Una recente ricerca internazionale ha messo in luce l’importanza cruciale dell’atmosfera superiore della Terra nello sviluppo di grandi tempeste geomagnetiche. Questo studio ha rivelato come il plasma ionosferico terrestre contribuisca a tali tempeste insieme alle influenze solari. Questi fenomeni possono avere un impatto negativo sul campo magnetico terrestre, influenzando le reti elettriche, i segnali radio e i sistemi GPS.
Il ruolo dell’atmosfera terrestre nelle tempeste geomagnetiche
Un nuovo studio rivela l’importanza dell’atmosfera terrestre
Un recente studio ha svelato l’importanza dell’atmosfera superiore della Terra nel determinare come si sviluppano le grandi tempeste geomagnetiche. La ricerca è stata condotta da un team internazionale guidato da ricercatori dell’Università di Nagoya in Giappone e dell’Università del New Hampshire negli Stati Uniti. I loro risultati rivelano l’importanza precedentemente sottovalutata dell’atmosfera terrestre.
Le conseguenze delle tempeste geomagnetiche
Comprendere i fattori che causano le tempeste geomagnetiche è importante perché possono avere un impatto diretto sul campo magnetico terrestre, causando correnti indesiderate nella rete elettrica e interrompendo i segnali radio e il GPS. Questa ricerca potrebbe aiutare a prevedere le tempeste che avranno le maggiori conseguenze.
Il ruolo del Sole e dell’atmosfera terrestre nelle tempeste geomagnetiche
Il ruolo del Sole nelle tempeste geomagnetiche
Da tempo gli scienziati sanno che le tempeste geomagnetiche sono associate alle attività del Sole. Particelle cariche calde costituiscono lo strato esterno del Sole, quello visibile a noi. Queste particelle fluiscono fuori dal Sole creando il ‘vento solare’, e interagiscono con oggetti nello spazio, come la Terra. Quando le particelle raggiungono il campo magnetico che circonda il nostro pianeta, noto come magnetosfera, interagiscono con esso. Le interazioni tra le particelle cariche e i campi magnetici portano al clima spaziale, le condizioni nello spazio che possono influenzare la Terra e i sistemi tecnologici come i satelliti.
Il ruolo dell’atmosfera terrestre nelle tempeste geomagnetiche
Una parte importante della magnetosfera è la coda magnetica. La coda magnetica è la parte della magnetosfera che si estende lontano dal Sole, nella direzione del flusso del vento solare. All’interno della coda magnetica si trova la regione del foglio di plasma, che è piena di particelle cariche (plasma). Il foglio di plasma è importante perché è la regione di origine per le particelle che entrano nella magnetosfera interna, creando la corrente che causa le tempeste geomagnetiche.
Focus e risultati della ricerca
Sebbene l’importanza del Sole sia ben nota, un gruppo internazionale di ricercatori ha cercato di risolvere il mistero di quanto plasma nella magnetosfera provenga dalla Terra e come tale contributo cambi durante una tempesta geomagnetica. Il gruppo era guidato da Lynn Kistler, professore designato dell’Università di Nagoya e professore dell’Università del New Hampshire, Yoshizumi Miyoshi, professore dell’Università di Nagoya, e Tomoaki Hori, professore designato dell’Università di Nagoya.
Per il loro studio, hanno utilizzato dati da una grande tempesta geomagnetica che è avvenuta il 7-8 settembre 2017. Durante questo periodo, il Sole ha rilasciato una massiccia eiezione di massa coronale che ha colliso con l’atmosfera terrestre, provocando una enorme tempesta geomagnetica. L’impatto ha disturbato la magnetosfera, portando a interferenze con i segnali radio, il GPS e le applicazioni di precisione temporale.
I ricercatori hanno analizzato retrospettivamente il trasporto di ioni durante questo evento utilizzando dati da diverse missioni spaziali, tra cui la missione NASA/Magnetospheric Multiscale (MMS), la missione giapponese Arase, la missione ESA/Cluster e la missione NASA/Wind. Hanno distinto gli ioni da quelli del vento solare e da quelli dell’ionosfera stessa.
Utilizzando misurazioni simultanee della composizione del vento solare per tracciare i cambiamenti di origine, hanno identificato cambiamenti sostanziali nella composizione e in altre proprietà del foglio di plasma vicino alla terra mentre si sviluppava. Queste proprietà del foglio di plasma, come la densità, la distribuzione dell’energia delle particelle e la composizione, influenzano lo sviluppo della tempesta geomagnetica.
All’inizio della fase principale della tempesta, la fonte è passata da dominata dal vento solare a dominata dall’ionosfera. “La scoperta più importante è stata che all’inizio della tempesta geomagnetica, il plasma è passato da prevalentemente solare a prevalentemente ionosferico”, ha spiegato Kistler. “Questo dimostra che la tempesta geomagnetica provoca un maggiore flusso dall’ionosfera terrestre, e che il plasma ionosferico può muoversi rapidamente in tutta la magnetosfera”.
“Nel complesso, la nostra ricerca contribuisce a comprendere lo sviluppo delle tempeste geomagnetiche mostrando l’importanza del plasma ionosferico terrestre”, continua. “Abbiamo trovato prove convincenti che i plasmi non solo dal Sole ma anche dalla Terra guidano una tempesta geomagnetica. In breve, le proprietà del foglio di plasma (la densità, la distribuzione dell’energia delle particelle, la composizione) influenzeranno le tempeste geomagnetiche, e queste proprietà sono diverse per diverse fonti”.