震撼電離層的爆炸:貝魯特爆炸產生的氣波堪比火山爆發
據外媒報導,2020年8月4日下午6點多,超過2750噸未安全儲存的硝酸銨在黎巴嫩港口城市貝魯特發生爆炸,造成約200人死亡,30多萬人暫時無家可歸,並在爆炸後留下一個直徑140米的彈坑。這次爆炸被認為是人類歷史上威力最大的非核、人為爆炸之一。
現在,日本北海道大學的科學家計算發現,爆炸產生的氣波導致了地球高層大氣的電子擾動。他們在《科學報告》雜誌上發表了他們的研究成果。
該科學家團隊包括印度國家技術研究所Rourkela的科學家,他們計算了地球電離層中電子總含量的變化:從50至965公里左右高度的大氣層部分。極端紫外線輻射和地磁風暴等自然事件,以及核試驗等人為活動,都會對電離層的電子含量造成乾擾。
“我們發現,爆炸產生的氣波在電離層中以每秒約0.8公里的速度向南傳播,”北海道大學地球與行星科學家Kosuke Heki說。這與聲波在電離層中傳播的速度相似。
該團隊通過觀察GPS衛星向其地面站傳輸的微波信號所經歷的延遲差異,計算出電離層電子含量的變化。電子含量的變化會在這些信號通過電離層時影響到這些信號,必須經常考慮到這些變化,才能準確測量GPS的位置。
科學家們還將貝魯特爆炸產生的電離層波的大小與自然和人為事件後的類似波進行了比較。他們發現,貝魯特爆炸產生的氣波比2004年日本中部淺間火山噴發產生的波浪略大,與日本島嶼最近其他火山噴發後的衝擊波相當。
貝魯特爆炸產生的電離層波的能量明顯大於1996年美國懷俄明州煤礦發生的一次能量更大的爆炸。貝魯特大爆炸的威力相當於1100噸TNT當量,而懷俄明爆炸相當於1500噸TNT當量。懷俄明州爆炸造成的電子含量擾動總量僅為貝魯特爆炸的1/10。科學家們認為,這部分是由於懷俄明州的地雷位於一個受到一定保護的礦井中。