När solaktiviteten minskar och heliosfären mindre håller tillbaka galaktiska strålar, blir planetens klimat märkbart svalare.
Kosmiska strålar påverkar jordens atmosfär och orsakar ökad molnbildning och allmän kylning av planeten. Dessa data förklarar de oväntade fluktuationerna i jordens klimat under medeltiden och tidigt modern tid (i skala överskred de till och med den nuvarande globala uppvärmningen). Till exempel i Ryssland i början av 1600-talet inträffade regelbundet snö och frost under sommarmånaderna, vilket orsakade hungersnöd och problem. En relaterad artikel publicerades i Nature Communications.
Det är känt från historiska och paleoklimatiska uppgifter att under 1000-1300 e. Kr. Var klimatet märkbart varmare än vanligt, och 1400-1700, tvärtom, mycket svalare. Det är också känt att den senaste händelsen sammanföll med en kraftig minskning av antalet solfläckar, det vill säga med en minskning av solaktiviteten. De specifika mekanismerna som kunde förklara sambandet mellan sådana yttre avlägsna fenomen som fläckar på en armatur och klimatet på dess planet förblev emellertid oklara under lång tid.
Författarna till det nya arbetet experimentellt och med matematiska modeller visar vad som kan ligga till grund för en sådan koppling. De genomförde experiment där luften i en isolerad kammare bombades med partiklar liknande energi och massa som partiklar av kosmiska strålar. I astrofysik kallas elementära partiklar och atomkärnor som rör sig med höga energier i rymden kosmiska strålar. Vissa av dem har lägre energier (de som rör sig från solen), andra är galaktiska kosmiska strålar, vars energi är tillräckligt hög för att ibland bryta igenom skyddet av solheliosfären, inom vilken jorden är belägen.
Under experimenten slog partiklar elektroner ut från atomer i luftmolekyler, varigenom de joniserade dem (förvandlade dem från neutrala atomer till joner med en elektrisk laddning). Då hjälper joner, på grund av elektrostatiska krafter, att kraftigt bilda luftaerosoler från svavelsyra och vattenmolekyler och förblir stabila under lång tid till förångning. Detta, liksom sekundära kollisioner med nya joner som ökar deras stabilitet, hjälper aerosolcentra att växa till storlekar på tiotals nanometer. Så snart de når denna nivå börjar vattenånga från atmosfären snabbt kondensera på dem och bildar droppar. När detta händer ser markobservatören att ett moln bildas.
Naturligtvis måste det för detta redan finnas vattenånga i atmosfären, men under förhållanden utan ett yttre jonflöde sker molnbildning mycket mindre ofta och stabil molnighet bildas mycket längre. Eftersom tiden från molnbildning till regn i båda scenarierna är mycket lik är den totala varaktigheten för skuggning av jordens yta av troposfäriska moln i scenariot med joner mycket längre än utan dem. På grund av sin vita färg reflekterar molnen det mesta av det synliga solljuset i rymden och kyler därmed planetens yta.
Författarna till det nya verket noterar att när solens magnetiska aktivitet ökar (nämligen är den ansvarig för fläckarna på den), reflekterar den magnetiska bubblan i heliosfären mycket galaktiska kosmiska strålar mycket mer effektivt. Men partiklar som kommer från solen, på grund av deras mycket lägre energi, kan inte orsaka accelererad bildning av moln. Därför, under perioden med låg solaktivitet, inträffade den lilla istiden 1400-1600. Tvärtom, sedan dess och fram till början av detta århundrade har solaktiviteten ökat, vilket ytterligare påskyndade den globala uppvärmningen.
Intressant nog, enligt beräkningar, med en närliggande supernovaexplosion, kommer molnbildningen att bli superintensiv och kommer snabbt att leda till kylning av planeten i ännu större skala än under den lilla istiden. Detta kan förklara en del av den oväntat skarpa och till synes orimliga kylningen i jordens förflutna.
Kampanjvideo:
IVAN ORTEGA