Kad se sunčeva aktivnost smanji, a heliosfera manje obuzda galaktičke zrake, klima planete postaje osjetno hladnija.
Kozmičke zrake utječu na Zemljinu atmosferu, uzrokujući pojačano stvaranje oblaka i općenito hlađenje planete. Ovi podaci objašnjavaju neočekivane fluktuacije zemljine klime u srednjem vijeku i ranom modernom vremenu (u mjeri da su čak premašili trenutno globalno zagrijavanje). Primjerice, u Rusiji početkom 17. stoljeća snijeg i mraz redovito su se pojavljivali u ljetnim mjesecima, što je uzrokovalo glad i nevolje. Vezani članak objavljen je u časopisu Nature Communications.
Iz povijesnih i paleoklimatskih podataka poznato je da je klima u 1000-1300. Godini bila osjetno toplija nego inače, a u 1400-1700. Mnogo hladnija. Također je poznato da se posljednji događaj poklopio s naglim padom broja sunčevih pjega, odnosno sa smanjenjem sunčeve aktivnosti. Međutim, posebni mehanizmi koji bi mogli objasniti povezanost tako vanjskih udaljenih pojava kao što su mrlje na svjetiljci i klima na planeti dugo su ostale nejasne.
Autori novog rada eksperimentalno i pomoću matematičkih modela pokazuju što može biti osnova takve veze. Proveli su eksperimente u kojima je zrak u izoliranoj komori bio bombardiran česticama sličnim u energiji i masi česticama kozmičkih zraka. U astrofizici elementarne čestice i atomske jezgre koje se kreću s visokim energijama u prostoru nazivaju se kozmičkim zrakama. Neki od njih imaju nižu energiju (onu koja se kreće od Sunca), druge su galaktičke kozmičke zrake, čija je energija dovoljno visoka da ponekad probije zaštitu solarne heliosfere, unutar koje se nalazi Zemlja.
Tijekom eksperimenata, čestice su otkidale elektrone iz atoma u molekulama zraka i na taj način ih ionizirale (pretvarajući ih iz neutralnih atoma u ione koji imaju električni naboj). Tada ioni, zahvaljujući elektrostatskim silama, pomažu snažno formiranje zračnih aerosola iz molekula sumporne kiseline i vode i dugo vremena ostaju stabilni do isparavanja. To, kao i sekundarni sudari s novim ionima koji povećavaju njihovu stabilnost, pomažu aerosolnim centrima da narastu do veličine desetaka nanometara. Čim dostignu ovu razinu, vodena para iz atmosfere počinje se brzo kondenzirati na njima, tvoreći kapljice. Kad se to dogodi, zemaljski promatrač vidi oblak koji se formira.
Naravno, za to već mora postojati vodena para u atmosferi, međutim, u uvjetima bez vanjskog ionskog toka stvaranje oblaka se događa mnogo rjeđe, a stabilna oblačnost nastaje mnogo duže. Budući da je vrijeme od stvaranja oblaka do kiše u oba scenarija vrlo slično, u scenariju s ionima ukupno trajanje sjene Zemljine površine troposferskim oblacima je puno duže nego bez njih. Zbog svoje bijele boje, oblaci odražavaju većinu vidljive sunčeve svjetlosti u svemir i na taj način hlade površinu planeta.
Autori novog rada primjećuju da kako se magnetska aktivnost Sunca povećava (naime, on je odgovoran za mrlje na njemu), magnetski mjehurić heliosfere mnogo efikasnije odražava galaktičke kozmičke zrake. Čestice koje dolaze sa Sunca zbog svoje mnogo niže energije ne mogu uzrokovati ubrzano stvaranje oblaka. Stoga se tijekom razdoblja male sunčeve aktivnosti dogodilo malo ledeno doba 1400-1600. Naprotiv, od tada pa do početka ovog stoljeća solarna aktivnost je porasla, što je dodatno ubrzalo globalno zagrijavanje.
Zanimljivo je da, prema proračunima, s eksplozijom supernove u blizini, proces stvaranja oblaka bit će superintenzivan i brzo će dovesti do hlađenja planeta u još većim razmjerima nego za vrijeme Malog ledenog doba. Ovo može objasniti neke neočekivano oštre i naoko nerazumne hlađenje u prošlosti Zemlje.
Promotivni video:
IVAN ORTEGA