Aprovecha la ionización de la atmósfera superior para detectar perturbaciones en la superficie terrestre
Redacción T21
Las perturbaciones que llegan a la ionosfera de la Tierra, donde ocurren las auroras, pueden revelar explosiones, terremotos y erupciones volcánicas. NASA/JPL.
Los científicos han desarrollado un radar que, situado a 100 kilómetros altitud, es capaz de detectar pequeñas explosiones nucleares y de alertar sobre terremotos y tsunamis inminentes. Aprovecha que la atmósfera superior está ionizada para detectar perturbaciones en la superficie terrestre.
Los científicos han detectado el efecto dominó de pequeñas explosiones a nivel del suelo a 100 kilómetros de altura, en las capas ionizadas de la atmósfera superior.
Este resultado sugiere que esta técnica de detección remota podría usarse para monitorear eventos explosivos, naturales o humanos, cientos de veces más pequeños que antes, informa la revista Science.
La región ionizada de la atmósfera, o ionosfera, es la capa de la atmósfera terrestre que se extiende entre los 80 y los 500 km de altitud aproximadamente. En en ella tienen lugar abundantes procesos de ionización, en los cuales se originan grandes concentraciones de electrones libres.
Ionosfera sensible
La ionosfera es más famosa por ser el hogar de las auroras, que se producen cuando las partículas cargadas del Sol chocan con los átomos y hacen que se enciendan.
Pero las explosiones masivas que brotan desde abajo también pueden perturbar la ionosfera. En 2022, la erupción volcánica Hunga Tonga-Hunga Ha'apai, en el Océano Pacífico Sur, produjo ondas en la ionosfera que se detectaron a miles de kilómetros de distancia.
En 1979, el ahora desaparecido radiotelescopio de Arecibo en Puerto Rico detectó una perturbación ionosférica vinculada a una supuesta prueba nuclear israelí-sudafricana.
Ambas explosiones desencadenaron ondas de infrasonido, con un tono demasiado bajo para el oído humano, que puede propagarse a través de grandes distancias y causar vibraciones incluso en la ionosfera.
Esas vibraciones pueden ser captadas por radares sintonizados para rebotar en las partículas cargadas de la ionosfera. Estos radares aprovechan que la atmósfera superior está ionizada y que, por ello, es un buen objetivo para un radar.
Nuevo radar
Esta técnica se ha limitado en el pasado a detectar explosiones más potentes que 1 kilotón de TNT. Sin embargo, los autores de la nueva investigación, cuyos resultados se publican en la revista Earth and Space Science, presentan un método diferente para detectar pequeñas perturbaciones de la ionosfera que hasta ahora no se registraban: usaron esta nueva técnica para detectar explosiones con rendimientos equivalentes a 1 tonelada de TNT, escriben los investigadores en su artículo.
Kenneth Obenberger, físico del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea y director del estudio, especifica que con esta técnica pudieron observar los efectos de dos explosiones de 1 tonelada que se produjeron en marzo de 2022 en Nuevo México, toda una novedad en este campo de investigación.
Los detectores de este nuevo radar fueron diseñados para medir las ondas que rebotan en la capa E de la ionosfera, una región situada a unos 100-140 km de altitud, variando ésta con la estación del año. Y funcionaron: detectaron signos de cada explosión menos de 6 minutos después de las detonaciones.
Aviso de tsunamis
Obenberger, citado por Science, dice que la técnica podría usarse para monitorear pequeñas explosiones causadas por humanos o incluso erupciones volcánicas remotas en el Pacífico que de otro modo serían difíciles de detectar.
La resolución mejorada que aporta esta técnica facilitaría asimismo la detección de perturbaciones ionosféricas asociadas no solo con erupciones volcánicas, sino también con terremotos, que pueden desencadenar tsunamis, deslizamientos de tierra y otros desastres.
Eso significa que esta tecnología podría usarse para un sistema de alerta temprana, como un sistema de alerta de tsunamis.
Otro posible uso podría ser en la ciencia planetaria. Para mundos como Venus, donde espesas nubes oscurecen la superficie, un radar ionosférico en una nave espacial en órbita podría detectar remotamente erupciones y terremotos invisibles, dice Obenberger.
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Referencia
Remote Sensing Small Explosives With an Ionospheric Radar. K. S. Obenberger et al. Earth and Space Science, 04 May 2023. DOI:https://doi.org/10.1029/2022EA002737
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