Спустя почти 80 лет последствия насильственных взрывов Второй мировой войны все еще ощущаются во всем мире. Кристофер Скотт знал бы - две его тети были убиты в возрасте 9 и 11 лет во время лондонского блица, восьмимесячного нападения нацистской Германии на британцев.
Эти воздушные налеты имели не только эффект ряби поколений. Скотт, физик космоса и атмосферы в Университете Рединга в Великобритании, недавно обнаружил, что бомбы ощущались и на краю космоса.
Прочесывая архивные данные, Скотт обнаружил, что ударные волны от бомб ненадолго ослабили ионосферу, самый внешний слой атмосферы Земли.
От молнии до бомб
Находясь на высоте около 50–375 миль (80–600 км) над землей, в ионосфере создаются полярные сияния и живут астронавты на борту Международной космической станции. Атомы газа в этом слое атмосферы возбуждаются солнечным излучением, образуя электрически заряженные ионы. Плотность и высота электронов, отрицательно заряженных частиц, в ионосфере могут колебаться.
«Ионосфера гораздо более изменчива, чем можно объяснить солнечной активностью», - сказал Скотт.
Предыдущее исследование Скотта показало, что молния может усилить ионосферу. Он хотел выяснить, произошло ли это из-за взрывной энергии молнии или ее электрического заряда. Поэтому он решил поискать хорошо документированные взрывы на земле и сравнить исторические данные с архивными данными из Исследовательского центра радио в Слау, где ученые измерили плотность ионосферы с помощью радиоимпульсов, посылаемых в диапазоне коротковолновых частот. ,
Скотт сказал, что первоначально намеревался посмотреть на эффекты лондонского блица, но мало информации о сроках и боеприпасах, используемых для этих рейдов. В качестве альтернативы коллега Скотта Патрик Мейдж, историк из Университета Рединга, предоставил базу данных о бомбардировках Берлина в период с 1943 по 1944 год и направил Скотта к другим наборам данных о воздушных налетах союзников в Европе.
Ударные волны
По словам Скотта, каждый рейд высвобождает энергию по меньшей мере 300 ударов молнии, а исторические свидетельства с земли свидетельствуют о мощной бомбе, такой как 22 000 фунтов. (10000 кг) британского "Большого шлема".
«Жители под бомбами обычно вспоминают, как их выбрасывали в воздух под воздействием волн давления от взрывов воздушных мин, а створки окон и двери сдували с петель», - сказал майор в пресс-релизе.
Когда исследователи изучили записи отклика ионосферы во время 152 крупных воздушных налетов союзников в Европе, они обнаружили, что концентрация электронов значительно уменьшилась из-за ударных волн от бомб. Результаты были опубликованы сегодня (25 сентября) в журнале Annales Geophysicae.
«Я смог увидеть эффект в ионосферных записях Великобритании от бомбардировок на расстоянии более 1000 км», - сказал Скотт. «Я был удивлен этим».
Инго Мюллер-Водарг, ученый-планетолог из Имперского колледжа в Лондоне, который не принимал участия в исследовании, сказал, что исследование является «аккуратной демонстрацией того, как на ионосферу воздействует деятельность на земле, несмотря на то, что она на много десятков или сотен километров выше заземлить «.
Скотт сказал, что последствия ударных волн будут временными и будут длиться менее суток. «Ионосфера в значительной степени контролируется солнечной радиацией», - сказал он. «Бомбежка представляет собой небольшое влияние по сравнению».
Скотт добавил, что ослабление ионосферы могло повлиять на эффективность коротковолновой радиосвязи, которая использовала ионосферу для отражения сигналов на большие расстояния.
Более современные технологии, такие как GPS, подвержены влиянию ионосферы. Другое исследование, опубликованное ранее в этом году, показало, что массивная ударная волна от запуска ракеты SpaceX Falcon 9 в 2017 году создала временную дыру в ионосфере, которая могла нарушить навигационные сигналы в течение часа или двух после.
Следующие шаги
Мюллер-Водарг отметил, что уже давно ходят слухи о том, влияют ли землетрясения на ионосферу со смешанными результатами. «Это исследование оказывает сильную поддержку предположению, что события на местах, которые генерируют любые виды ударных волн или сильные импульсы, должны ощущаться в ионосфере», - говорит Мюллер-Водаргтольд Live Science.
Скотт сказал, что он также хочет выяснить, могут ли грозы, вулканы и землетрясения быть обнаружены с использованием аналогичных методов.
Он также в настоящее время оцифровывает более ранние данные об ионосфере в США с намерением разместить эту информацию в Интернете, чтобы добровольцы могли помочь выявить большее влияние на ионосферу. Это может помочь Скотту понять, почему молния оказывает влияние на ионосферу.
«Ионосферный слой, который мы видели в ответ на бомбардировку, был намного выше, чем тот, который использовался в исследовании молнии, поскольку он был единственным, для которого в настоящее время существуют цифровые данные», - сказал Скотт. «Это одна из причин, по которой я хочу оцифровывать ионосферные данные, чтобы мы могли посмотреть, не улучшится ли слой, усиленный молнией, в результате бомбардировки. Только тогда мы можем точно сказать, является ли эффект молнии из-за ударных волн или электрического тока - или того и другого ".
