贝鲁特爆炸的悲剧性影响:如此猛烈以至于扰动了地球的电离层

来源: ScienceAlert

贝鲁特港口的巨大爆炸不仅对城市造成了毁灭性影响,还扰动了地球的电离层,其冲击波在全球范围内都能感受到。研究显示,爆炸产生的声波在电离层中传播,速度约为每秒0.8公里,其影响可与火山喷发相媲美。这一发现有助于未来监测流氓国家的武器测试。

去年8月初,黎巴嫩贝鲁特港口附近的居民惊恐地目睹了有记录以来最大的人为非核爆炸之一,这场爆炸撕裂了他们的城市,造成数百人死亡,数千人受伤,数十万人无家可归。

其冲击波在全球范围内都能感受到——远至突尼斯和德国的传感器捕捉到了深沉的隆隆声,距离约500公里(约300英里)的地震站记录了其震动。

现在发现,贝鲁特爆炸导致大气层的最上层震动,这些数据可能为未来监视流氓国家进行的武器测试提供信息。

来自印度国家技术研究所和日本北海道大学的研究人员测量了电离层中的电扰动,发现爆炸的冲击力可与许多火山喷发相媲美。

“我们发现,爆炸产生了一波以每秒约0.8公里的速度向南方向传播的波,”北海道大学的地球和行星科学家Kosuke Heki说。

电离层从地面以上约50公里(约30公里)开始,延伸至太空数百公里,其特征是大量自由漫游的电子被太阳辐射从气体分子中踢出。

研究团队使用全球导航卫星系统(GNSS)在爆炸当天发送的微波传输中的相位变化来计算电子分布的变化,这反过来表明了通过气体的声波的存在。

自20世纪90年代以来,科学家们一直在使用这种技术测量我们大气上层的波动,以注意到从火山到流氓核试验的任何微妙迹象。

在1990年代中期,科学家们利用美国怀俄明州的一个煤矿中的三次大规模地下爆炸来研究电离层的反应,这是首次使用全球定位卫星(GPS)技术测量表面爆炸的实验尝试之一。

然而,在这种情况下找到贝鲁特爆炸的微弱痕迹并非没有一点运气。由于事件发生在傍晚时分且接近日落,电离层不规则现象称为赤道等离子体泡可能会完全掩盖信号。

幸运的是,当时没有这些气泡的迹象,使科学家们能够相对清晰地看到爆炸的冲击波以声速滑过高层大气。

研究人员将贝鲁特爆炸对电离层的影响与日本近期几次火山喷发留下的类似伤痕进行了比较,发现其影响大致相当。在2004年日本中部浅间火山的喷发中,贝鲁特爆炸的影响更为显著。

尽管比怀俄明州煤矿中的1.5千吨爆炸稍弱,但这场爆炸在地表发生,使其能量释放路径畅通无阻,数据中明显可见的能量释放。

通过构建可以通过GNSS检测到的声波特征数据库,科学家和当局不仅可以监测我们世界的地质动态,还可以监测其政治摩擦。

我们现在知道,2700吨硝酸铵——一种常用作爆炸物成分的肥料——产生了相当于1.1千吨TNT的爆炸,将其置于低当量核弹的范围内。

伊朗和朝鲜等国家发展核武器的能力仍然是长期全球和平的担忧,因此拥有多种巧妙的方法来监听测试程序不会错。

对于贝鲁特的市民来说,2020年港口爆炸的破坏只是经济困境和新冠病毒大流行之上的又一次打击。没有人希望在其他地方看到这样的事件重演;了解其影响的所有信息可以确保它不会再次发生。

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