Keď sa slnečná aktivita zníži a heliosféra menej zadržiava galaktické lúče, klíma planéty sa stane výrazne chladnejšou.
Kozmické lúče ovplyvňujú zemskú atmosféru a spôsobujú zvýšenú tvorbu mrakov a všeobecné ochladzovanie planéty. Tieto údaje vysvetľujú neočakávané výkyvy zemskej klímy v stredoveku a skoré moderné obdobia (v mierke dokonca prekročili súčasné globálne otepľovanie). Napríklad v Rusku na začiatku 17. storočia sa v letných mesiacoch pravidelne vyskytoval sneh a mráz, čo spôsobilo hladomor a problémy. Súvisiaci článok bol uverejnený v publikácii Nature Communications.
Z historických a paleoklimatických údajov je známe, že v rokoch 1000 - 1300 nl bola klíma výrazne teplejšia ako obvykle a v rokoch 1400 - 1700 naopak oveľa chladnejšia. Je tiež známe, že posledná udalosť sa časovo zhodovala s prudkým poklesom počtu slnečných škvŕn, tj so znížením slnečnej aktivity. Špecifické mechanizmy, ktoré by mohli vysvetliť súvislosť medzi takým smerom navonok vzdialenými javmi, ako sú škvrny na svietidle a podnebie jeho planéty, však zostali po dlhú dobu nejasné.
Autori novej práce experimentálne a pomocou matematických modelov ukazujú, čo môže byť základom takéhoto spojenia. Uskutočňovali experimenty, pri ktorých bol vzduch v izolovanej komore bombardovaný časticami podobnými v energii a hmote ako častice kozmického žiarenia. V astrofyzike sa elementárne častice a atómové jadrá pohybujúce sa s vysokými energiami v priestore nazývajú kozmické lúče. Niektoré z nich majú nižšie energie (tie, ktoré sa pohybujú od Slnka), iné sú galaktické kozmické lúče, ktorých energia je dosť vysoká na to, aby občas prerazila ochranu slnečnej heliosféry, v ktorej sa Zem nachádza.
V priebehu experimentov častice vyrazili elektróny z atómov v molekulách vzduchu, čím ich ionizovali (zmenili ich z neutrálnych atómov na ióny s elektrickým nábojom). Potom ióny vďaka elektrostatickým silám pomáhajú vytvárať silné aerosóly vzduchu z molekúl kyseliny sírovej a vody a zostávajú dlhodobo odolné voči odparovaniu. Toto, ako aj sekundárne zrážky s novými iónmi, ktoré zvyšujú ich stabilitu, pomáhajú aerosólovým centrám narásť na desiatky nanometrov. Hneď ako dosiahnu túto úroveň, vodná para z atmosféry na ne začne rýchlo kondenzovať a vytvára kvapky. Keď k tomu dôjde, pozemný pozorovateľ vidí oblačnosť.
Samozrejme na to musí už existovať vodná para v atmosfére, avšak v podmienkach bez vonkajšieho toku iónov dochádza k tvorbe oblakov oveľa menej často a stabilná oblačnosť sa vytvára oveľa dlhšie. Pretože čas od vytvorenia mraku po dážď v oboch scenároch je veľmi podobný, celková doba tienenia zemského povrchu troposférickými mrakmi v scenári s iónmi je oveľa dlhšia ako bez nich. Vďaka svojej bielej farbe odrážajú oblaky väčšinu viditeľného slnečného svetla do vesmíru, čím ochladzujú povrch planéty.
Autori novej práce poznamenávajú, že so zvyšujúcou sa magnetickou aktivitou Slnka (menovite je zodpovedná za škvrny na ňom), magnetická bublina heliosféry odráža oveľa efektívnejšie galaktické kozmické lúče. Častice prichádzajúce zo Slnka však kvôli svojej oveľa nižšej energii nemôžu spôsobiť zrýchlené vytváranie mrakov. Preto v období nízkej slnečnej aktivity nastala malá doba ľadová 1400 - 1600. Naopak, odvtedy a do začiatku tohto storočia sa solárna aktivita zvýšila, čo ďalej zrýchlilo globálne otepľovanie.
Je zaujímavé, že podľa výpočtov bude pri výbuchu supernovy v blízkom okolí proces tvorby mrakov veľmi intenzívny a rýchlo povedie k ochladzovaniu planéty v ešte väčšom rozsahu ako v období malej ľadovej. To môže vysvetľovať niektoré neočakávane ostré a zdanlivo neprimerané chladenie v minulosti Zeme.
Propagačné video:
IVAN ORTEGA