Bijna 80 jaar later zijn de gevolgen van de gewelddadige bombardementen van de Tweede Wereldoorlog nog steeds overal ter wereld voelbaar. Christopher Scott zou weten - twee van zijn tantes werden op 9 en 11-jarige leeftijd vermoord tijdens de London Blitz, de acht maanden durende aanval van nazi-Duitsland op de Britten.
Die luchtaanvallen hadden niet alleen gevolgen voor generaties gezinnen. Scott, een ruimte- en atmosferisch fysicus aan de University of Reading in het Verenigd Koninkrijk, ontdekte onlangs dat de bommen ook aan de rand van de ruimte werden gevoeld.
Door archiefgegevens te doorzoeken, ontdekte Scott dat schokgolven van de bommen de ionosfeer, de buitenste laag van de atmosfeer van de aarde, kort verzwakten.
Van bliksem tot bommen
Tussen ongeveer 50 en 375 mijl (80 en 600 kilometer) boven de grond, is de ionosfeer waar aurora's worden gecreëerd en waar astronauten aan boord van het internationale ruimtestation leven. Gasatomen in deze laag van de atmosfeer worden opgewekt door zonnestraling en vormen elektrisch geladen ionen. De dichtheid en hoogte van elektronen, de negatief geladen deeltjes, in de ionosfeer kunnen fluctueren.
"De ionosfeer is veel variabeler dan kan worden verklaard door zonneactiviteit", vertelde Scott aan WordsSideKick.com.
Uit eerder onderzoek van Scott was gebleken dat bliksem de ionosfeer kan versterken. Hij wilde weten of dit te wijten was aan de explosieve energie van bliksem of de elektrische lading ervan. Dus ging hij op zoek naar goed gedocumenteerde explosies op de grond en vergeleek hij de historische gegevens met archiefgegevens van het Radio Research Centre in Slough, waar wetenschappers de dichtheidsionosfeer hadden gemeten met radiopulsen die over een reeks kortegolffrequenties waren gestuurd .
Scott zei dat hij oorspronkelijk van plan was om naar de effecten van de London Blitz te kijken, maar er is weinig informatie over de timing en munitie die voor deze invallen werden gebruikt. Als alternatief leverde Scott's collega Patrick Major, historicus aan de Universiteit van Reading, een database over het bombardement op Berlijn tussen 1943 en 1944 en stuurde Scott naar andere datasets over geallieerde luchtaanvallen in Europa.
Schokgolven
Bij elke aanval kwam de energie van ten minste 300 blikseminslagen vrij, zei Scott, en historische verslagen van de grond getuigen van de verreikende kracht van bommen zoals de 22.000 pond. (10.000 kilogram) Britse "Grand Slam."
'Bewoners onder de bommen zouden zich routinematig herinneren dat ze door de lucht werden gegooid door de drukgolven van exploderende luchtmijnen, en raamkozijnen en deuren zouden uit hun scharnieren worden geblazen', zei majoor in een persbericht.
Toen de onderzoekers naar de ionosfeer-responsrecords rond de tijd van 152 grote geallieerde luchtaanvallen in Europa keken, ontdekten ze dat de elektronenconcentratie aanzienlijk afnam als gevolg van de schokgolven van de bommen. De bevindingen werden vandaag (25 september) gepubliceerd in het tijdschrift Annales Geophysicae.
'Ik kon een effect in de ionosferische records van het Verenigd Koninkrijk waarnemen door bombardementen op meer dan 1000 km afstand', zei Scott. 'Daar was ik door verrast.'
Ingo Mueller-Wodarg, planetair wetenschapper aan het Imperial College London die niet bij de studie betrokken was, zei dat het onderzoek "een mooie demonstratie is van hoe de ionosfeer wordt beïnvloed door activiteit op de grond, ondanks dat het tientallen tot honderden kilometers boven de grond."
De effecten van de schokgolven zouden tijdelijk zijn, zei Scott, die minder dan een dag zouden duren. "De ionosfeer wordt grotendeels bestuurd door zonnestraling", vertelde hij WordsSideKick.com. 'Ter vergelijking: het bombardement heeft een kleine impact.'
Scott voegde eraan toe dat de verzwakking van de ionosfeer mogelijk de efficiëntie van kortegolfradiocommunicatie heeft beïnvloed, die afhankelijk was van de ionosfeer om de signalen over lange afstanden weer te geven.
Modernere technologieën, zoals GPS, worden beïnvloed door storingen in de ionosfeer. Een andere studie die eerder dit jaar werd gepubliceerd, toonde aan dat de enorme schokgolf van een lancering van een SpaceX Falcon 9-raket in 2017 een tijdelijk gat in de ionosfeer veroorzaakte, wat de navigatiesignalen mogelijk een uur of twee daarna heeft verstoord.
Volgende stappen
Mueller-Wodarg merkte op dat er al lang gespeculeerd wordt of aardbevingen de ionosfeer beïnvloeden, met gemengde resultaten. "Deze studie ondersteunt de suggestie dat gebeurtenissen op de grond die enige vorm van schokgolf of sterke impulsen opwekken, in de ionosfeer kunnen worden gevoeld", Mueller-Wodargtold Live Science.
Scott zei dat hij ook wil weten of onweersbuien, vulkanen en aardbevingen met vergelijkbare methoden kunnen worden gedetecteerd.
Hij digitaliseert momenteel ook eerdere Britse ionosferische gegevens met de bedoeling deze informatie online te zetten, zodat vrijwilligers kunnen helpen om meer effecten op de ionosfeer te identificeren. Als u dit wel doet, kan Scott begrijpen waarom bliksem een impact heeft op de ionosfeer.
"De ionosferische laag die we zagen reageren op de bombardementen was veel hoger dan die gebruikt in de bliksemstudie, omdat het de enige was waarvoor momenteel digitale gegevens bestaan", aldus Scott. "Dit is een van de redenen waarom ik de ionosferische gegevens wil digitaliseren, zodat we kunnen kijken of de laag die door de bliksem werd versterkt ook wordt versterkt door de bombardementen. Alleen dan kunnen we met zekerheid zeggen of het bliksemeffect is door schokgolven of een elektrische stroom - of beide. "
