Дослідники показали, що високо енергетичне випромінювання, що викликає полярні сяйва, сприяє виснаження озонового шару в мезосфері.
Магнітосфера Землі захоплює електрони сонячного вітру, який проходить через Землю. Взаємодії між електронами й плазмовими хвилями можуть привести до того, що захоплені частинки вирвуться й увійдуть в верхню атмосферу Землі. Це явище, так зване вторгненням електронів, відповідально за полярні сяйва.
Недавні дослідження показують, що воно також відповідальне за локальне виснаження озонового шару в мезосфері й може зробити певний вплив на наш клімат. Більш того, це руйнування озону в мезосфері може відбуватися під час полярних сяйв. І хоча вчені вивчали процес вторгнення електронів у зв’язку з полярними сяйвами, ніхто не зміг достатньо пояснити, як воно викликає руйнування озону в мезосфері.
Дослідники вирішили докладніше вивчити це питання під час помірної геомагнітної бурі над Скандинавським півостровом у 2017 році. Для цього вони спостерігали пульсуючі полярні сяйва за допомогою різних приладів. Дані японського Arase показали, що захоплені електрони в магнітосфері Землі мають широкий енергетичний діапазон. Результати вимірювань також вказували на наявність в цій області простору певного типу плазмових хвиль. Потім комп’ютерне моделювання показало, що Arase спостерігав плазмові хвилі, що викликають вторгнення цих електронів в широкому енергетичному діапазоні, що узгоджується зі спостереженнями іншого апарату EISCAT в термосфері Землі.
Аналіз даних EISCAT показав, що електрони широкого енергетичного діапазону, від декількох кеВ (кілоелектронвольт) до МеВ (мегаелектронвольт), втручаються в атмосферу, викликаючи пульсуючі полярні сяйва. Ці електрони несуть достатньо енергії, щоб проникнути в нашу атмосферу нижче 100 км, до висоти ~ 60 км, де знаходиться мезосферний озоновий шар. Комп’ютерне моделювання з використанням даних EISCAT показало, що ці електрони відразу ж руйнують локальний озон в мезосфері (більш ніж на 10%), як тільки досягають цього шару.
Стаття про відкриття опублікована в журналі Scientific Reports.
Натхнення: www.popmech.ru