當湯加境內的洪阿哈阿帕伊島海底火山在2022年1月15日爆發時，它向全世界發出了大氣沖擊波、音爆和海嘯波。現在，科學家們發現火山的影響也到達了太空。

通過分析來自美國宇航局（NASA）電離層連接探測器（或ICON）任務和歐空局（ESA）Swarm衛星的數據，科學家發現在火山爆發後的幾個小時內，在電離層（地球大氣的一個電離區域）中形成了颶風速度和異常電流。

加州大學伯克利分校的物理學家Brian Harding說：“這座火山創造了我們在現代所看到的最大的空間干擾之一。”他是討論這些發現的一篇新論文的主要作者。“它使我們能夠測試低層大氣和太空之間鮮為人知的聯繫。”

ICON於2019年發射，以確定地球的天氣如何與來自太空的天氣相互作用–這是一個相對較新的想法，取代了以前的假設，即只有來自太陽和太空的力量才能在電離層的邊緣創造天氣。2022年1月，當航天器經過南美洲上空時，它觀察到電離層中由南太平洋火山引發的一個這樣的地球干擾。

“這些結果是對地球上的事件如何影響空間天氣的一個令人興奮的觀察，除了空間天氣影響地球之外，”美國宇航局太陽物理學部門的空間天氣負責人Jim Spann說，“全面了解空間天氣將最終幫助我們減輕其對社會的影響。”

當火山爆發時，它將巨大的氣體、水蒸氣和塵埃推向天空。爆炸還在大氣中產生了巨大的壓力擾動，導致了強風。隨著風向上擴展到更薄的大氣層，它們開始快速移動。在到達電離層和太空邊緣時，ICON測量的風速高達450英里/小時–使其成為該任務自發射以來在120英里高度以下測量的最強風。

在電離層，極端的風也影響了電流。電離層中的粒子經常形成一個東流的電流–稱為赤道電噴流–由低層大氣中的風驅動。在噴發之後，赤道電噴流激增到其正常峰值功率的五倍，並戲劇性地翻轉方向，在短時間內向西流動。

加州大學伯克利分校的物理學家、這項新研究的共同作者Joanne Wu說：“看到電噴流被發生在地球表面的東西大大逆轉，這非常令人驚訝。這是我們以前只在強大的地磁暴中看到的東西，地磁暴是由太陽的粒子和輻射引起的一種空間天氣。”

5月10日發表在《地球物理研究通訊》雜誌上的這項新研究，正在增加科學家們對電離層如何受地面以及太空事件影響的理解。強烈的赤道電噴流與電離層中物質的重新分佈有關，這可能會擾亂通過該區域傳輸的GPS和無線電信號。

了解我們大氣層的這一複雜區域在面對來自下方和上方的強大力量時如何反應是NASA研究的一個關鍵部分。NASA即將開展的地球空間動力學星座任務（GDC），將使用一組小型衛星，很像地面上的深L傳感器，來跟踪流經該地區的電流和大氣風。通過更好地了解影響電離層中電流的因素，科學家們可以更有準備地預測由這種干擾引起的嚴重問題。