Nesten 80 år merkes fremdeles påvirkninger fra de voldelige bombeangrepene fra 2. verdenskrig over hele kloden. Christopher Scott ville vite at to av tantene hans ble drept i en alder av bare 9 og 11 år under London Blitz, Nazi-Tysklands åttemåneders angrep mot britene.
Disse luftangrepene hadde ikke bare ringvirkninger gjennom generasjoner av familier. Scott, som er en rom- og atmosfærisk fysiker ved University of Reading i Storbritannia, fant nylig ut at bombene også ble følt i utkanten av verdensrommet.
Ved å kamme gjennom arkivdata oppdaget Scott at sjokkbølger fra bombene kort tid svekket ionosfæren, det ytterste laget av jordas atmosfære.
Fra lyn til bomber
Mellom rundt 50 og 375 miles (80 og 600 kilometer) over bakken, er ionosfæren der auroras blir skapt og hvor astronauter ombord på den internasjonale romstasjonen bor. Gassatomer i dette laget av atmosfæren blir begeistret av solstråling og danner elektrisk ladede ioner. Tettheten og høyden til elektronene, de negativt ladede partiklene, i ionosfæren kan svinge.
"Ionosfæren er langt mer variabel enn det som kan forklares med solaktivitet," sa Scott til Live Science.
Scotts tidligere forskning hadde vist at lynet kunne styrke ionosfæren. Han ville finne ut om dette skyldtes lynets eksplosive energi eller den elektriske ladningen. Så han siktet til å lete etter veldokumenterte eksplosjoner på bakken, og sammenligne de historiske dataene med arkivdata fra Radio Research Center i Slough, der forskere hadde målt tettheten ionosfæren ved hjelp av radiopulser sendt over en rekke kortbølgefrekvenser .
Scott sa at han opprinnelig hadde til hensikt å se på effekten av London Blitz, men at det ikke overlever lite informasjon om tidspunktet og ammunisjonene som ble brukt til disse raidene. Som et alternativ ga Skots kollega Patrick Major, en historiker ved University of Reading, en database om bombingen av Berlin mellom 1943 og 1944 og ledet Scott til andre datasett om allierte luftangrep i Europa.
Sjokkbølger
Hvert angrep frigjorde energien fra minst 300 lynnedslag, sa Scott, og historiske beretninger fra bakken vitner om den vidtrekkende makten til bomber som 22 000 lb. (10.000 kilo) Britiske "Grand Slam."
Beboere under bombene ville rutinemessig huske at de ble kastet gjennom lufta av trykkbølgene i luftgruver som eksploderte, og vinduskarm og dører ville bli sprengt av hengslene, sier Major i en nyhetsmelding.
Da forskerne så på ionosfæresvar-postene rundt tiden for 152 store allierte luftangrep i Europa, fant de ut at elektronkonsentrasjonen betydelig reduserte på grunn av sjokkbølgene fra bombene. Funnene ble publisert i dag (25. september) i tidsskriftet Annales Geophysicae.
"Jeg var i stand til å se en effekt i de britiske ionosfæriske postene fra bombing over 1000 km unna," sa Scott. "Jeg ble overrasket over det."
Ingo Mueller-Wodarg, en planetforsker ved Imperial College London som ikke var involvert i studien, sa forskningen er "en ryddig demonstrasjon av hvordan ionosfæren påvirkes av aktivitet på bakken, til tross for at den er mange titalls til hundrevis av kilometer over bakke."
Effektene av sjokkbølgene ville være midlertidige, sa Scott, som varte i løpet av et døgn. "Ionosfæren styres i stor grad av solstråling," sa han til Live Science. "Bombingen representerer en liten innvirkning til sammenligning."
Scott la til at ionosfærens svekkelse kan ha påvirket effektiviteten av kortbølget radiokommunikasjon, som var avhengig av ionosfæren for å reflektere signalene over lange avstander.
Mer moderne teknologier, for eksempel GPS, påvirkes av forstyrrelser i ionosfæren. En annen studie publisert tidligere i år fant at den massive sjokkbølgen fra en 2017-lansering av en SpaceX Falcon 9-rakett skapte et midlertidig hull i ionosfæren, noe som kan ha forstyrret navigasjonssignalene i en time eller to etterpå.
Neste skritt
Mueller-Wodarg bemerket at det lenge har vært spekulasjoner i om jordskjelv påvirker ionosfæren, med blandede resultater. "Denne studien gir sterk støtte til antydningen om at hendelser på bakken som genererer enhver form for sjokkbølge eller sterke impulser, skal kunne merkes i ionosfæren," Mueller-Wodargtold Live Science.
Scott sa at han også ønsker å finne ut om tordenvær, vulkaner og jordskjelv kan oppdages ved hjelp av lignende metoder.
Han digitaliserer for tiden også tidligere britiske ionosfæriske data med den hensikt å legge denne informasjonen online, slik at frivillige kan bidra til å identifisere flere effekter på ionosfæren. Hvis du gjør det, kan det hjelpe Scott å forstå hvorfor lynet påvirker ionosfæren.
"Det ionosfæriske laget som vi så reagerer på bombingen, var mye høyere enn det som ble brukt i lynstudien, ettersom det var det eneste som digitale data for tiden eksisterer for," sa Scott. "Dette er en av grunnene til at jeg vil digitalisere de ionosfæriske dataene, slik at vi kan se om laget som ble forsterket av lynet også forbedres av bombingen. Bare da kan vi si med sikkerhet om lyneffekten er på grunn av sjokkbølger eller en elektrisk strøm-eller begge deler. "
