都市伝説と現実｜⑦-4｜「電離層に働きかける」ことはできるのか――人工的なプラズマと電波の実験。

こんにちは。
Fuwamaru-studioです🤗

前回の記事↓

地球を取り巻く「見えない海」を、
人はどのように観測しているのか。

人工衛星や探査機によって、
電離層や磁気圏、
ヴァン・アレン帯、
そしてプラズマ波まで調べていることを見てきました。


そして最後に、
一つの疑問が残りました。


「見る」だけではなく、
人はその見えない世界に、
実際に働きかけることができるのでしょうか。


ここから今回の話が始まります。

電離層は、本当に変化させられるのか

これまでの記事でも紹介したように、
地上から強いHF（高周波）電波を電離層へ送る研究があります。


その代表的な施設の一つが、
アラスカのHAARPです。

HAARPでは、
電離層へ高周波電波を送り、
その反応を観測する実験が行われています。

目的は、
電離層を破壊することでも、
空を自由自在に操ることでもありません。

電波とプラズマが、
どのように相互作用するのか。
それを実験によって確かめることです。


そして、ここが重要です。


実際に、
人工的な変化は起こります。


電波を照射すると、
電子の温度が変化する。
プラズマの状態が変化する。
電離層の不規則構造が生じる。
場合によっては、
光学的な発光まで観測される。


こうした現象は、
過去から現在まで研究されてきました。(NASA技術報告サーバー)


つまり、
「人は電離層に何も影響を与えられない」というわけではありません。


小さな領域ではありますが、
人が電波を送り、
電離層を刺激し、
その変化を観測する。


そこまでは、
すでに科学として成立しています。


電波で「温める」とは

ここで、
もう一度「電離層加熱」という言葉に戻ります。


加熱と聞くと、
空を巨大な電子レンジのように温める
ようなイメージを持つかもしれません。


しかし、
実際にはそうではありません。


強いHF電波によって、
電離層に存在する電子へエネルギーを与えます。


その結果、
電子の温度が上がる。
プラズマの状態が変化する。
電波の散乱や吸収などにも変化が現れる。


そして、
その反応をレーダーなどで測定します。


過去の人工電離層加熱実験でも、
HF送信を開始すると、
特定の高度領域で電子温度が急速に上昇することが観測されています。(NASA技術報告サーバー)


つまり、
「加熱」という言葉には、
きちんと物理的な意味があります。


さらに興味深いのは、
電波の送り方そのものです。

ずっと同じ強さで送るだけではありません。

電波を変調する。
強さを変える。
タイミングを変える。
周波数を変える。

そして、
そのときプラズマがどう反応するのかを見る。


EISCATのトロムソ加熱施設でも、
複数の送信機とアンテナを使って、
電離層へ高周波電波を送り、
小さな領域を一時的に変化させる研究が行われています。(EISCAT)


つまり、
人はただ「電波を空へ送る」のではありません。

条件を細かく変えながら、

「この刺激を与えたら、
プラズマはどう反応するのか」
を調べているのです。


電離層に「人工的な波」を作る

さらに面白い現象があります。

HAARPでは、
HF電波を使って、
VLFやELFなどの低い周波数の電磁波を、
電離層の中で発生させる研究が行われています。

HAARP自身の説明によれば、
施設からVLFやELFを直接送信しているわけではありません。


HF電波によって、
電離層の電子の状態や電気伝導度を変化させ、


その結果として、
より低い周波数の電磁的な信号を生み出します。


実験では、
20kHz程度までの低周波放射が確認されています。(HAARP)

これは、
かなり不思議な仕組みです。

地上
↓
HF電波
↓
電離層
↓
プラズマの状態を変化させる
↓
低い周波数の電磁波が生まれる


つまり、

「ある電波を使って、
別の電磁的な現象を作る」
ということです。


まるで、
電離層そのものを
一種の巨大な電磁実験装置として利用しているようにも見えます。

人工的な「光」まで作れる

そして、
さらに興味深いのが発光です。


HAARPでは、
人工的なairglow、
つまり大気光を発生させる研究も行われています。

自然のオーロラほど明るいものではありません。


HAARP自身も、
自然のオーロラのような大規模な光を作ることはできないと説明しています。

一方で、
非常に弱い光学的発光を人工的に発生させ、
高感度カメラで観測することはできます。(HAARP)


つまり、
「人工オーロラを自由自在に作る」
という都市伝説とは違います。

しかし、
「電波によって電離層を刺激し、
その結果として弱い発光を生じさせる」

という現象そのものは、
科学研究として存在しています。


ここが、
都市伝説と現実の境目です。


もっと興味深い実験もあった

実は、
過去には電波だけではなく、
電離層へ人工的な物質を放出する実験も行われています。


NASAの資料には、
1990年代のCRRES関連実験で、
バリウムなどを上空へ放出し、
その後にHF電波を照射して、
プラズマの反応を調べた実験が記録されています。


その目的は、
自然のプラズマでは観測しにくい現象を、
人工的な条件を作ることで詳しく調べることでした。(NASA技術報告サーバー)

つまり科学では、
自然に起こる現象を待つ
だけではなく、
条件を人工的に変えてみる
という方法まで使われてきたのです。


では、
人は電離層を「操っている」のか

ここで、
重要な線引きをします。


人は、
電離層に人工的な変化を起こすことができます。


しかし、
「電離層全体を自由自在に操れる」
という意味ではありません。


研究で変化させているのは、
限られた範囲です。


しかも、
変化は時間とともに消えていきます。


太陽活動、
磁場、
大気の状態など、
さまざまな自然条件にも左右されます。


つまり、
「局所的な変化を起こせる」ことと、
「地球規模で電離層を自由に操作できる」ことは、まったく別の話です。

では、
なぜそんな実験をするのでしょうか。


それは、
自然界で起こっている現象を、
人工的に再現してみるためです。


自然の電離層では、
太陽からエネルギーが入る。


粒子が動く。
電磁場が変化する。
プラズマが不安定になる。
電波が散乱する。
光が生まれる。
さまざまな現象が同時に起こります。


そのため、
自然現象だけを見ていると、

「何が原因で、
何が結果なのか」
分からない場合があります。


そこで、
人が条件を一つずつ変えてみる。

そして、
反応を測定する。

そうすることで、
自然界の仕組みを理解しようとするのです。

ここから、
もう一つの疑問が生まれます。

もし地上から電波を送ることで、
電離層に変化を起こせるなら、

その影響は、
電離層だけで終わるのでしょうか。

電離層のさらに上には、
磁気圏があります。

そしてそこには、
ヴァン・アレン放射線帯があります。

そこには、
高エネルギーの電子やイオンが存在します。

もし電離層を通じて、
低周波の電磁波が発生したら。

もしそれが、
さらに上空へ伝わったら。

その先では、
何が起こるのでしょうか。

実は、
ここにはすでに、
非常に興味深い観測結果があります。

地上から送られたVLF電波が、
地球周辺の高エネルギー粒子環境に影響している可能性が観測されているのです。

次回は、
電離層のさらに上、
「地上から送った電波が、
宇宙空間の粒子にまで届く」
という、
少し驚くような現象を追ってみます。


人が「空」に働きかけた電波は、
一体どこまで届くのでしょうか。

そして――

その先には、
何があるのでしょうか。