¿Qué podrían significar las anomalías en la temperatura, composición, ubicación y propagación de las partículas para los satélites y GPS?
Una poderosa tormenta geomagnética el 11 de mayo provocó auroras visibles en el sur de Estados Unidos e interrumpió la tecnología GPS. Los investigadores de Virginia Tech, utilizando NASAEl instrumento GOLD de la NASA documentó fenómenos atmosféricos sin precedentes y examinó los efectos en la ionosfera de la Tierra. Los estudios destacan la naturaleza dinámica de la atmósfera superior y su susceptibilidad a la actividad solar, que actualmente se está intensificando a medida que nos acercamos al pico del ciclo solar en 2025.
Auroras deslumbrantes y disrupciones tecnológicas
Una deslumbrante aurora sorprendió a los observadores de estrellas en el sur de Estados Unidos el 11 de mayo. El mismo fin de semana, un El tractor guiado por GPS no dio en el blanco.
¿Qué tiene en común la visibilidad de la aurora boreal con los equipos agrícolas comprometidos en el Medio Oeste?
Una tormenta geomagnética excepcionalmente poderosa, según dos artículos recientemente publicados en coautoría con Scott England de Virginia Tech.
«Las auroras boreales son causadas por partículas energéticas y cargadas que llegan a nuestra atmósfera superior, que se ven afectadas por múltiples factores en el espacio, incluido el sol», dijo England, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Oceánica Kevin T. Crofton. “Durante las tormentas geomagnéticas solares, hay muchas más de estas partículas cargadas de energía en el espacio alrededor de la Tierra, por lo que vemos el resplandor de la aurora boreal y la región sobre la cual se pueden ver se extiende para incluir lugares como los 48 estados más al sur. quienes generalmente no ven esta exhibición”.
Estudios atmosféricos innovadores
England y un equipo de colaboradores universitarios e industriales rastrearon el evento atmosférico superior el 11 de mayo utilizando el Telescopio Espacial de la NASA. ORO instrumento. Resultó ser la tormenta geomagnética más fuerte captada en los últimos 20 años. Sus hallazgos fueron publicados recientemente en Cartas de investigación geofísica en dos estudios, ambos en coautoría con Inglaterra. El primer estudio, realizado por el primer autor Deepak Karan de la Universidad de Colorado, Boulder, mostró cambios sin precedentes en la ubicación y propagación de partículas en la atmósfera superior. El segundo estudio, realizado por el primer autor y alumno de Virginia Tech, J. Scott Evans '88, documentó cambios en la composición y la temperatura.
Entre los datos recopilados, England señaló que fue testigo por primera vez de unos “deliciosos patrones de remolinos” y de un dramático movimiento de aire alejándose de la aurora, provocando la formación de enormes vórtices que movían el aire en una espiral más grande que un huracán. Las observaciones específicas incluyeron:
- Movimiento impredecible de partículas cargadas de baja energía alrededor del ecuador hacia la aurora
- Partículas cargadas que se pueden dividir en dos grupos: de baja energía y de alta energía, la última de las cuales puede dañar a los humanos que trabajan en el espacio y dañar los componentes electrónicos.
- Cambios de temperatura y presión que probablemente conduzcan a los remolinos y vórtices observados.
- Cambios de ubicación y propagación de partículas de baja energía, que pueden impactar negativamente en el GPS, los satélites e incluso la red eléctrica.
Los impactos más amplios sobre la tecnología y el medio ambiente
“A medida que la aurora se intensifica, se ven más luces, pero junto con eso, entra más energía a la atmósfera, por lo que esto hace que la atmósfera cerca de los polos sea muy caliente, lo que comienza a empujar el aire lejos de los polos y hacia el ecuador. ”, dijo Inglaterra. «Estos datos plantean muchas preguntas como, ¿sucedió algo realmente diferente durante esta tormenta geomagnética que lo que sucedió anteriormente, o simplemente tenemos mejores instrumentos para medir los cambios?»
Además, ¿qué podrían significar estos cambios para la tecnología creada por el hombre que orbita esta región de la atmósfera?
Más que un espectáculo de auroras boreales
La atmósfera superior de la Tierra, que se extiende entre 60 y 400 millas por encima de nosotros, limita con el espacio y es el punto de encuentro de satélites y naves espaciales. Estación Espacial Internacional. La atmósfera superior está formada por algunas de las mismas partículas que la atmósfera inferior, donde vivimos y respiramos.
Pero también hay otro lado, la ionosfera, que se puede considerar casi como una manta eléctrica: muy cargada y en constante fluctuación. Estas partículas cargadas en la ionosfera son algo que hace que esta región del espacio sea tan dinámica. Es común que cambien la temperatura y la composición de la atmósfera superior y la ionosfera. De hecho, esto sucede de manera predecible durante el día y la noche e incluso cambia con el tiempo según las estaciones.
La influencia del Sol y sus implicaciones futuras
England dijo que las partículas en la atmósfera de la Tierra se ven impactadas por varios factores en el espacio, incluida la actividad del sol. Durante una tormenta geomagnética solar, una intensa explosión de radiación del sol cambia la composición y velocidad de las partículas dentro de la atmósfera terrestre. Entonces, ¿por qué en los últimos meses en todo el mundo las auroras boreales han sido visibles en lugares donde no se habían visto antes?
«El número de manchas solares, llamaradas y tormentas cambia con un ciclo de 11 años que llamamos ciclo solar», dijo England. «El número de erupciones que estamos viendo ha ido aumentando gradualmente durante los últimos dos años a medida que nos acercamos al pico del ciclo solar».
Además de la visibilidad de la aurora boreal, las tormentas geomagnéticas tienen varios impactos en nuestra tecnología. A medida que las señales de radio y GPS viajan a través de esta «manta eléctrica» que fluctúa constantemente, los cambios en esta capa de la atmósfera pueden alterar las señales e impedir los sistemas de navegación y comunicación como el GPS. Varios factores del clima de la Tierra y del tiempo espacial pueden afectar esta capa crucial, pero hay mucho que aprender sobre por qué ocurren los cambios en la atmósfera superior e inferior y cómo pueden afectar la vida tal como la conocemos.
“Estas tormentas también pueden aumentar las corrientes eléctricas que fluyen alrededor de la Tierra, lo que puede impactar en dispositivos tecnológicos que utilizan cables muy largos. En los últimos años, ha habido impactos en la red eléctrica cuando fluía demasiada corriente a través de los cables. Durante la tormenta geomagnética más grande jamás registrada, el evento Carrington en 1859, esto provocó que los sistemas de telégrafo, el pico de la tecnología en ese momento, se incendiaran”, dijo England.
Los científicos sospechan que una tormenta similar al evento Carrington de 1859, si ocurriera hoy, podría causar un apocalipsis en Internet, dejando a un gran número de personas y empresas desconectadas. Si bien la tormenta del 11 de mayo no causó perturbaciones drásticas, con el pico del ciclo solar esperado para julio de 2025, todavía estamos a aproximadamente un año de conocer estos efectos potenciales.
«Una de las razones por las que estudiamos las tormentas geomagnéticas es para intentar construir modelos para predecir sus impactos», dijo England. «Basándonos en el ciclo solar, esperamos que las condiciones que estamos viendo este año duren unos dos años».
Referencias:
“Observaciones GOLD de la fusión de la cresta sur de la anomalía de ionización ecuatorial y la aurora durante la supertormenta geomagnética del Día de la Madre del 10 y 11 de mayo de 2024” por Deepak Kumar Karan, Carlos R. Martinis, Robert E. Daniell, Richard W Eastes, Wenbin. Wang, William E. McClintock, Robert G. Michell y Scott England, 9 de agosto de 2024. Cartas de investigación geofísica.
DOI: 10.1029/2024GL110632
16 de agosto de 2024, Cartas de investigación geofísica.
DOI: 10.1029/2024GL110506
