Rastuće razine ugljikova dioksida (CO2) u Zemljinoj atmosferi mogle bi pogoršati napore za čišćenje sve pretrpanijeg orbitalnog svemirskog smeća oko Zemlje.
Prema dvjema novim studijama, CO2 je značajno pridonio skupljanju gornje atmosfere. Ta kontrakcija pretpostavlja se desetljećima, a sad je prvi put stvarno i uočena. Dio uočenog skupljanja je normalan i vratit će se, no doprinos CO2, kažu znanstvenici, vjerojatno je trajan.
To znači da će neispravni sateliti i drugi dijelovi stare tehnologije u niskoj Zemljinoj orbiti vjerojatno ostati dulje na mjestu zbog smanjenja atmosferskog otpora i zatrpavanja atmosferske regije uzrokujući probleme za novije satelite i svemirska promatranja.
Jedna od posljedica je da će sateliti ostati aktivni duže, što je sjajno jer ljudi žele da njihovi sateliti ostanu aktivni. Ali krhotine će također ostati gore i vjerojatno će povećati vjerojatnost da će sateliti i drugi vrijedni svemirski objekti morati prilagoditi svoju putanju kako bi izbjegli sudare, objašnjava geosvemirski znanstvenik Martin Mlynczak iz NASA-ina istraživačkog centra Langley.
Atmosfera ima slojeve, no volumen plinova u njima nije statičan
Opisi Zemljine atmosfere općenito postavljaju slojeve na određene visine, ali istina je da volumen plinova koji okružuju naš svijet nije statičan. Širi se i skuplja kao odgovor na različite utjecaje, od kojih je najveći vrlo vjerojatno Sunce.
S druge strane, ni Sunce nije statično. Prolazi kroz cikluse aktivnosti otprilike svakih 11 godina. Trenutačno smo usred 25. takvog ciklusa od početka njihovih računanja, a trenutačni ciklus započeo je oko prosinca 2019. godine. Prethodni ciklus, 24. po redu, bio je neobično prigušen čak i na vrhuncu solarne aktivnosti, a to je Mlynczaku i njegovim kolegama omogućilo da poduzmu mjerenja atmosferske kontrakcije.
Prva promatranja smanjenja atmosfere te vrste
Njihova pozornost bila je usmjerena na dva sloja, zajednički poznata kao MLT: mezosferu, koja počinje na oko 60 kilometara nadmorske visine; i donju termosferu, koja počinje na oko 90 kilometara. Podaci s NASA-ina satelita TIMED, opservatorija koji prikuplja podatke o gornjoj atmosferi, dali su im podatke o tlaku i temperaturi za MLT za razdoblje od gotovo 20 godina, od 2002. do 2021. godine.
U nekim nižim slojevima atmosfere CO2 stvara učinak zagrijavanja apsorbirajući i ponovno emitirajući infracrveno zračenje u svim smjerovima, učinkovito hvatajući njegov dio. No, u puno tanjem MLT-u, međutim, dio infracrvenog zračenja koje emitira CO2 izlazi u svemir, učinkovito odnoseći toplinu i hladeći gornju atmosferu. Što je CO2 veći, to je gornji dio Zemljine atmosfere hladniji.
Znanstvenici već znaju da takvo hlađenje uzrokuje skupljanje stratosfere. Sada mogu vidjeti da se isto događa i mezosferi i termosferi iznad nje. Koristeći podatke iz TIMED-a, Mlynczak i njegov tim otkrili su da se MLT smanjio za oko 1333 metra. Otprilike 342 metra od toga rezultat je hlađenja izazvanog ugljikovim dioksidom.
Bilo je mnogo interesa da se vidi možemo li zapravo promatrati ovaj učinak hlađenja i skupljanja atmosfere. Konačno predstavljamo ta zapažanja u ovom radu. Prvi smo koji su pokazali smanjenje atmosfere na ovaj način, na globalnoj razini, kaže Mlynczak. Istraživanje je objavljeno u znanstvenom časopisu Journal of Geophysical Research: Atmospheres.
Ne učinimo li nešto, još jedan loš scenarij
S obzirom na to da se termosfera proteže na nekoliko stotina kilometara, ta 342 metra možda se ne čine puno. Međutim, istraživanje koje je u rujnu objavila fizičarka Ingrid Cnossen iz British Antarctic Surveyja pokazalo je da bi hlađenje termosfere moglo rezultirati smanjenjem atmosferskog otpora za 33 posto do 2070. godine.
Atmosferski otpor pomaže satelitima i svemirskim raketama da se vrate iz orbite nakon završetka njihove misije. Smanjenje tog otpora moglo bi produljiti orbitalni životni vijek nefunkcionalnog svemirskog otpada za 30 posto do 2070. godine, otkrila je Cnossen.
Kako se sve više satelita lansira u nisku Zemljinu orbitu, to će postati sve veći problem, bez stvarnih mjera ublažavanja na vidiku, bilo da se smanji broj satelita ili količina CO2 u gornjim dijelovima Zemljine atmosfre.
Na svakoj visini dolazi do hlađenja i kontrakcije koje dijelom pripisujemo povećanju ugljikova dioksida. Sve dok se ugljikov dioksid povećava približno istom brzinom, možemo očekivati da će te stope promjene temperature također ostati približno konstantne, na oko pola kelvina hlađenja po desetljeću, kaže Mlynczak.
Izvor: Science Alert
