Il misterioso crollo della Termosfera terrestre

I ricercatori della NASA stanno monitorando un grande evento nel pianeta, la nostra atmosfera. In particolare uno strato di gas rarefatto chiamato “termosfera” recentemente crollato e ora è in ripresa.
“Questa è la più grande contrazione della termosfera in almeno 43 anni” dice John Emmert del Naval Research Lab. Il crollo avvenuto durante il profondo minimo solare del 2008-2009, aveva colto di sorpresa i ricercatori. La termosfera si raffredda sempre quando l'attività solare è bassa. In questo caso, tuttavia, l'entità del crollo è stato 2-3 volte maggiore rispetto alla bassa attività solare.


Strati dell'atmosfera terrestre. Credito: John Emmert / NRL.
La termosfera varia in altezza da 90 a 600 km. Si tratta di un regno di meteore, aurore e dei satelliti, ed è anche il luogo dove la radiazione solare entra in contatto con il nostro pianeta. La termosfera intercetta i raggi ultravioletti estremi (EUV), cioè fotoni dal Sole, prima che possano raggiungere il suolo. Quando l'attività solare è elevata, la EUV solare riscalda il termosfera, aumentando la temperarura fino a 1400 K, da cui il nome di Thermo sfera. Quando l'attività solare è bassa, succede il contrario. Ultimamente, l'attività solare è stata molto bassa. Nel 2008-2009, il Sole ha attraversato un minimo picco di attività assai duraturo e profondo. Le macchie solari sono tuttora scarse, i brillamenti solari quasi inesistenti e la radiazione solare EUV è a livelli bassi.
I ricercatori hanno immediatamente rivolto la loro attenzione alla termosfera per vedere cosa stesse succedendo.


Questi grafici mostrano come la densità della termosfera (ad un'altezza di 400 km) ha alti e bassi nel corso degli ultimi quattro cicli solari. Frame (a) e (c) sono la densità, struttura (b) è l'intensità radio del Sole alla lunghezza d'onda di 10,7 cm, un indicatore chiave dell'attività solare. Nota: la regione cerchiata in giallo. Nel 2008 e nel 2009, la densità della termosfera è stata del 28% inferiore rispetto alle aspettative dei precedenti minimi solari. Credito: Emmert et al. (2010), Geophys. Ris. Lett., 37, L12102.

Per ottenere i valori della termosfera Emmert utilizza una tecnica intelligente: Poiché i satelliti sentono la resistenza aerodinamica mentre si spostano attraverso la termosfera, è possibile monitorare le condizioni osservando il decadimento satelliti. Analizzando i tassi di decadimento di più di 5000 satelliti che vanno in altitudine tra i 200 ei 600 km e che variano nel tempo tra il 1967 e il 2010, è fuoriuscito un campione unico di densità termosferico che ha evidenziato il crollo del 2008-2009. Questo valore va oltre le previsioni spiegsbili col solo minimo solare e preclude altre cause.
Una possibile spiegazione è l'anidride carbonica (CO 2).

Quando l'anidride carbonica entra nella termosfera, agisce come un liquido di raffreddamento, spargendo calore tramite i raggi infrarossi. E' ampiamente noto che i livelli di CO 2 sono aumentati nell'atmosfera terrestre. Valori extra di CO 2 nella termosfera potrebbero aver amplificato l'azione di raffreddamento del minimo solare.
“Ma i numeri non aggiungono molto”, dice Emmert.
“Anche quando prendiamo in considerazione la CO 2 come un liquido di raffreddamento, non si può spiegare pienamente il collasso della termosfera”.

Secondo Emmert e colleghi, il basso livello di EUV ha inciso per il 30%, i livelli extra di CO 2 per almeno un altro 10%, lasciando 60% non contabilizzate. Nel loro documento, gli autori riconoscono che la situazione è complicata. C'è qualcos'altro alla EUV solare e alla CO 2. Per esempio, le tendenze del clima globale potrebbero modificare la composizione della termosfera, cambiando le proprietà termiche e le modalità di risposta agli stimoli esterni. La sensibilità generale della termosfera alla radiazione solare potrebbero effettivamente essere in aumento. “Le anomalie di densità”, hanno scritto, “può significare che un non ancora identificato punto di ribaltamento climatico che coinvolge il bilancio energetico e di feedback chimica è stato raggiunto”.

Importanti indizi potranno essere trovati nelle variazioni della stessa termosfera. Il minimo solare sta ormai volgendo al termine, la radiazione EUV è in aumento e la termosfera è in netta ripresa. Esattamente come avverrà tale recupero potrebbe svelare i contributi delle fonti di energia solare rispetto a quelle terrestri.
“Continueremo a monitorare la situazione”, dice Emmert.

Autore: Dr. Tony Phillips | Credit: Science @ NASA

Traduzione e adattamento a cura di Arthur McPaul

Link:
“http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2010/15jul_thermosphere/” http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2010/15jul_thermosphere/

Fonte: http://nemsisprojectresearch.blogspot.com/2010/07/il-misterioso-crollo-della-termosfera.html

Il misterioso crollo della Termosfera terrestre ultima modifica: 2010-07-20T12:57:16+00:00 da Richard
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Noi siamo l'incarnazione locale di un Cosmo cresciuto fino all'autocoscienza. Abbiamo incominciato a comprendere la nostra origine: siamo materia stellare che medita sulle stelle. (Carl Sagan)