Коли ми говоримо про наслідки зміни клімату, найчастіше уявляємо танення льодовиків, посухи чи спекотні хвилі, але мало хто думає про космос. Однак нові дослідження свідчать: підвищення рівня вуглекислого газу в атмосфері може порушити роботу супутників і радіозв’язку, від яких залежить сучасний світ.
Іоносфера — це тонкий шар атмосфери, що простягається на висоті від 60 до 1000 кілометрів над поверхнею Землі. Саме тут радіохвилі відбиваються й розповсюджуються на великі відстані, а супутники низької орбіти — від метеорологічних до навігаційних — виконують свої завдання. Але ця зона надзвичайно чутлива до енергетичних процесів у нижніх шарах атмосфери.
Підвищення концентрації CO₂, яке ми спричинили спалюванням палива, не лише нагріває поверхню планети. У верхніх шарах атмосфери воно має протилежний ефект — сприяє охолодженню. Це відбувається тому, що вуглекислий газ випромінює тепло в космос, і з часом така втрата енергії може змінити хімічну структуру та щільність іоносфери.
Для супутників це означає зниження атмосферного опору, що на перший погляд може здаватися добром — адже менше гальмування дозволяє довше залишатися на орбіті. Проте науковці попереджають: коли верхня атмосфера змінює свою поведінку, зростає ризик непередбачуваних коливань щільності, які здатні впливати на траєкторії польоту та ускладнювати точні розрахунки орбіт.
Ще більша загроза криється для радіозв’язку. Іоносфера містить заряджені частинки, що відбивають радіохвилі назад на Землю. Якщо цей шар стає нестабільним або змінює свою щільність, хвилі можуть розсіюватися або спотворюватися, створюючи перешкоди для авіації, морської навігації та військових систем.
Дослідники також зазначають, що зміна структури іоносфери впливає на поширення сигналів GPS. Маленькі відхилення у відбитті радіохвиль здатні перетворитися на кілометрові помилки у позиціонуванні — серйозний виклик для транспорту, геодезії та супутникових технологій.
Моделі атмосфери показують, що якщо рівень CO₂ продовжить зростати, охолодження іоносфери посилиться. Це може зменшити її товщину на десятки кілометрів і змінити електронну концентрацію, що призведе до непередбачуваних ефектів для систем зв’язку. Водночас науковці підкреслюють: процеси у верхніх шарах атмосфери відбуваються повільно, і в нас ще є час краще зрозуміти та змоделювати їх.
Проблема полягає в тому, що технології, на які ми покладаємось щодня, — від мобільного зв’язку до супутникових знімків — залежать від стабільності цієї невидимої межі між Землею і космосом. Коли клімат змінюється, змінюється і спосіб, у який працює атмосфера, навіть на висотах, де, здавалось би, людський вплив не має значення.
Дослідники закликають до активного моніторингу стану іоносфери. Поєднання даних супутників, наземних спостережень і комп’ютерного моделювання може допомогти передбачити, як саме зміна клімату вплине на радіосигнали, навігацію та орбітальну стабільність.
Те, що починалося як проблема на рівні поверхні — надмірне накопичення CO₂, — тепер простягається до найвищих шарів атмосфери, де формується майбутнє наших технологій. Якщо зміна клімату має «мову сигналів», то тепер вона звучить навіть у радіохвилях, що зв’язують нас із космосом.