Jonosfären är den del av den övre atmosfären som
joniseras av strålning från rymden och utgörs av plasma. Jonosfärer
kännetecknas av hög elektrontäthet och
hög elektrisk ledningsförmåga. På grund av detta påverkar jonosfären
utbredningen av radiovågor och möjliggör långväga radiotrafik på kort- och
mellanvåg runt jordklotet.
Jordens jonosfär börjar från en höjd på
omkring 80 km över jordytan. Uppåt övergår den sedan gradvis i magnetosfären
utan tydlig gräns. Oftast sägs den sluta någonstans mellan 500 km och 2000 km
över markytan. Många satellitbanor går inom jonosfären, exempelvis
Internationella rymdstationen (ISS) som ligger på 300 till 400 km höjd.
I en nyligen genomförd datasimuleringsstudie fördjupades
i komplexiteten i denna region särskilt dess interaktion med elektroner med hög
energi. Tohoku Universitys geofysiker Yuto Katoh ledde denna forskning vars
detaljer presenteras i den vetenskapliga tidskriften Earth, Planets and Space.
Jordens geomagnetiska fält spelar en tidigare inte känd
skyddande roll. Våra resultat klargör den oväntade rollen för det geomagnetiska
fältet som omger jorden som skyddar atmosfären från elektroner med hög energi,
beskriver Katoh.
En fascinerande blandning av joner och fria
elektroner finns i jonosfären. Dessa laddade partiklar bildas då atmosfären
kommer i kontakt med solens strålning. Bland aktiviteterna som förekommer i
denna region är den över polarzonerna som kontinuerligt spärras av en ström av
höghastighetselektroner ett fenomen som kallas "elektronutfällning. Dessa
"relativistiska" elektroner, som färdas nära ljusets hastighet är viktiga
aktörer i jonosfär fenomen som norrsken. Deras beteenden, interaktioner och
banor påverkas av det geomagnetiska fältet som omsluter jorden.
I sin strävan att förstå dessa komplexa
interaktioner nollställde teamet från Tohoku i samarbete med forskare från
Tyskland och Japan den så kallade "spegelkraften" - en i stort sett
outforskad kraft som härrör från det magnetiska inflytandet av laddade
partiklar i det geomagnetiska fältet. Katoh beskrev de potentiella verkliga
konsekvenserna av utfällande elektroner som lyckas passera genom spegelkraften och då kan nå mitten och nedre atmosfären vilket bidrar till kemiska reaktioner
relaterade till variationer i ozonnivåer. Detta är av yttersta vikt eftersom
komprometterade ozonnivåer, särskilt vid polerna på grund av föroreningar
minskar ozonskyddet och då ger skydd mot skadlig ultraviolett strålning till
markliv.
Forskningens hörnstensavslöjande ligger i den oförutsedda storleken på det geomagnetiska fältets roll tillsammans med spegelkraften i att fungera som en skyddande barriär. Genom att avvisa höghastighetselektroner förhindrar de att dessa partiklar faller för nära jorden vilket skyddar den lägre atmosfären och livet.
Bild vikipedia Norrsken ljus som utsänds från
jonosfären där den träffas av energirika partiklar, mestadels elektroner från
magnetosfären.
