إذا أخذك جهاز الملاحة عبر الأقمار الصناعية إلى عنوان خاطئ ، فقد يكون ذلك بسبب بركان تحت الماء على الجانب الآخر من العالم.

اكتشف العلماء اليابانيون أن الانفجارات تحت السطحية يمكن أن تؤدي إلى موجات الضغط الجوي التي تخلق ثقوبًا في طبقة الأيونوسفير ، مما يعطل بشدة أنظمة تحديد المواقع العالمية.

يحتوي الأيونوسفير – وهو جزء من الغلاف الجوي العلوي للأرض – على طبقة كثيفة من الذرات والجزيئات المشحونة إيجابياً والتي تعتبر ضرورية لعكس وانكسار موجات الراديو التي تعود إلى الأرض بواسطة الأقمار الصناعية.

عندما تكون هناك فجوات في الأيونوسفير ، يمكن أن يكون لها تأثير غير مباشر لأنظمة GPS ، مما يتسبب في حدوث تأخيرات وفشل في تحديد مواقع دقيقة.

في دراسة جديدة نُشرت في مجلة Scientific Reports ، وجد الباحثون أن بركان تونغا تحت الماء ، الذي ثار في يناير 2022 ، أرسل موجات صدمية قوية بما يكفي لتفجير ثقوب في الأيونوسفير – مما أدى إلى تعطيل إشارات الأقمار الصناعية في أماكن بعيدة مثل آسيا. العالم

دراسة رائعة

قال البروفيسور أتسوكي شينبوري من معهد أبحاث البيئة الفضائية والأرض بجامعة ناغويا: “إن نتائج هذا البحث مهمة ليس فقط من منظور علمي ، ولكن أيضًا من منظور طقس الفضاء والوقاية من الكوارث.

“تظهر الملاحظات أنه خلال حدث واسع النطاق مثل ثوران بركان تونغا ، يمكن أن يتشكل ثقب في طبقة الأيونوسفير حتى في ظل ظروف تعتبر غير محتملة في ظل الظروف العادية.

“مثل هذه الحالات ليست مدمجة في نماذج التنبؤ بطقس الفضاء. وستسهم هذه الدراسة في منع البث الساتلي وإخفاقات الاتصالات المرتبطة باضطرابات الغلاف الجوي المتأين التي تسببها الزلازل والانفجارات البركانية وغيرها من الأحداث.

أثار ثوران بركان تونغا ، وهو أكبر ثوران بركاني في التاريخ المسجل ، موجة تسونامي يبلغ ارتفاعها 300 قدم وأرسلت رمادًا على بعد 35 ميلاً في الغلاف الجوي.

لاحظ العلماء في الماضي أن اضطراب طبقة الأيونوسفير يمكن أن يعطل إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، مما يؤدي أحيانًا إلى خلق حالات شاذة في تحديد المواقع على مستوى العالم يصل حجمها إلى 65 قدمًا.

قد تكون الأخطاء كارثية لأنظمة السيارات ذاتية القيادة

أظهرت دراسة أنه في عام 2018 ، تسبب صاروخ سبيس إكس فالكون 9 في حدوث موجات صدمية كافية لإحداث ثقب بطول 500 ميل في طبقة الأيونوسفير ، مما أدى إلى تعطيل نظام الملاحة عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بأكثر من ثلاثة أمتار.

تتشكل الثقوب – التي تسمى فقاعات البلازما الاستوائية – عندما تمزق موجات الصدمة الجزيئات ، مما يخلق مناطق مجوفة في طبقة الأيونوسفير ، مما يعطي موجات الراديو شيئًا لترتد.

يحدد مستقبل GPS موقعه عن طريق قياس الوقت الذي تستغرقه إشارة من أربعة أقمار صناعية على الأقل للوصول إلى موقعها. ولكن إذا استغرقت الإشارة وقتًا طويلاً للعودة ، فسيتم تعطيل بيانات الموقع.

على الرغم من أن التغييرات قد تبدو صغيرة ، إلا أن مثل هذه الأخطاء يمكن أن تكون كارثية لأنظمة السيارات ذاتية القيادة أو عمليات إطلاق الصواريخ التي تتطلب دقة تحديد الموقع بدقة.