Fisikawan: Letusan gunung berapi mengganggu penerimaan GPS

Itu adalah salah satu letusan gunung berapi paling kuat yang pernah tercatat. Pada Januari 2022, gunung berapi bawah laut Hunga Tonga-Hunga Haʻapai meletus di pulau Pasifik Tonga. Sebuah kelompok penelitian kini menunjukkan bahwa letusan gunung berapi mengganggu penerimaan GPS dari Hawaii ke Kenya selama sembilan hingga sepuluh jam. Letusan gunung berapi semacam itu dapat menyebabkan gangguan tidak hanya di dekat gunung berapi, tetapi bahkan di belahan dunia lain. Tim peneliti menerbitkan temuannya di jurnal Scientific Reports.

Banyak satelit mengorbit Bumi dan memungkinkan, antara lain, komunikasi dan navigasi modern. Untuk melakukan ini, mereka memancarkan gelombang radio yang menyebar melalui lapisan antara ruang angkasa dan Bumi, yang disebut ionosfer. Ini mengandung banyak ion, yaitu partikel bermuatan. Gelombang radio dipantulkan dari satelit, misalnya dari satelit GPS, dan dibiaskan pada gelombang tersebut.

Kelompok penelitian yang dipimpin oleh Atsuki Shinburi dari Universitas Nagoya kini telah mengevaluasi data ionosfer dari stasiun pengukuran berbasis darat dan stasiun luar angkasa. Mereka fokus pada gelombang tekanan atmosfer yang dihasilkan oleh letusan bawah air gunung berapi Hang Tonga-Hong Haapai pada 15 Januari 2022, dan melacak pergerakan gelombang ini di ionosfer.

Menurut para peneliti, analisis menunjukkan apa yang disebut gelembung plasma di atas Asia, di garis khatulistiwa dan di garis lintang rendah. Daerah udara panas yang naik terbentuk di atmosfer akibat gelombang tekanan letusan gunung berapi dan kemudian masuk ke ionosfer. Oleh karena itu, ia mengandung partikel tidak bermuatan dan memiliki kerapatan partikel yang lebih rendah daripada bagian ionosfer lainnya. Ini mengubah cara gelombang radio dari satelit menyebar melalui ionosfer. Gelombang radio dapat dibelokkan atau dihamburkan oleh gelembung dan mungkin tidak mencapai penerima GPS di darat. Gelembung plasma juga lebih besar dari model sebelumnya: panjang 100 km, lebar 6.700 km, dan tinggi 2.000 km.

Hasil penelitian lainnya mengejutkan para peneliti: Mereka mampu menunjukkan bahwa kerapatan elektron di ionosfer berfluktuasi dari beberapa menit hingga beberapa jam sebelum gelembung plasma terbentuk. Menurut Shinburi, hal ini dapat dijelaskan dengan fakta bahwa gelombang di ionosfer bergerak lebih cepat daripada gelombang tekanan di lapisan bawah atmosfer, yang kemudian melepaskan gelembung plasma.

Menurut Shinburi, hasil ini akan memungkinkan untuk menentukan di mana gelombang plasma dapat dihasilkan setelah letusan gunung berapi dengan mengikuti variasi kerapatan elektron di ionosfer. Ini juga dapat meningkatkan prakiraan cuaca luar angkasa dan mencegah malfungsi dalam penerimaan GPS.