Когато слънчевата активност намалява и хелиосферата по-малко задържа галактическите лъчи, климатът на планетата става забележимо по-хладен.
Космическите лъчи влияят на земната атмосфера, причинявайки увеличено образуване на облаци и общо охлаждане на планетата. Тези данни обясняват неочакваните колебания в климата на Земята през Средновековието и ранното ново време (по мащаб те дори надхвърлят настоящото глобално затопляне). Например в Русия в началото на 17-ти век редовно се наблюдават сняг и студ през летните месеци, което причинява глад и неприятности. Свързана статия беше публикувана в Nature Communications.
Известно е от исторически и палеоклиматични данни, че през 1000-1300 г. сл. Хр. Климатът е бил забележимо по-топъл от обикновено, а през 1400-1700 г., напротив, много по-хладен. Известно е също, че последното събитие съвпада с рязко намаляване на броя на слънчевите петна, тоест с намаляване на слънчевата активност. Специфичните механизми, които биха могли да обяснят връзката между такива външно далечни явления като петна върху светилото и климата на неговата планета, остават неясни за дълго време.
Авторите на новата работа експериментално и с помощта на математически модели показват какво може да е в основата на такава връзка. Те проведоха експерименти, при които въздухът в изолирана камера беше бомбардиран с частици, подобни на енергия и маса на частици от космическите лъчи. В астрофизиката елементарни частици и атомни ядра, движещи се с високи енергии в космоса, се наричат космически лъчи. Някои от тях имат по-ниски енергии (тези, които се движат от Слънцето), други са галактически космически лъчи, енергията на които е достатъчно висока, за да може понякога да пробие защитата на слънчевата хелиосфера, вътре в която се намира Земята.
В хода на експериментите частиците избиват електрони от атомите във въздушните молекули, като по този начин ги йонизират (превръщайки ги от неутрални атоми в йони с електрически заряд). Тогава йони, благодарение на електростатичните сили, помагат енергично да образуват въздушни аерозоли от молекулите на сярна киселина и вода и да останат стабилни за дълго време до изпаряване. Това, както и вторичните сблъсъци с нови йони, които увеличават тяхната стабилност, помагат на аерозолните центрове да нараснат до размери на десетки нанометри. Веднага щом достигнат това ниво, водната пара от атмосферата започва бързо да се кондензира върху тях, образувайки капчици. Когато това се случи, наземният наблюдател вижда как се образува облак.
Разбира се, за това вече трябва да има водна пара в атмосферата, но в условия без външен йонен поток образуването на облаци се случва много по-рядко и стабилната облачност се образува много по-дълго. Тъй като времето от образуването на облак до дъжд в двата сценария е много сходно, общата продължителност на засенчването на земната повърхност от тропосферни облаци в сценария с йони е много по-дълга, отколкото без тях. Поради белия си цвят облаците отразяват по-голямата част от видимата слънчева светлина в космоса, като по този начин охлаждат повърхността на планетата.
Авторите на новата работа отбелязват, че с увеличаването на магнитната активност на Слънцето (а именно той е отговорен за петна върху него), магнитният мехур от хелиосферата отразява галактическите космически лъчи много по-ефективно. Но частиците, идващи от Слънцето, поради много по-ниската си енергия не могат да причинят ускорено образуване на облаци. Следователно, в периода на ниска слънчева активност, се случва Малката ледена епоха от 1400-1600 г. Напротив, от тогава и до началото на този век слънчевата активност се увеличава, което допълнително ускорява глобалното затопляне.
Интересното е, че според изчисленията, при експлозия на свръхновата наблизо, процесът на образуване на облаци ще бъде свръх интензивен и бързо ще доведе до охлаждане на планетата в още по-голям мащаб, отколкото през Малката ледникова епоха. Това може да обясни някои от неочаквано рязкото и на пръв поглед необосновано охлаждане в миналото на Земята.
Промоционално видео:
IVAN ORTEGA