golven de gordels - die gevuld zijn met dure en belangrijke satellieten - en het klimaat op aarde beïnvloeden.

"Net zoals de atmosfeer van de aarde, de magnetosfeer van de aarde - het gebied rond de aarde waar ons magnetische veld sterker is dan dat van de zon - ervaart soms sterke 'stormen, " of perioden van hoge activiteit. Deze stormen kunnen aanzienlijke veranderingen veroorzaken in het aantal deeltjes in de stralingsgordels en kunnen sommige van hen tot zeer hoge snelheden versnellen, waardoor ze een gevaar vormen voor onze satellieten. Weten hoeveel van deze deeltjes er zijn, en hoe snel ze bewegen, is erg belangrijk voor ons, zodat we ervoor kunnen zorgen dat onze satellieten blijven werken.

"Activiteit binnen de stralingsgordels kan er soms voor zorgen dat de banen van deze deeltjes veranderen. Als deze veranderingen de deeltjes laag genoeg brengen om de bovenste atmosfeer van de aarde te bereiken, ze kunnen de dichte lucht raken, verliezen al hun energie en vallen uit de baan.

"Het is bekend dat EMIC-golven deze veranderingen kunnen veroorzaken en het verlies van deeltjes uit de stralingsgordels kunnen veroorzaken. Naast het veroorzaken van prachtige lichtweergaven die we aurora noemen, deze regen van deeltjes kan ook complexe chemische veranderingen in de bovenste atmosfeer veroorzaken die op hun beurt kleine, maar belangrijk, verandert de hoeveelheid ozon in de atmosfeer.

"Hoewel deze veranderingen klein zijn, ze begrijpen is erg belangrijk om goed te begrijpen hoe de chemie van de atmosfeer werkt, hoe het in de loop van de tijd verandert, en de impact die het heeft op het klimaat, " zegt Dr. Hendry.

Voor hun laatste onderzoek de onderzoekers gebruikten gegevens van GPS-satellieten om te kijken hoeveel elektronen EMIC-golven in de atmosfeer van de aarde kunnen kloppen.

Een algemene regel in de stralingsgordels is dat bij lagere snelheden, je hebt veel meer elektronen. Dus, als de minimale snelheid van de EMIC-golfinteractie wordt verlaagd, er zijn veel meer elektronen in de buurt om te interageren met golven.

Door te kijken naar gegevens van satellieten die bijhouden hoeveel elektronen er in de stralingsgordels zitten en hoe snel ze gaan, de onderzoekers hebben kunnen aantonen dat je het aantal elektronen in de stralingsgordels aanzienlijk kunt zien dalen als er EMIC-golven in de buurt zijn.

"Spannend, we hebben ook veranderingen gezien in het aantal elektronen bij snelheden die beduidend lager zijn dan de huidige 'geaccepteerde' minimumsnelheid. Dit betekent dat EMIC veel grotere aantallen elektronen kan beïnvloeden dan we eerder voor mogelijk hielden. Duidelijk, we moeten heroverwegen hoe we deze interactie modelleren, en de impact die het heeft op de stralingsgordels. Er zitten veel elektronen in de stralingsgordels, dus het is heel opmerkelijk om er genoeg van in de atmosfeer te kunnen kloppen om een ​​merkbare verandering aan te brengen.

"Dit heeft aangetoond dat we rekening moeten houden met deze EMIC-golven wanneer we nadenken over hoe de stralingsgordels in de loop van de tijd veranderen, en hoe deze veranderingen in de stralingsgordel het klimaat op aarde beïnvloeden."

Dr. Hendry zegt dat de impact van EMIC-gestuurde elektronen op de atmosferische chemie momenteel niet wordt meegenomen in grote klimaatmodellen, die proberen te voorspellen hoe het klimaat op aarde in de loop van de tijd zal veranderen, dus ervoor zorgen dat dit proces wordt begrepen en opgenomen in deze modellen is erg belangrijk.

"De veranderingen zijn erg klein in vergelijking met zaken als de menselijke impact op het klimaat, maar we moeten het hele plaatje begrijpen om goed te begrijpen hoe alles in elkaar past."