I dati della missione Ionospheric Connection Explorer (ICON) della NASA e dei satelliti Swarm dell'ESA mostrano che, nelle ore successive all'eruzione, si sono formati venti a velocità di uragano e insolite correnti elettriche nella ionosfera, lo strato atmosferico superiore ai margini con lo spazio.
"Il vulcano ha creato una delle più grandi perturbazioni spaziali che abbiamo visto nell'era moderna", ha affermato Brian Harding, fisico dell'Università della California, Berkeley e autore principale di un nuovo articolo pubblicato su Geophysical Research Letters. "Ci sta permettendo di testare la connessione poco conosciuta tra la bassa atmosfera e lo spazio".
Meteorologia spaziale
Ormai, gli effetti delle tempeste geomagnetiche, innescate dall'attività solare, sono ben noti. Sulla Terra, si formano dalle interazioni delle particelle cariche in arrivo dal Sole con la magnetosfera che avvolge il nostro pianeta ma gli effetti di queste particelle energetiche si avvertono in tutto il Sistema Solare. Quando colpiscono il campo magnetico terrestre, interrompono le correnti elettriche nell'atmosfera. La maggior parte delle esplosioni solari produce solo gradevoli spettacoli aurorali ma alcune tempeste sono abbastanza forti da influenzare le comunicazioni satellitari, colpire le reti elettriche e la tecnologia umana a terra.
Gli scienziati hanno una buona comprensione di come le tempeste geomagnetiche interagiscono con la ionosfera ma stanno ancora lavorando per comprendere la connessione tra la bassa atmosfera e l'attività geomagnetica nello spazio vicino alla Terra.
Il satellite GOES-17 ha catturato le immagini di una nuvola a ombrello generata dall'eruzione sottomarina del vulcano Hunga Tonga-Hunga Ha'apai il 15 gennaio 2022. Sono visibili anche onde d'urto a forma di mezzaluna e numerosi colpi di luce.
Crediti: immagine dell'Osservatorio della Terra della NASA di Joshua Stevens utilizzando le immagini GOES per gentile concessione di NOAA e NESDIS
Gli effetti di Tonga
Vedere gli effetti di un'eruzione vulcanica raggiungere e disturbare l'alta atmosfera come il tempo spaziale causato dalle particelle energetiche del Sole, è stata una sorpresa.
L'eruzione di Tonga ha inviato un enorme pennacchio di gas, vapore acqueo e polvere nel cielo e ha creato enormi disturbi di pressione nell'atmosfera.
L'esplosione ha anche creato grandi tempeste di vento che si sono espanse verso l'alto. ICON ha registrato questi disturbi estremi. Il satellite è stato lanciato nel 2019 per studiare come il tempo della Terra interagisce con il tempo spaziale. I satelliti Swarm dell'Agenzia Spaziale Europea hanno anche rilevato cambiamenti nelle correnti ionosferiche durante l'evento. SWARM fa parte di un programma di esplorazione della Terra che studia il campo magnetico terrestre.
In particolare, nelle ore successive all'eruzione, ICON ha tracciato i venti che viaggiano verso l'alto e acceleravano mentre avanzavano. Hanno raggiunto l'atmosfera superiore a una velocità di 724 chilometri orari. Questi venti estremi, paragonabili a un uragano, hanno interrotto una corrente elettrica alta nella ionosfera, nota come elettrogetto equatoriale. Questa corrente scorre da est a ovest sopra l'equatore magnetico sul lato diurno del pianeta e, normalmente, viene disturbata solo dalle condizioni meteorologiche spaziali causate dalle esplosioni solari. Ma ora sappiamo che anche i venti creati dalla forza dell'eruzione del vulcano sottomarino hanno interagito con essa, invertendone la direzione e il fluire da ovest a est per un certo tempo. Non solo, ma l'elettrogetto ha subito un'impennata di potenza cinque volte il suo picco normale.
"Questi risultati offrono uno sguardo entusiasmante su come gli eventi sulla Terra possono influenzare il tempo nello spazio, oltre al tempo spaziale che colpisce la Terra", ha affermato Jim Spann, responsabile del meteo spaziale per la divisione di eliofisica della NASA presso la sede centrale della NASA a Washington. "Capire il clima spaziale in modo olistico alla fine ci aiuterà a mitigare i suoi effetti sulla società".
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