Næsten 80 år mærkes stadig påvirkninger fra de voldelige bombeangreb fra 2. verdenskrig verden rundt. Christopher Scott vidste, at to af hans tanter blev dræbt i en alder af bare 9 og 11 år under London Blitz, Nazi-Tysklands ottemånedersangreb mod briterne.
Disse luftangreb havde ikke bare ringvirkninger gennem generationer af familier. Scott, som er rum- og atmosfærisk fysiker ved University of Reading i England, fandt for nylig, at bomberne også blev mærket i rummet.
Ved at kæmpe gennem arkivdata opdagede Scott, at chokbølger fra bomberne kort tid svækkede ionosfæren, det yderste lag i Jordens atmosfære.
Fra lyn til bomber
Mellem omkring 50 og 375 miles (80 og 600 kilometer) over jorden, er ionosfæren, hvor auroras oprettes, og hvor astronauter ombord på den internationale rumstation bor. Gasatomer i dette lag af atmosfæren ophidses af solstråling og danner elektrisk ladede ioner. Elektronernes densitet og højde, de negativt ladede partikler, i ionosfæren kan svinge.
"Ionosfæren er langt mere variabel, end det kan forklares med solaktivitet," fortalte Scott til Live Science.
Scotts tidligere forskning havde vist, at lynet kunne forbedre ionosfæren. Han ville finde ud af, om det skyldtes lynets eksplosive energi eller dens elektriske ladning. Så han gik ud for at se efter veldokumenterede eksplosioner på jorden og sammenligne de historiske data med arkivdata fra Radio Research Center i Slough, hvor forskere havde målt tætheden ionosfæren ved hjælp af radioimpulser sendt over en række kortbølgefrekvenser .
Scott sagde, at han oprindeligt havde til hensigt at se på virkningerne af London Blitz, men at der kun findes lidt information om timingen og ammunition, der blev brugt til disse raids. Som et alternativ leverede Scotts kollega Patrick Major, en historiker ved University of Reading, en database om bombningen af Berlin mellem 1943 og 1944 og dirigerede Scott til andre datasæt om allierede luftangreb i Europa.
Stødbølger
Hver raid frigav energien fra mindst 300 lynnedslag, sagde Scott, og historiske beretninger fra jorden attesterer den vidtrækkende magt af bomber som 22.000 lb. (10.000 kg) Britisk "Grand Slam."
”Beboere under bomberne vil rutinemæssigt huske, at de blev kastet gennem luften af trykbølgerne i luftminer, der eksploderede, og vindueskarm og døre ville blive sprængt af deres hængsler,” sagde Major i en nyhedsmeddelelse.
Da forskerne kiggede på ionosfære-responsoptegnelserne omkring 152 store allierede luftangreb i Europa, fandt de, at elektronkoncentrationen faldt markant på grund af chokbølgerne fra bomberne. Resultaterne blev offentliggjort i dag (25. september) i tidsskriftet Annales Geophysicae.
”Jeg var i stand til at se en virkning i de britiske ionosfæriske poster fra bombning over 1.000 km væk,” sagde Scott. "Det blev jeg overrasket over."
Ingo Mueller-Wodarg, en planetvidenskabsmand ved Imperial College London, der ikke var involveret i undersøgelsen, sagde, at forskningen er "en pæn demonstration af, hvordan ionosfæren er påvirket af aktivitet på jorden, på trods af at den er mange titusinder til hundreder af kilometer over jord."
Virkningerne af chokbølgerne ville være midlertidige, sagde Scott, der varede i løbet af en dag. "Ionosfæren styres stort set af solstråling," fortalte han Live Science. "Bomben repræsenterer en lille indvirkning til sammenligning."
Scott tilføjede, at ionosfærens svækkelse kan have påvirket effektiviteten af kortbølget radiokommunikation, som var afhængig af ionosfæren for at afspejle signalerne over lange afstande.
Mere moderne teknologier, såsom GPS, påvirkes af forstyrrelser i ionosfæren. En anden undersøgelse offentliggjort tidligere i år fandt, at den massive stødbølge fra en 2017-lancering af en SpaceX Falcon 9-raket skabte et midlertidigt hul i ionosfæren, som muligvis har forstyrret navigationssignalerne i en time eller to bagefter.
Næste skridt
Mueller-Wodarg bemærkede, at der længe har været spekulationer om, hvorvidt jordskælv påvirker ionosfæren, med blandede resultater. "Denne undersøgelse giver stærk støtte til antydningen om, at begivenheder på jorden, der genererer enhver form for chokbølge eller stærke impulser, skal kunne mærkes i ionosfæren," Mueller-Wodargtold Live Science.
Scott sagde, at han også ønsker at finde ud af, om tordenvejr, vulkaner og jordskælv kan opdages ved hjælp af lignende metoder.
Han digitaliserer også i øjeblikket tidligere britiske ionosfæriske data med det formål at sætte disse oplysninger online, så frivillige kan hjælpe med at identificere flere effekter på ionosfæren. Det kan hjælpe Scott med at forstå, hvorfor lynet påvirker ionosfæren.
"Det ionosfæriske lag, som vi så reagerer på bombningen, var meget højere end det, der blev brugt i lynstudiet, da det var det eneste, som digitale data i øjeblikket eksisterer for," sagde Scott. "Dette er en af grundene til, at jeg vil digitalisere de ionosfæriske data, så vi kan se om det lag, der blev forstærket af lynet, også forbedres af bombningen. Først da kan vi sige med sikkerhed, om lyneffekten er på grund af stødbølger eller en elektrisk strøm - eller begge dele. "
