Термосфера необъяснимо разрежена

Несколько лет назад верхний слой атмосферы Земли — термосфера, где находятся многие космические аппараты, в том числе и МКС, — претерпел рекордное за все время наблюдений сокращение плотности. Объяснить его современная наука пока не может, ученые разве что осторожно предполагают, что никакого влияния на жизнь землян этот катаклизм не окажет.

С началом космической эры учеными Земли проводятся регулярные исследования атмосферы нашей планеты. Эта газовая оболочка состоит из нескольких слоев. Самый нижний слой атмосферы, тропосфера (его высота достигает 20 км), является наиболее изученным, именно его состояние определяет погоду на Земле, и в нем сконцентрирована подавляющая часть того воздуха, которым мы дышим. До высоты около 50 км простирается стратосфера, где расположен озоновый слой и где за счет различных процессов формируются такие явления, как полярные сияния и зарницы. На высотах с 40—50 до 80—90 км располагается мезосфера — наименее изученный слой атмосферы, поскольку для полета самолетов и других “земных” летательных аппаратов воздух здесь слишком разреженный, а для полета космических аппаратов — слишком плотный. В этом слое сгорает большинство космических частиц, попадающих в поле тяготения Земли, при этом возникает явление “падающей звезды” — метеора.

Слой, который располагается выше, носит название термосферы и является внешним слоем атмосферы Земли. Именно в нем летает большинство искусственных спутников, также этот слой защищает нашу планету от сильного ультрафиолетового излучения Солнца.

Ученым достаточно давно стало известно, что в зависимости от разного рода причин у термосферы меняются ее границы, плотность и температура, которая на разных высотах может меняться от 200 до 2000 градусов Кельвина.

Но в 2007—2009 годах термосфера оказалась разреженной настолько сильно, что ученые не могут объяснить это известными им фактами.

Об этом свидетельствуют результаты наблюдений, которые представлены в статье в журнале Geophysical Research Letters.

Самой существенной причиной изменения термосферы является солнечная активность, но ею, несмотря на современный (и солидно затянувшийся) минимум, можно объяснить только 30 процентов наблюдавшегося сокращения плотности. Еще 10 процентов можно объяснить увеличением количества углекислого газа, который на таких больших высотах оказывает в целом охлаждающий эффект, что также ведет к сокращению плотности термосферы.

Чем объяснить оставшиеся 60 процентов, ученые не знают.

“Мы наблюдаем самое большое, по крайней мере за 43 года, сокращение плотности термосферы, которое на треть превышает расчетные параметры”, — заявил ведущий автор работы Джон Эммерт из морской исследовательской лаборатории Наваль.

По его словам, данные изменения вряд ли повлияют на погоду на Земле. Кроме того, простой наблюдатель не сможет зафиксировать это явление, поскольку небо не станет ни ярче, ни темнее. А вот внести коррективы в движение спутников, возможно, придется, поскольку уменьшение плотности означает уменьшение сопротивления при движении аппаратов.

Из-за этого увеличивается вероятность падения на поверхность Земли космического мусора, который просто не будет успевать сгореть в атмосфере.

Комментируя результаты наблюдений американских ученых за термосферой, Фил Уилкинсон из Австралийского метеорологического бюро заявил, что “происходит то, чего наука не понимает”.

“Возможно, поменялись структура и состав термосферы, и после выхода солнечной активности из минимума мы об этом узнаем, — говорит ученый. — Возможно, что в термосфере существенную роль играют те факторы, которые мы до этого считали незначительными. Если это так, то тогда термосфера в ближайшее время должна вернуться в обычное состояние”.

Исследователи продолжают наблюдать за состоянием термосферы и надеются в ближайшее время понять, чем были вызваны ее столь серьезные изменения.

Николай ПОДОРВАНЮК