توصّل بحثٌ علمي أجراه علماء من جامعة هوكايدو في اليابان إلى أن العصف الذي أحدثه انفجار مرفأ بيروت في الغلاف الجوي تسبّب باختلالات في شحنات الإلكترون في الطبقة العليا لغلاف الأرض الجوي أو ما يُعرَف بالأيونوسفير

وورد في خلاصة البحث التي نُشِرت في المجلة العلمية Scientific Reports أن ما يزيد عن 2750 طناً من نترات الأمونيوم المخزَّنة بطريقة غير آمنة انفجرت في مرفأ بيروت عند الساعة السادسة وبضع دقائق بالتوقيت المحلي في 4 آب 2020، ما أسفر عن مقتل نحو 200 شخص وتشريد أكثر من 300000 شخص، وخلّف حفرة بقطر 140 متراً. ويُعتبَر الانفجار من أكبر الانفجارات غير النووية التي يتسبب بها الإنسان في التاريخ البشري.

وفي هذا الإطار، قام فريق العلماء الذي ضم أيضاً زملاء من المعهد الوطني للتكنولوجيا في مدينة روركيلا في الهند، باحتساب التغييرات في مجموع الإلكترونات في طبقة الأيونوسفير التي تمتد من ارتفاع نحو 50 إلى 965 كيلومتراً في الغلاف الجوي. يُشار إلى أن الأحداث الطبيعية مثل الإشعاع ما فوق البنفسجي والعواصف الجيومغناطيسية، والأنشطة البشرية مثل الاختبارات النووية، يمكن أن تتسبب باضطرابات في شحنات الإلكترون في طبقة الأيونوسفير.

وفي هذا الصدد، قال كوسوكي هيكي، الاختصاصي في علوم الأرض والكواكب في جامعة هوكايدو: "توصّلنا إلى أن الانفجار أحدث موجة اجتازت طبقة الأيونوسفير في اتجاه الجنوب بسرعة نحو 0.8 كيلومتر في الثانية". وهذا مشابه لسرعة الموجات الصوتية التي تَعبر طبقة الأيونوسفير.

وقد احتسب الفريق التغييرات في محتوى شحنات الإلكترون في طبقة الأيونوسفير من خلال النظر إلى الفوارق في فترات التأخير في نقل إشارات الموجات الصغرى من الأقمار الصناعية التابعة للنظام العالمي لتحديد المواقع (GPS) إلى محطاتها الأرضية. 

فالتغييرات في شحنات الإلكترون تؤثّر في هذه الإشارات لأنها تمرّ عبر الأيونوسفير ويجب أخذها في الاعتبار بصورة منتظمة لقياس المواقع بدقة وفقاً لنظام GPS.

وقارن العلماء أيضاً حجم الموجة التي ولّدها انفجار مرفأ بيروت في طبقة الأيونوسفير بموجات مشابهة سُجِّلت بعد حوادث طبيعية وأخرى من صنع الإنسان. 

وتبيّن لهم أن هذه الموجة أكبر بقليل من تلك التي تسبب بها انفجار بركان أساما في وسط اليابان في عام 2004، وأنها أكبر بكثير من الموجة التي خلّفها انفجار في أحد مناجم الفحم في وايومنغ في الولايات المتحدة في عام 1996.