Các nhà khoa học đã thu thập được những dữ liệu chi tiết chưa từng có về một siêu bão địa từ lịch sử vào tháng 5 năm 2024, cho thấy lá chắn plasma quan trọng của Trái Đất đã bị nén mỏng một cách dữ dội. Đây là một sự kiện hiếm gặp, mở ra những hiểu biết mới về khả năng phục hồi của hành tinh trước các sự kiện thời tiết không gian cực đoan.
Theo tạp chí khoa học Earth, Planets and Space , nhóm tác giả dẫn đầu bởi tiến sĩ Atsuki Shinbori từ Viện Nghiên cứu Môi trường không gian – Trái Đất thuộc Đại học Nagoya (Nhật Bản) đã phân tích các dữ liệu vệ tinh. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng tầng plasma (plasmasphere) – một trong những lớp áo giáp bảo vệ Trái Đất khỏi các hạt tích điện nguy hiểm từ gió Mặt Trời – đã co lại chỉ còn một phần năm so với kích thước bình thường của nó vào ngày 10 tháng 5 năm 2024.
Tầng plasma nằm phía trên tầng điện ly của Trái Đất , hoạt động như một lá chắn bảo vệ. Theo dữ liệu từ vệ tinh Arase của Cơ quan Thám hiểm hàng không vũ trụ Nhật Bản ( JAXA ), siêu bão địa từ cực mạnh đã nén lớp giáp vốn dày tới 44.000 km này chỉ còn 9.600 km. Sự kiện nén mỏng cực đoan này diễn ra chỉ trong suốt 9 tiếng vào đêm 10 hoặc 11 tháng 5 năm 2024 (tùy theo múi giờ).
Một cực quang hiếm gặp ở vĩ độ thấp được chụp tại Rikubetsu, Nhật Bản, trong cơn siêu bão địa từ tháng 5 năm 2024, cơn bão mạnh nhất trong hơn 20 năm qua. Cơn bão này đã gây ra sự nén ép cực độ lên tầng plasma của Trái Đất, lần đầu tiên được ghi nhận thông qua các phép đo trực tiếp từ vệ tinh.
Bão địa từ là một sự nhiễu loạn tạm thời và mạnh mẽ của từ quyển Trái Đất, gây ra bởi những vụ phun trào năng lượng khổng lồ từ Mặt Trời. Trong đó, siêu bão địa từ tháng 5 năm 2024 được cho là cực đoan nhất trong 2 thập kỷ, với hàng tỉ tấn vật chất tích điện được phóng vào Trái Đất. Arase đã cung cấp những số liệu trực tiếp, liên tục đầu tiên về sự sụp đổ này xuống độ cao thấp kỷ lục.
Phải mất đến 4 ngày sau bão, tầng plasma của hành tinh mới phục hồi được trạng thái cũ. Khoảng thời gian phục hồi này dài hơn nhiều so với dự kiến và là quá trình phục hồi kéo dài nhất được ghi nhận kể từ khi Arase bắt đầu hoạt động vào năm 2017.
Tiến sĩ Shinbori cho biết việc phân tích đồng thời dữ liệu từ vệ tinh Arase và các bộ thu GPS mặt đất đã giải thích cho sự chậm trễ này. Ông giải thích: "Chúng tôi phát hiện cơn bão ban đầu gây ra hiện tượng nóng lên dữ dội gần hai cực, nhưng sau đó dẫn đến sự sụt giảm lớn các hạt tích điện trên tầng điện ly, làm chậm quá trình phục hồi."
Sự gián đoạn kéo dài này có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của GPS, gây trở ngại cho hoạt động của vệ tinh và làm phức tạp thêm việc dự báo thời tiết không gian, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc hiểu rõ quá trình phục hồi của tầng plasma.
Các nhà khoa học đã ghi lại những quan sát chi tiết đầu tiên về cách siêu bão nén tầng plasma của Trái Đất và tiết lộ lý do tại sao quá trình phục hồi mất hơn 4 ngày, ảnh hưởng đến hệ thống định vị và liên lạc.
Trong giai đoạn dữ dội nhất của siêu bão, hoạt động cực đoan của Mặt Trời đã nén từ trường Trái Đất, cho phép các hạt tích điện di chuyển xa hơn nhiều dọc theo các đường sức từ về phía xích đạo. Điều này tạo ra cực quang ấn tượng ở vĩ độ thấp bất thường, một hiện tượng hiếm thấy.
Nhờ sự kiện này, người dân ở nhiều vùng của Nhật Bản, bao gồm thị trấn Rikubetsu trên đảo Hokkaido, thời điểm đó đã được chứng kiến bầu trời rực rỡ màu cực quang. Điều này xác nhận rằng khi siêu bão địa từ đủ mạnh, vùng cực quang có thể dịch chuyển khỏi các cực, lan rộng đến các vĩ độ trung bình và thấp hơn.
Nguồn: SciTech Daily