15 Temmuz 2010: NASA’nın finanse ettiği araştırmacılar gezegenimizin atmosferindeki büyük bir olayı izliyorlar. Atmosferin uzayla buluştuğu Dünya’nın yüzeyinin yükseklerinde, “termosfer” adı verilen seyreltilmiş gaz katmanı son zamanlarda çöktü ve şimdi tekrar geri geliyor.
Naval Araştırma Laboratuarından John Emmert, “Bu en azından 43 yıldır termosferin en büyük büzülmesidir” diyor. “Bu Uzay Çağı rekorudur.”
Thermosphere (atmosphere, 200px)
Çökme 2008 – 2009’un derin solar minimumu sırasında gerçekleşti – araştırmacılar için küçük bir sürpriz oldu. Solar aktivite düşük olduğu zaman termosfer daima soğur ve büzülür. Ancak bu durumda, çöküşün büyüklüğü, düşük solar aktivitenin açıklayabileceğinden iki – üç kat daha büyük idi.
“Anlamadığımız bir şeyler oluyor” diyor Emmert.
Termosferin yüksekliği 90 km ile 600+ km arasında değişiyor. O meteorların, auroraların ve Dünya’nın etrafında dönerken termosferi sıyırıp geçen uyduların alemidir. O ayrıca solar radyasyonun gezegenimize ilk temas ettiği yerdir. Termosfer, güneşten gelen aşırı mor ötesi (EUV) fotonları zemine ulaşabilmelerinden önce alıkoyar. Solar aktivite yüksek olduğu zaman, solar mor ötesi fotonlar termosferi ısıtır, onun şişmesine neden olur. (Bu ısıtma sıcaklıkları 1400 K’e kadar yükseltebilir, termosfer ismini bundan dolayı alır).
Son zamanlarda, solar aktivite çok düşük idi. 2008 ve 2009’da, güneş yüzyıl – sınıfı solar minimuma daldı. Güneş lekeleri çok seyrek idi, güneş patlamaları neredeyse yoktu ve solar EUV radyasyonu düşük seyirdeydi. Araştırmacılar neler olacağını görmek için hemen dikkatlerini termosfere çevirdiler.
Thermosphere (graphs, 550px)
Termosferde neler olup bittiğini nasıl öğrenirsiniz?
Emmert zekice bir teknik kullanıyor: Uydular termosferden geçerken aerodinamik sürüklenmeyi hissettiklerinden, uyduların çürümesini izleyerek oradaki durumları izlemek mümkündür. Emmert 1967 ve 2010 arasındaki zamanda, 200 ve 600 km arasındaki yükseklikte 5000’den fazla uydunun çürüme hızlarını analiz etti. Bu neredeyse tüm Uzay Çağını kapsayan termosferik yoğunluk, sıcaklık ve basıncın eşsiz uzay – zaman örneklemesini sağladı. Bu şekilde 2008 – 2009’un termosferik çöküşünün sadece önceki çöküşlerden daha büyük olmadığını, ayrıca güneşin tek başına açıklayabileceğinden daha büyük olduğunu keşfetti.
Bir olası açıklama karbon dioksittir (CO2).
Karbon dioksit atmosfere girdiğinde, kızılötesi radyasyon ile ısıyı yayarak soğutucu olarak davranır. Dünya’nın atmosferinde CO2 seviyelerinin artmakta olduğu çok iyi bilinmektedir. Termosferdeki ekstra CO2 solar minimumun soğutma etkisini büyütmüş olabilir.
“Ama rakamlar makul değil” diyor Emmert. “CO2 nin soğutucu olarak nasıl işlediğinin en iyi anlayışını hesaba kattığımızda bile, termosferin çöküşünü tam olarak açıklayamıyoruz.”
Emmert ve çalışma arkadaşlarına göre, düşük solar EUV çöküşün yaklaşık %30’undan sorumlu. Ekstra CO2 % 10’undan sorumlu. %60’ından neyin sorumlu olduğu açıklanamıyor.
GRL raporlarında yazarlar durumun karmaşık olduğunu onaylıyorlar. Sadece solar EUV ve yerkürenin CO2 sinden daha fazlası var. Örneğin, küresel iklimdeki trendler, termosferin ısısal özelliklerini ve dışsal etkilere tepki verme şeklini değiştirerek, termosferin bileşimini değiştirebilir. Termosferin solar radyasyona toplam hassaslığı artıyor olabilir.
“Yoğunluk anormallikleri, enerji dengesi ve kimya geri bildirimini kapsayan henüz belirlenemeyen klimatolojik devrilme noktasına erişilmiş olduğu anlamına gelebilir.”
Veya gelmez.
Termosferin yeniden yerine gelme şeklinde önemli ipuçları bulunabilir. Solar minimum şimdi sona eriyor, EUV radyasyonu yükselişte ve termosfer tekrar şişiyor.
Emmert “Durumu izlemeye devam edeceğiz” diyor.