Gần 80 năm trôi qua, những tác động từ các vụ đánh bom dữ dội trong Thế chiến II vẫn còn được cảm nhận trên toàn cầu. Christopher Scott sẽ biết - hai người dì của anh ta đã bị giết khi mới 9 và 11 tuổi ở London Blitz, Đức bị Đức Quốc xã tấn công tám tháng chống lại người Anh.
Những cuộc không kích đó không chỉ có hiệu ứng gợn sóng qua các thế hệ gia đình. Scott, một nhà vật lý không gian và khí quyển tại Đại học Reading ở Hoa Kỳ, gần đây đã phát hiện ra rằng những quả bom cũng được cảm nhận ở rìa không gian.
Bằng cách kết hợp thông qua dữ liệu lưu trữ, Scott phát hiện ra rằng sóng xung kích từ những quả bom làm suy yếu nhanh chóng tầng điện ly, lớp ngoài cùng của bầu khí quyển Trái đất.
Từ sét đến bom
Giữa khoảng 50 và 375 dặm (80 đến 600 km) so với mặt đất, tầng điện ly là nơi cực quang được tạo ra và nơi các phi hành gia trên Trạm vũ trụ quốc tế sống. Các nguyên tử khí trong tầng khí quyển này bị kích thích bởi bức xạ mặt trời, tạo thành các ion tích điện. Mật độ và độ cao của các electron, các hạt tích điện âm, trong tầng điện ly có thể dao động.
"Tầng điện ly biến đổi nhiều hơn nhiều so với hoạt động của mặt trời", Scott nói với Live Science.
Nghiên cứu trước đây của Scott đã chỉ ra rằng sét có thể tăng cường tầng điện ly. Anh muốn tìm hiểu xem đây có phải là do năng lượng nổ của sét hay điện tích của nó không. Vì vậy, ông bắt đầu tìm kiếm các vụ nổ được ghi chép rõ ràng trên mặt đất và so sánh dữ liệu lịch sử với dữ liệu lưu trữ từ Trung tâm nghiên cứu vô tuyến ở Slough, nơi các nhà khoa học đã đo tầng điện ly mật độ bằng các xung vô tuyến được gửi qua một dải tần số sóng ngắn. .
Scott cho biết ban đầu anh dự định xem xét ảnh hưởng của London Blitz, nhưng rất ít thông tin còn tồn tại về thời gian và đạn dược được sử dụng cho các cuộc đột kích này. Thay vào đó, đồng nghiệp của Scott, Patrick Major, một nhà sử học tại Đại học Reading, đã cung cấp một cơ sở dữ liệu về vụ đánh bom Berlin giữa năm 1943 và 1944 và hướng Scott đến các bộ dữ liệu khác về các cuộc không kích của quân Đồng minh ở châu Âu.
Sóng xung kích
Mỗi cuộc đột kích đã giải phóng năng lượng của ít nhất 300 vụ sét đánh, Scott nói, và các tài khoản lịch sử từ chứng thực mặt đất cho đến sức mạnh xa của bom như 22.000 lb. (10.000 kg) "Grand Slam" của Anh.
"Cư dân dưới bom sẽ thường xuyên nhớ lại việc bị ném lên không trung bởi sóng áp lực của các mỏ không khí phát nổ, và các cửa sổ và cửa ra vào sẽ bị thổi bay khỏi bản lề", Major nói.
Khi các nhà nghiên cứu xem xét các hồ sơ phản ứng tầng điện ly trong khoảng thời gian 152 cuộc không kích của quân Đồng minh lớn ở châu Âu, họ thấy rằng nồng độ electron giảm đáng kể do sóng xung kích từ bom. Những phát hiện được công bố ngày hôm nay (25 tháng 9) trên tạp chí Annales Geophysicae.
"Tôi đã có thể thấy một hiệu ứng trong hồ sơ tầng điện ly của Hoa Kỳ từ vụ đánh bom cách đó hơn 1.000 km," Scott nói. "Tôi đã rất ngạc nhiên bởi điều đó."
Ingo Mueller-Wodarg, một nhà khoa học hành tinh tại Đại học Hoàng gia Luân Đôn, người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết nghiên cứu này là "một minh chứng rõ ràng về việc tầng điện ly bị ảnh hưởng bởi hoạt động trên mặt đất, mặc dù cao hơn hàng chục đến hàng trăm km đất."
Tác động của sóng xung kích sẽ là tạm thời, Scott nói, kéo dài dưới một ngày. "Tầng điện ly phần lớn được điều khiển bởi bức xạ mặt trời", ông nói với Live Science. "Vụ đánh bom đại diện cho một tác động nhỏ bằng cách so sánh."
Scott nói thêm rằng sự suy yếu tầng điện ly có thể đã ảnh hưởng đến hiệu quả của liên lạc vô tuyến sóng ngắn, dựa vào tầng điện ly để phản xạ các tín hiệu qua khoảng cách xa.
Các công nghệ hiện đại hơn, như GPS, bị ảnh hưởng bởi các nhiễu loạn trong tầng điện ly. Một nghiên cứu khác được công bố đầu năm nay cho thấy sóng xung kích lớn từ vụ phóng tên lửa SpaceX Falcon 9 năm 2017 đã tạo ra một lỗ hổng tạm thời trong tầng điện ly, có thể đã phá vỡ tín hiệu điều hướng trong một hoặc hai giờ sau đó.
Bước tiếp theo
Mueller-Wodarg lưu ý rằng từ lâu đã có những suy đoán về việc liệu các trận động đất có ảnh hưởng đến tầng điện ly hay không, với kết quả hỗn hợp. "Nghiên cứu này hỗ trợ mạnh mẽ cho đề xuất rằng các sự kiện trên mặt đất tạo ra bất kỳ loại sóng xung kích hoặc xung lực mạnh nào có thể được cảm nhận trong tầng điện ly", Mueller-Wodargtold Live Science.
Scott cho biết anh cũng muốn tìm hiểu xem giông bão, núi lửa và động đất có thể được phát hiện bằng các phương pháp tương tự hay không.
Ông hiện cũng đang số hóa dữ liệu tầng điện ly U.K. trước đó với ý định đưa thông tin này lên mạng, để các tình nguyện viên có thể giúp xác định nhiều hiệu ứng hơn trên tầng điện ly. Làm như vậy có thể giúp Scott hiểu tại sao sét có tác động đến tầng điện ly.
"Lớp tầng điện ly mà chúng ta thấy phản ứng với vụ đánh bom cao hơn nhiều so với lớp được sử dụng trong nghiên cứu sét, vì nó là lớp duy nhất tồn tại dữ liệu số", Scott nói. "Đây là một trong những lý do tại sao tôi muốn số hóa dữ liệu tầng điện ly, để chúng ta có thể nhìn xem liệu lớp được tăng cường bởi sét cũng được tăng cường bằng cách ném bom. Chỉ khi đó chúng ta mới có thể nói chắc chắn nếu hiệu ứng sét là do sóng xung kích hoặc dòng điện - hoặc cả hai. "
