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Com a tecnologia cada vez mais incorporada em nossas vidas cotidianas, é cada vez mais importante entender o tempo espacial e seus impactos na tecnologia. Quando se ouve sobre “tempo espacial”, normalmente se pensa em grandes explosões no sol com ejeções de massa coronal lançadas em direção à Terra, criando belas exibições de auroras.

NOAA

No entanto, nem todo clima espacial começa no sol. A erupção vulcânica em Tonga em janeiro de 2022 foi tão grande que criou ondas na atmosfera superior que constituíram sua própria forma de tempo espacial.

Foi uma das maiores explosões da história moderna e impactou o GPS na Austrália e no Sudeste Asiático. Como descrito em novo estudo na revista Space Weather, a erupção causou uma super “bolha de plasma” no Norte da Austrália que durou horas.

Embora a maioria das pessoas tenha um receptor GPS (sistema de posicionamento global) em seus dispositivos (como smartphones), muitos não sabem como o GPS realmente funciona. Em essência, nossos dispositivos ouvem sinais de rádio transmitidos por satélites que orbitam a Terra. Usando esses sinais, eles calculam sua localização em relação aos satélites, permitindo que nos orientemos e encontremos aquele bar ou café próximo.

Os sinais de rádio recebidos por nossos dispositivos são afetados pela atmosfera da Terra (particularmente a camada chamada ionosfera), que degrada a precisão da localização. Dispositivos comuns são precisos apenas dentro de dezenas de metros.

No entanto, sistemas de posicionamento por satélite precisos novos e aprimorados, usados nas indústrias de mineração, agricultura e construção, podem ter uma precisão de dez centímetros. O único problema é que esses sistemas precisam de tempo para sua localização, e isso pode levar trinta minutos ou mais.

Esse posicionamento preciso do satélite funciona modelando com precisão os erros causados pela ionosfera da Terra. Mas sempre que a ionosfera é perturbada, torna-se complicada e difícil de modelar.

Por exemplo, quando ocorre uma tempestade geomagnética (uma perturbação no vento solar que afeta o campo magnético da Terra), a ionosfera torna-se turbulenta e as ondas de rádio que a atravessam se espalham.

Estudos recentes mostraram que a erupção do vulcão Hunga Tonga-Hunga Ha’apai causou condições irregulares na ionosfera que duraram alguns dias. O tamanho das ondas geradas na ionosfera era semelhante às criadas por tempestades geomagnéticas.

Embora essas ondas tenham influenciado os dados de GPS em todo o mundo por dias após a erupção, seu impacto no posicionamento foi bastante limitado em comparação com outro tipo de distúrbio na ionosfera – uma “super bolha de plasma” que se formou após a erupção.

A ionosfera é uma camada da atmosfera da Terra em altitudes de aproximadamente 80 a 800 km. É composto de gás com muitas partículas eletricamente carregadas, o que o torna um “plasma”. Por sua vez, as bolhas de plasma equatorial são distúrbios de plasma na ionosfera que ocorrem naturalmente à noite acima de regiões de baixa latitude.

Essas bolhas de plasma ocorrem regularmente. Eles se formam devido a um fenômeno chamado de “instabilidade generalizada de Rayleigh-Taylor”. É semelhante ao que acontece quando um fluido pesado fica em cima de um fluido menos pesado, e bolhas desse fluido mais leve sobem para o fluido pesado na forma de “bolhas”.

No entanto, quando se trata de distúrbios na ionosfera, o plasma também é controlado por campos magnéticos e elétricos. À medida que sobem, as bolhas de plasma formam estruturas de formas estranhas que se assemelham a cactos ou raízes de árvores invertidas. Devido ao campo magnético da Terra, essas estruturas se espalham à medida que a bolha cresce acima do equador.

Os cientistas detectaram uma super bolha de plasma acima do Sudeste da Ásia logo após a erupção de Tonga. Estima-se que seja semelhante em tamanho às raras super bolhas relatadas anteriormente. O campo magnético da Terra levou essa perturbação para o Sul, onde permaneceu por algumas horas acima de Townsville, no Nordeste da Austrália.

Até o momento, este é o ponto mais ao Sul que qualquer bolha de plasma foi observada na Austrália. Embora muito raras, sabe-se que essas superbolhas ocorreram no Norte da Austrália, mas não foram observadas diretamente antes deste evento.