Hunga Tonga-Hunga Ha‘apai sendte rystelser helt ud i Jordens øvre atmosfære

Geologer fra Tongas geologiske service observerer askeskyen fra det undersøiske vulkanudbrud. Illustration: Tonga Geological Services

Den 15. januar i år eksploderede den undersøiske vulkan Hunga Tonga-Hunga Ha‘apai i det største udbrud målt på Jorden siden 1991. Det skete med en styrke, som overraskede geologer, og med en kraft, der sendte en askesky fra krateret op i en højde på 58 kilometer.

Læs også: Tongavulkans januar-brag overraskede geologer: Tusinde gange Hiroshima

Det viste beregninger fra Nasa, og nu tilføjer rumagenturet endnu en linje til beskrivelserne af Tonga-vulkanens voldsomhed.

hunga-tonga-hunga-haapai-volcano-umbrella-cloud.gif

I videoen ses, hvordan vulkanudbruddet ved Tonga kunne observeres som en paraplyformet sky set fra GOES-sattellitten. På videoen ses også trykbølger fra eksplosionen og adskillige lynnedslag. Illustration: Nasa/Joshua Stevens.

Analyser af data indsamlet med Nasas Ionospheric Connection Explorer (ICON) og Esas Swarm-satellitter viser nemlig, hvordan udbruddet ikke blot rystede Jorden, startede tsunamier og sendte trykbølger ud i atmosfæren. Også de øvre lag af Jordens atmosfære på grænsen til rummet blev påvirket.

Således beskriver fysikere fra University of California i en videnskabelig artikel i Geophysical Research Letters, hvordan der i ionosfæren, det ioniserede grænselag mellem Jordens atmosfære og rummet, blev dannet vinde med hastigheder på over 200 m/s. Dermed er der tale om, at aktivitet i Jordens atmosfære har bidraget til vejrbegivenheder i rummet.

Atmosfæren kan også påvirke rummet

Denne interaktion mellem vejr og klima på Jorden og i rummet udenfor Jordens atmosfære er ifølge en pressemeddelelse fra Nasa noget af det, som ICON-satellitten siden 2019 har været på mission for at undersøge. Indtil for nylig har forskerne ment, at kun vejret på Jorden bliver påvirket af Solens aktivitet og vejrbegivenheder i rummet, mens påvirkningen ikke kunne gå den anden vej. ICON kan med Tonga-udbruddet, at der i virkeligheden er tale om en påvirkning i begge retninger.

»Resultaterne er et interessant indblik i, hvordan begivenheder på Jorden kan påvirke vejret i rummet som tilføjelse til rumvejrets påvirkning af Jorden,« siger Jim Spann, der er leder for forskning i rumvejr i Nasas afdeling for solfysik, i pressemeddelelsen.

Vulkanudbruddet ved Tonga satte både jord, vand og luft i de ydre dele af atmosfæren i bevægelse. Her ses nogle af de effekter udbruddet havde på de forskellige dele af Jordens atmosfære. Illustration: Nasa

På samme måde fremhæver førsteforfatteren til den videnskabelige artikel, fysikeren Brian Harding, hvordan de kraftige aftryk fra vulkanudbruddet på rummets vejr kan bruges til at udbygge den begrænsede viden, der findes om forbindelsen mellem rummet og den lavere atmosfære. Og her er vulkanudbruddets voldsomme påvirkning værd at understrege.

»Vulkanen forårsagede én af de største forstyrrelser i rummet, vi har set i moderne tid,« udtaler fysikeren til Nasa.

Vinde og elektriske strømme

De kraftige vinde i ionosfæren opstod som en følge af en række af hændelser.

Med det kraftige vulkanudbrud skabtes store trykforstyrrelse i atmosfæren og med dem fulgte kraftige vinde. Des højere disse vinde bredte sig opad i de tyndere atmosfæriske lag, des hurtigere bevægede. Dermed kunne vindhastighederne i ionosfæren opnå det højeste niveau målt med ICON-satellitten i området under 120 mil over Jordens overflade.

Udover de voldsomme vinde forstyrrede Tonga-vulkanen også de elektriske strømme, equatorial electrojets, som dannes af partikler under påvirkning af vind fra den atmosfære. Normalvis flyder denne strøm i en østlig retning langs ækvator, men i forbindelse med vulkanudbruddet skiftede strømmen kortvarigt orientering og tiltog voldsomt i styrke.

At Jordens vejr kan påvirke rummets på denne måde er særligt væsentligt, idet de kraftige elektriske strømme i ionosfæren tilskrives at kunne rykke rundt på materiale i disse ydre dele af atmosfæren. Det kan i værste fald forstyrre GPS- og radiosignaler, som netop bliver transmitteret gennem i disse atmosfæriske lag.