Как вулканические молнии помогают раскрыть тайны земной плазмосферы

Во время Первой мировой войны немецкий физик Генрих Баркхаузен, находясь в окопах, подслушивал телефонные разговоры союзников. Периодически связь прерывалась странными звуками, которые солдаты прозвали «свистящими атмосфериками» (whistlers), так как они напоминали свист пролетающих снарядов. Истинный источник этих свистящих волн, создаваемых ударами молний за тысячи километров и распространяющихся по каналам в плазмосфере (внутренней магнитосфере), был установлен лишь в 1950-х годах.

В специальном выпуске журнала Physics World за июль 2015 года, посвящённом странным природным явлениям, научный журналист Иэн Рэндалл рассказывает, как исследователи изучают свистящие волны, вызванные вулканическими молниями, чтобы понять структуру плазмосферы Земли. Это, в свою очередь, поможет лучше предсказывать воздействие космической погоды, опасной для астронавтов и способной нарушить работу как орбитальных, так и наземных электронных систем. Прохождение этих волн между полушариями даёт редкую возможность исследовать плазмосферу без запуска дорогостоящих космических зондов.

Уникальную возможность для таких исследований предоставляет записывающая станция в Данидине (Новая Зеландия), магнитосопряжённая точка которой находится в районе Алеутских островов — вулканической цепи в северной части Тихого океана. Изучая корреляцию данных о свистящих атмосфериках и молниях от мощных извержений на высоких широтах, учёные впервые получили доказательства того, что вулканы способны взаимодействовать с внутренней магнитосферой. Как объясняет атмосферный физик Карен Аплин из Оксфордского университета, в вулканическом шлейфе происходит генерация и разделение зарядов, а вулканическая молния нейтрализует возникающую разность потенциалов.

«Улучшенное понимание путей распространения свистящих волн повышает точность модели плазмосферы, которая использует эти данные», — комментирует это новое открытие физик Клэр Антел из Университета Кейптауна (ЮАР). Эксперт по физике плазмы Марк Голковски из Университета Колорадо в Денвере считает, что исследование имеет значение и за пределами нашей планеты: полученные данные поддерживают предложения об использовании молний в пылевых бурях на Марсе для зондирования слабой плазмы в верхних слоях атмосферы планеты.