Bài nghiên cứu của Dan Baker – Giám đốc Phòng thí nghiệm Vật lý Không gian và Khí quyển của Đại học Colorado (Mỹ) – và các cộng sự của ông đã mô tả tác động của con người đến vùng không gian gần Trái Đất, nơi có các vệ tinh và các phi hành gia sống trong Trạm vũ trụ Quốc tế (ISS).
Một số hoạt động của con người đã tạo ra sự thay đổi trong quyển từ và các vành đai bức xạ bao quanh Trái Đất.
Dan Baker cho biết mục đích của nghiên cứu này là để đưa ra "cái nhìn rộng hơn giúp chúng ta đối phó và chuẩn bị sẵn sàng cho mọi dạng khí hậu vũ trụ".
Hệ lụy của những cuộc thử nghiệm bom hạt nhân trên Trái Đất
Các nhà khoa học đã nghiên cứu ảnh hưởng của Mặt trời đến bầu khí quyển Trái Đất từ thế 19, khi các rối loạn địa từ bắt đầu ảnh hưởng đến hệ thống điện tín.
Nhưng mới đây, các dữ liệu mật về những vụ thử hạt nhân trên cao trong những năm 1950 và 1960 được tiết lộ đã cho thấy chi tiết các nghiên cứu được thực hiện vào thời điểm đó, nhằm tìm hiểu các tác động của hoạt động con người đến môi trường vũ trụ.
Từ năm 1958 đến 1962, nhiều vụ nổ hạt nhân được kích hoạt ở độ cao 26 – 400 km so với mặt đất. Các hiệu ứng tương tự như tác động tự nhiên từ Mặt trời. Ví dụ, các vụ nổ làm nhiễu loạn địa từ, đôi khi "bóp méo" vòng từ trường của Trái Đất và tạo ra một điện trường ngay bề mặt.
Điều này đôi khi gây mất điện và gián đoạn thông tin. Trong khi đó, một vài vụ thử hạt nhân khác tạo ra các cực quang có thể nhìn thấy trên toàn thế giới.
Thậm chí, một số vụ nổ còn tạo ra được vành bức xạ nhân tạo, tương tự Vành đai bức xạ Van Allen tự nhiên. Nghiên cứu cho thấy các hạt mang điện bị mắc vào vành đai "giả" này vẫn giữ được số lượng đáng kể trong nhiều tuần.
Một số vệ tinh thời kỳ đầu bị hư hỏng thiết bị điện tử do ảnh hưởng từ các vụ thử hạt nhân. Các tác động khác của con người đối với môi trường vũ trụ bao gồm thử nghiệm giải phóng chất hóa học và làm nóng tầng điện ly bằng sóng tần số cao.
Đồng tác giả nghiên cứu Phil Erickson – trợ lý giám đốc đài thiên văn Haystack thuộc Học viện Công nghệ Massachusetts MIT (Mỹ) – cho biết:
"Các vụ thử hạt nhân là ví dụ điển hình về những tác động thường xuyên của Mặt trời đến khí hậu vũ trụ, nhưng là nhân tạo. Nếu chúng ta hiểu được điều gì xảy ra với một sự kiện có thể kiểm soát gây ra bởi con người, chúng ta có thể hiểu được sự biến thiên tự nhiên của môi trường cận vũ trụ."
Một tác động không ngờ đến của thử hạt nhân trên cao là các xung điện từ (EMP) tạo ra từ vụ nổ, có thể tác động tàn phá trên một khu vực địa lý rộng lớn. Sự bùng phát bức xạ điện từ dẫn đến biến đổi nhanh chóng các trường điện từ trường, từ đó gây hư hỏng lưới điện và điện tử.
Với việc con người hiện nay phụ thuộc vào điện, các nhà nghiên cứu cho rằng "EMP phát sinh từ các vụ nổ hạt nhân trên cao là mộ trong số ít mối đe dọa có thể khiến xã hội loài người lãnh hậu quả thảm khóc", vì EMP có thể bao quát toàn bộ một khu vực rộng lớn.
Nhưng một loại hoạt động của con người dường như đã dẫn đến hệ quả không được lường trước, bảo vệ Trái Đất khỏi bức xạ có hại.
Từ trước, các nhà khoa học đã phát hiện sóng radio tần số rất thấp (VLF) có khả năng tương tác với các hạt trong vũ trụ, ảnh hưởng đến cách và vị trí di chuyển của chúng. Đôi khi, tương tác này có thể tạo ra một đai bảo vệ quanh Trái Đất, chống lại bức xạ hạt năng lượng cao từ vũ trụ.
Tín hiệu VLF truyền từ các trạm phát trên mặt đất có thể vượt ra ngoài khí quyển, tạo thành một bong bóng bao phủ hành tinh. Bong bóng này có thể được nhìn thấy bởi các tàu vũ trụ cách xa mặt đất, ví dụ tàu thăm dò Van Allen của NASA.
Các thăm dò cho thấy viền ngoài của bong bóng VLF gần như trùng với cạnh bên trong của Vành đai bức xạ Van Allen. Dan Baker gọi ranh giới này là "hàng rào không thể xuyên thủng" và cho rằng nếu không có tín hiệu VLF do con người phát, ranh giới trên có thể tiến gần Trái Đất.
Trên thực tế, so sánh dữ liệu vệ tinh hiện nay với năm 1966, khi truyền sóng VLF còn hạn chế, cho thấy bong bóng VLF đã mở rộng.
Các chuyên gia chỉ ra rằng truyền VLF có thể là một cách để loại bỏ bức xạ quá mức từ môi trường gần Trái Đất. Các dự án đang được thực hiện để thử nghiệm truyền VLF ở tầng khí quyển phía trên, xem có thể loại bỏ các hạt tích điện dư thừa từ điều kiện khí hậu khắc nghiệt của vũ trụ.
Cần chú ý rằng, dù bị ảnh hưởng bởi hoạt động con người, nhưng khí hậu vũ trụ bị chi phối với các hiện tượng tự nhiên. Mặt trời giải phóng hàng triệu hạt tích điện, gọi là gió Mặt trời. Các cơn gió và bão Mặt trời gây hậu quả chủ yếu với công nghệ hiện đại.
Ngay cả trong sự kiện khốc liệt nhất, không thể có cơn bão Mặt trời "chết người" nào lọt vào khí quyển Trái Đất. Bài khí quyển tương đối dày và từ quyển của hành tinh có thể ngăn chặn các bức xạ có hại.
Ngay cả khi phát VLF có thể giúp bảo vệ Trái Đất, cần nhất trí rằng không nên can thiệp vào các hiện tượng tự nhiên, bất kỳ thay đổi nào của con người trong khu vực này đều có thể dẫn tới hậu quả tai hại.
Dan Baker và các cộng sự tin rằng tốt nhất nên giữ cho môi trường vũ trụ gần Trái Đất khỏi bị ô nhiễm bởi con người.