Полярные сияния разрушили озоновый слой в мезосфере
Полярные сияния, конечно, очень красивы. Но, как оказалось, они могут «убивать» озон в мезосфере нашей планеты. И это очень тревожный сигнал
Магнитосфера Земли захватывает электроны солнечного ветра, который проходит через Землю. Взаимодействия между электронами и плазменными волнами могут привести к тому, что захваченные частицы вырвутся и войдут в верхнюю атмосферу Земли. Это явление, называемое вторжением электронов, ответственно за полярные сияния.
Недавние исследования показывают, что оно также ответственно за локальное истощение озонового слоя в мезосфере и может оказать определенное влияние на наш климат. Более того, это разрушение озона в мезосфере может происходить во время полярных сияний. И хотя ученые изучали процесс вторжения электронов в связи с полярными сияниями, никто не смог достаточно объяснить, как оно вызывает разрушение озона в мезосфере.
Исследователи решили подробнее изучить этот вопрос во время умеренной геомагнитной бури над Скандинавским полуостровом в 2017 году. Для этого они наблюдали пульсирующие полярные сияния при помощи различных приборов. Данные японского Arase показали, что захваченные электроны в магнитосфере Земли имеют широкий энергетический диапазон. Результаты измерений также указывали на наличие в этой области пространства определенного типа плазменных волн. Затем компьютерное моделирование показало, что Arase наблюдал плазменные волны, вызывающие вторжение этих электронов в широком энергетическом диапазоне, что согласуется с наблюдениями другого аппарата EISCAT в термосфере Земли.
Анализ данных EISCAT показал, что электроны широкого энергетического диапазона, от нескольких кэВ (килоэлектронвольт) до МэВ (мегаэлектронвольт), вторгаются в атмосферу, вызывая пульсирующие полярные сияния. Эти электроны несут достаточно энергии, чтобы проникнуть в нашу атмосферу ниже 100 км, до высоты ~60 км, где находится мезосферный озоновый слой. Компьютерное моделирование с использованием данных EISCAT показало, что эти электроны сразу же разрушают локальный озон в мезосфере (более чем на 10%), как только достигают этого слоя.
Статья об открытии опубликована в журнале Scientific Reports.
