Vad Teneriffa och pyramiderna i Giza har gemensamt: osynliga plasmabubblor som kan lämna dig utan GPS

Jorden omsluts av jonosfären, ett lager av joniserad gas som fungerar som en dynamisk gräns mellan atmosfären och yttre rymden. Denna region har flera nyckelfunktioner för mänskligheten, allt från att skydda oss mot solstrålning (den absorberar ultraviolett strålning och röntgenstrålar) till att fungera som ett ledande medium för radiovågor och satellitsignaler. Men jonosfären har ett problem när natten faller på den magnetiska ekvatorn: ett fenomen uppstår som kan destabilisera GPS, luftkommunikation och telekommunikation.

Även om vetenskapen har studerat det i decennier i andra ekvatoriska delar, har den afrikanska atlantiska sektorn varit en historisk blind fläck. Teneriffa har rätt i det tomrummet och German Aerospace Center (DLR) har tittat på himlen därifrån i mer än tio år.

Upptäckten. DLR-teamet har bekräftat närvaron av ekvatoriala plasmabubblor (EPB) över Teneriffa i en affisch vid det 17:e internationella ekvatorialaeronomisymposiet (ISEA-17). Fenomenet är inte nytt, men det är första gången som det har registrerats kontinuerligt och systematiskt i denna remsa av Atlanten.

För denna övervakning har de använt två instrument samtidigt: en GNSS-mottagare och en atmosfärisk luminescensdetektor, en kombination som gör det möjligt att studera bubblorna i både liten och stor skala, väsentligt för att grundligt förstå deras struktur. Bubblorna som DLR har dokumenterat bildas uteslutande på natten, når sin aktivitetstopp vid dagjämningarna och kan sträcka sig vertikalt upp till 1 700 kilometer över den geomagnetiska ekvatorn, med strukturer mellan 40 och 100 kilometer breda som rör sig mot öster med cirka 100 meter per sekund, som rapporterats i Geophysical Research Letters. Huruvida det dyker upp en given natt eller inte är fortfarande svårt att förutsäga även i de mest studerade regionerna.

Varför det är viktigt. Bortom en atmosfärisk nyfikenhet har plasmabubblor direkta konsekvenser för kritisk teknologi. När de stiger genererar de jonosfärisk scintillation: snabba, oförutsägbara fluktuationer i radiosignaler som försämrar GPS, stör luftkommunikationen och påverkar satellittelekommunikation.

Och det är inte något teoretiskt: i den geomagnetiska stormen i april 2023 drabbades det europeiska navigationssystemet EGNOS. Men fenomenet är också oförutsägbart: den rumsliga gradienten som induceras av EPB:er är en utmaning för flygplansledningssystem vid precisionsinflygningar, enligt satellitnavigering. Att veta hur de beter sig i den afrikanska Atlantsektorn är ett problem med direkta konsekvenser för flygsäkerheten och den digitala infrastrukturen i regionen.

Sammanhang. Som denna studie av Complutense i Madrid i samarbete med ICTP i Trieste förklarar, är plasmabubblor minskningar i elektrontäthet som genereras av Rayleigh-Taylors instabilitetsmekanism i ekvatorns nattsektor. När solen faller förlorar jonosfären stabilitet: det undre lagret blir tätare än det övre, så att ljusplasman stiger och lämnar hål tomma på elektroner.

Bubblorna. Samma fenomen upptäcktes nyligen i pyramiderna i Gizah, ett annat område i Nordafrika. I november 2023, mitt i en geomagnetisk storm, upptäckte en radarstation på den kinesiska ön Hainan en jonosfärisk störning över pyramiderna i Giza, nästan 9 500 kilometer västerut, med hjälp av en superradar LARID (Low Latitude Long Range Ionospheric Radar) som utvecklats vid Institute of Science of Geophysics and Geophysics of the Chinese. valideras av GPS-mottagare i Afrika.

Och de är inte de enda: det finns satelliter som COSMIC-2, GOLD och Swarm som gör specifika observationer.

Hur de gör det. GNSS-mottagaren, som har varit i drift i mer än ett decennium, upptäcker det flimmer som bubblor orsakar på satellitsignaler och fångar småskaliga oregelbundenheter, men utan att visa deras faktiska form eller storlek. Det är vad det andra instrumentet är till för: den atmosfäriska luminescensdetektorn fångar den svaga ljusemissionen som jonosfäriskt syre avger på natten: där det finns en bubbla försvinner ljuset och avslöjar strukturens faktiska form och storlek.

Ett decennium av GNSS-data plus storskaliga bilder: den kombinationen är den metodologiska nyheten i arbetet. Filosofin är helt motsatt den som följs i Egypten: DLR observerar in situ med hög upplösning och strukturella detaljer, LARID observerar på avstånd med enormt omfång men mindre geometrisk precision. I Xataka Kina har den testat sin nya superradar.

De har upptäckt en gigantisk bubbla av osynlig plasma i pyramiden i Giza Ja, men. DLR-forskningen för tillfället är en affisch och inte en vetenskaplig artikel, med allt det innebär: peer review, fullständiga data eller slutsatser som är mer än preliminära. Å andra sidan, och även om studien av Giza-pyramiderna analyserar samma fenomen, utfördes upptäckten av plasmabubblor av ett oberoende kinesiskt team och med annan teknik.

Dessutom återstår många öppna frågor, som hur ofta de förekommer över Teneriffa, hur det förändras med årstiderna, när scintillationen är tillräckligt intensiv för att påverka navigationssystemen. I Xataka | Satellitbilder lämnar inget utrymme för tvivel: det har regnat så mycket att Marocko inte har sett så grönt ut på ett decennium I Xataka | Ett 2,5 miljarder år gammalt geologiskt under: Zimbabwes stora dammen sett av NASA från rymden Omslag | ESA (Sentinel-2) och ESA (Proba-V)