Archivi giornalieri: 10 Aprile 2016

Michele Casati & Valentino Straser : Relazione fra i grandi eventi geofisici e l’indice planetario magnetico Ap, dal 1844 ad oggi

EGU 2016 si avvicina …. quale migliore occasione quindi per pubblicare lo studio che avevo portato all’assemblea europea delle geoscienze di Vienna il passato anno. Era finito nel dimenticatoio di Nia.

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Session : EMRP2.1 Open session on Geomagnetism

Convener: Angelo De Santis Co-Convener: Mioara Mandea

All contributions that do not fall in the other sessions on Earth’s magnetic field studies can be submitted/presented in this session. In particular, we solicit contributions on theory and simulations, instrumentation, laboratory experiments and field measurements, data analysis and interpretation, as well as inversion and modelling techniques.

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Geophysical Research Abstracts
Vol. 17, EGU2015-2501-2, 2015
EGU General Assembly 2015
© Author(s) 2015. CC Attribution 3.0 License.

Riassunto

In questo studio, per la prima volta, abbiamo comparato la ricostruzione dell’indice annuale magnetico Ap dal 1844 ai nostri giorni [Svalgaard,2014], con : 16 grandi eruzioni vulcaniche di indice VEI5+, riprese dall’istituto Smithsonian (Global Volcanism Program), 3 set di dati riguardanti gli aerosol vulcanici [Ammann et.al, 2003][Gao; Chaochao; Alan Robock; Caspar Ammann,2008][Traufetter et.al,2004] e gli 8 maggiori eventi sismici di magnitudo compresa fra 8,7<M<9,5, occorsi dal 1900 ai nostri giorni. Rileviamo che, i passati 24 grandi eventi geofisici, si sono verificati in prossimità di due specifiche soglie o limiti dell’annuale indice planetario Ap, e cioè nella fase di caduta dell’indice planetario Ap, al di sotto del valore annuale di 7 oppure, nella fase di superamento del valore annuale di 22. All’interno di 35 anni, dei 169 anni presi in esame, sono state identificate un totale di 14 transizioni (8 nei minimi solari e 6 nei massimi), o finestre temporali (della durata di circa 2 anni e mezzo), che contengono 18 dei 24 grandi eventi geofisici storici, avvenuti dal 1844 ad oggi. Dall’analisi dei dati, emerge un chiaro collegamento fra le dinamiche EM registrate nei grandi minimi solari storici (Maunder; Dalton o minimo solare 1880-1920), i grandi massimi storici (cicli solari 19,21 & 22) e l’energia rilasciata durante il grande evento geofisico [Casati,2014]. Il processo fisico di interazione solare-terrestre, evidenzia, inoltre, una profonda ed intrinseca relazione fra le dinamiche elettromagnetiche (EM) interne al sistema solare e l’occorrenza temporale di grandi eventi geofisici. I riferimenti scientifici in letteratura, a supporto del presente lavoro, sono numerosi: dalle evidenze empiriche, che ritroviamo da fine Ottocento – inizio Novecento, per arrivare fino ai nostri giorni [Casey,2010][Charvátová,2010] [Choi,2010],[Duma;Vilardo,1998] [Khachikyan et al,2014], [Kolvankar,2008], [Kovalyov,2014], [Mazzarella;Palumbo,1989], [Stothers,1989], [Střeštik,2003], [Sytinsky,1987,1998,1989].

Risultati e discussioni

Le 14 transizioni, individuate in questo studio (della durata di circa due anni mezzo) ricoprono un periodo totale di 35 anni, dei 169 presi in esame. Le 14 transizioni si sono verificate nel minimo/massimo del ciclo solare o nelle ristrette vicinanze (ascesa o discesa). (grafico A)

Chart AGrafico “A” 1844 – 2014 – Le 14 transizioni (otto nei minimi solari e sei nei massimi solari) con un periodo di circa due anni e mezzo –

I cicli solari coinvolti, sono :

Minimi solari e massimi solari (grafico B) :

• quattro minimi solari : SC9-SC10; SC15-SC16; SC19-SC20; SC23-SC24
• quattro massimi solari : SC11; SC16; SC18; SC23

Chart BGrafico “B” – Quattro minimi solari e quattro massimi solari –

Profondi minimi solari e grandi massimi solari (grafico C) :

• quattro profondi minimi solari storici occorsi, fra il 1880 e il 1920. Cicli solari dal SC12 a SC15
• due grandi massimi storici bicentenari, cicli solari SC21 (1976-1986) & SC22 (1986-1996)

Chart CGrafico “C” – Profondi minimi solari e grandi massimi solari –

All’interno dei restanti 134 anni (settori di colore giallo – grafico A), con indice planetario compreso fra 7<Ap<22, troviamo i residui sei eventi geofisici (in blu, tabella A) che occorrono durante moderate oscillazioni dell’attività solare. Fasi caratterizzate da moderate fluttuazioni dell’indice planetario (deboli variazioni EM del campo magnetico interplanetario, in intensità e rapidità del transitorio).
Quattro dei sei grandi eventi geofisici, fra cui, la grande eruzione del Krakatoa dell’agosto del 1883 e tre grandi eventi geofisici, anche se sono al di fuori delle 14 transizioni di due anni e mezzo (grafico A), si trovano all’interno del conosciuto periodo storico, 1880-1920, dalla estrema bassa attività solare , il minimo di Gleissberg. Quaranta anni di debole ed irregolare attività EM, mostrata ad esempio, nel registro del conteggio delle macchie solari del ciclo SC14, 1902-1913 (grafico D).

Table A

Tabella A – Da sinistra a destra, elenco dei maggiori 24 eventi geofisici occorsi dal 1844 ad oggi, data evento geofisico “tge”, indice di esplosione vulcanica o magnitudo, fase del ciclo solare (ascesa,discesa, massimo, minimo), soglia massima (Ap>22) o minima (Ap<7) dell’indice Ap, data annuale indice planetario Ap “tap” utilizzata per comparazione con data evento geofisico e differenza temporale (anni di ritardo o anticipo) (tge)-(tap).

Chart DGrafico D” – Il ciclo solare SC14 è iniziato nel febbraio 1902 con un smoothed sunspot number di 2.7 e si è conclusa nel mese dell’agosto 1913

Noi ipotizziamo che :

  1. atipici fenomeni elettrici impulsivi (interazioni EM solari-terrestri) nei minimi solari, con grande energia rilasciata durante l’evento geofisico. Dinamiche non ancora comprese a pieno da un punto di vista fisico (ipotesi del circuito elettrico globale),
  2. il cambiamento, nella genesi dei grandi eventi geofisici (occorsi fra il 1970 e il 1995, cicli solari 21 e 22, con indice planetario Ap annuale > 22), sia da collegare alla maggiore attività solare. Attività solare, che non presentava delle caratteristiche elettromagnetiche così elevati da più di 200 anni [Steinhilber; Abreu; Beer; McCracken 2010] o addirittura da 3000 anni [Usoskin,2014]

La traccia significativa, dei tre principali set di dati riguardanti gli aerosol vulcanici, di colore nero e riportata in tutti grafici, convalida ulteriormente l’osservazioni riportate in precedenza.

Conclusioni

Quindi, considerato che :

  1. l’attività solare è tornata su bassi valori di fine 18° secolo – inizio 19° secolo, in termini di attività magnetica (indice Ap),
  2. il probabile ingresso, in un lungo e profondo minimo solare, durante la transizione verso il prossimo ciclo solare SC25. Ipotesi formulata,da molti fisici solari: [Ahluwalia,2013][Goelzer;Smith;Schwadron;McCracken,2013][Livingston;Penn;Svalgaard,2012][Steinhilber;Beer,2013],
  3. l’agenzia spaziale europea ha recentemente confermato la tendenza generale all’indebolimento del campo magnetico terrestre.[European Space Agency, Third Swarm Science Meeting’ in Copenhagen, Denmark.,2014,
  4. l’ipotesi di una possibile ed imminente inversione geomagnetica o escursione nel prossimo futuro (2034 ± 3 anni) [A.De Santis,2013],
  5. la possibile relazione fra le grandi eruzioni vulcaniche, il generale incremento del vulcanismo, l’indebolimento del campo magnetico, la geomagnetica escursioni o inversioni magnetiche. [Kennett;Watkins,1970][Schnepp;Hradetzky,1994][Cassidy,2006][Nowaczyk,2012],

noi riteniamo possibile che una intensa oscillazione EM dell’eliosfera (destabilizzazione della magnetosfera terrestre negli anni di minima solare o nei primi anni della rampa di salita del ciclo solare), possa innescare un grande evento geofisico (ad esempio una grande eruzione vulcanica di indice VEI5+) durante la transizione verso il prossimo ciclo solare SC25 e/o successivo SC26. Grande evento geofisico, che non sarebbe del tutto inaspettato, come affermato nelle conclusioni di in un nostro precedentemente studio [Casati; Straser,EGU2013].

 

Riferimenti

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Cassidy, J. (2006),Geomagnetic excursion captured by multiple volcanoes in a monogenetic field,Geophys. Res. Lett.,33, L21310, doi:10.1029/2006GL027284 Charvátová I. Long-term relations between the solar inertial motion (SIM) and solar, geomagnetic, volcanic activities and climate : AGU Foz do Iguaçu Brazil 2010

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 Fonte : http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2015/EGU2015-2501-2.pdf

 

Michele