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Scienziati scoprono che i raggi cosmici sotterranei rilevano i principali fenomeni meteorologici

Un team composto da scienziati americani e britannici ha scoperto un nuovo metodo per il rilevamento dei principali fenomeni meteorologici che si verificano fino a 32 km di altezza nella stratosfera terrestre. I raggi cosmici, rilevati a una profondità di 800 metri sotto la su...

Un team composto da scienziati americani e britannici ha scoperto un nuovo metodo per il rilevamento dei principali fenomeni meteorologici che si verificano fino a 32 km di altezza nella stratosfera terrestre. I raggi cosmici, rilevati a una profondità di 800 metri sotto la superficie terrestre in una miniera di ferro abbandonata, possono potenzialmente identificare che tipo di fenomeni meteorologici hanno luogo durante l'inverno dell'Emisfero Settentrionale. Gli scienziati del National Centre for Atmospheric Science (NCAS) e del Science and Technology Facilities Council (STFC) hanno avviato una collaborazione con i colleghi del progetto statunitense MINOS per analizare i dati relativi ai raggi cosmici rilevati in una miniera di ferro caduta in disuso in Minnesota, nel Midwest americano. Il progetto MINOS mira a studiare approfonditamente le proprietà dei neutrini (particelle prive di carica e con una massa pari a zero) e a misurare i muoni generati negli strati più alti dell'atmosfera come rumore di fondo del detector. Stando a quanto affermato dai ricercatori, i dati, che si riferiscono a un periodo di quattro anni, dimostrano che un elevato numero di raggi cosmici ad alta energia (particelle cariche di energia che colpiscono la terra da ogni direzione) raggiunge il detector posto in profondità sotto la superficie terrestre e presenta una temperatura che corrisponde ai valori ottenuti dalle misurazioni delle temperature nella stratosfera (la cosiddetta atmosfera superiore). "È divertente stare a 800 metri sottoterra a studiare la fisica delle particelle," ha affermato il dott. Giles Barr dell'università di Oxford, coautore dello studio. "Lo studio da laggiù è addirittura migliore. Da quella posizione ci è possibile monitorare una parte dell'atmosfera la cui misurazione è altrimenti complessa." Secondo gli scienziati, i risultati ottenuti permettono una maggiore comprensione di come utilizzare i raggi cosmici per identificare i fenomeni meteorologici che potrebbero influire in modo significativo sulle basse temperature della stagione invernale. Occorre anche notare che gli eventi atmosferici possono incidere sulla quantità di ozono presente in corrispondenza dei poli. Gli attuali modelli per le previsioni climatiche e atmosferiche, utilizzati per migliorare le previsioni del tempo, trarrebbero grande vantaggio dall'applicazione di nuove tecniche per l'identificazione dei fenomeni atmosferici e per la determinazione della frequenza di questi ultimi. "Fino ad oggi, per fornire informazioni su questi importanti fenomeni meteorologici abbiamo fatto affidamento sui dati forniti dai palloni sonda e dai satelliti," ha spiegato il dott. Scott Osprey, a capo degli scienziati del NCAS. "Ora possiamo potenzialmente utilizzare i resoconti dei dati relativi ai raggi cosmici che risalgono a 50 anni fa per farci un'idea accurata delle variazioni della temperatura avvenute nella stratosfera in questo arco di tempo. In futuro sarà possibile utilizzare i dati raccolti da altri grandi rilevatori sotterranei sparsi per il mondo per studiare questo fenomeno." Gli scienziati affermano che i raggi cosmici (conosciuti anche come muoni) sono generati in seguito al decadimento di altri raggi cosmici (i cosiddetti mesoni). I ricercatori ammettono che con l'aumento della temperatura dell'atmosfera quest'ultima si espande causando la distruzione di alcuni mesoni all'impatto con l'aria. Questo favorisce il naturale processo per cui i mesoni decadono in muoni, determinando l'aumento del numero di muoni rilevati. In questo studio gli scienziati sono stati sorpresi dall'osservazione di aumenti sporadici e repentini dei livelli di muoni durante i mesi invernali. Il team ha osservato che gli aumenti si verificano nell'arco di pochi giorni. L'analisi dei dati ha dimostrato che queste variazioni si verificano in corrispondenza degli improvvisi innalzamenti di temperatura nella stratosfera. In alcuni luoghi, gli scienziati hanno addirittura osservato aumenti di temperature pari a 40C. Inoltre, hanno scoperto un importante fenomeno atmosferico denominato "Surriscaldamento stratosferico improvviso". I ricercatori hanno affermato che questo tipo di fenomeni si verifica a cadenza biennale e secondo tempi non prevedibili. Di conseguenza, i dati sui raggi cosmici ottenuti con questo ultimo studio possono essere utilizzati per determinare con efficacia questi fenomeni. "Questo studio è un eccellente esempio dei risultati ottenibili attraverso i partenariati internazionali e la ricerca interdisciplinare," ha sottolineato il dottor Osprey. "Si può solo immaginare quante altre cose rimangono da scoprire". I risultati delle scoperte sono stati pubblicati nella rivista Geophysical Research Letters.

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