"To tylko kwestia czasu": inżynier wyjaśnia, w jaki sposób burza słoneczna może siać spustoszenie na Ziemi i zniszczyć społeczeństwo

Burza magnetyczna może mieć poważniejsze konsekwencje niż tylko ból głowy lub złe samopoczucie. W historii miały miejsce wydarzenia, które mogły mieć szkodliwy wpływ na nowoczesne systemy telekomunikacyjne i zakłócić funkcjonowanie ludzi nawet na kilka miesięcy.

Niedawno astronomowie zaobserwowali zdarzenia, które zostały ocenione jako G5 w skali burz geomagnetycznych od 1 do 5. Miało to wpływ na komunikację GPS, w szczególności na kontrolę traktorów, która wymaga centymetrowej dokładności, pisze Study Finds.

Silniejsze burze mogą spowodować biliony dolarów strat pieniężnych i ryzyko dla ludzi. Burza wpłynie na większość systemów elektrycznych, z których ludzie korzystają na co dzień.

Burze magnetyczne występują, gdy duża bańka przegrzanego gazu zwanego plazmą jest wyrzucana z powierzchni Słońca i uderza w Ziemię. Zjawisko to znane jest jako koronalny wyrzut masy,

Plazma koronalnego wyrzutu masy składa się z chmury protonów i elektronów, które są naładowane elektrycznie. Kiedy docierają do Ziemi, oddziałują z polem magnetycznym otaczającym planetę. Prowadzi to do zniekształcenia i osłabienia pola magnetycznego, co z kolei powoduje różne zjawiska naturalne, w tym pojawienie się zorzy polarnej w nietypowych miejscach.

Burze geomagnetyczne w historii

Jedna z najsilniejszych burz magnetycznych siała spustoszenie w jednej z najwcześniejszych technologii elektronicznych. W dniach 1 i 2 września 1859 r. systemy telegraficzne na całym świecie uległy katastrofalnej awarii. Operatorzy telegrafów donosili o porażeniach prądem, zapaleniu się papieru telegraficznego i o tym, że mogli działać z odłączonymi bateriami.

Wieczorami zorzę polarną można było zobaczyć aż na południu Kolumbii. Zjawisko to jest zwykle charakterystyczne dla wyższych szerokości geograficznych w północnej Kanadzie, Skandynawii i na Syberii.

To, czego świat doświadczył tego dnia, obecnie znane jako zdarzenie Carringtona, było największym zarejestrowanym przypadkiem burzy geomagnetycznej, znacznie silniejszym niż burza w maju 2024 roku.

Burze geomagnetyczne są rejestrowane od początku XIX wieku, a dane naukowe z próbek rdzenia lodowego Antarktydy (fragmenty) wskazują na jeszcze potężniejsze zjawisko, które wystąpiło około 774 r. n.e., znane jako wydarzenie Miyake.

Rozbłyski słoneczne powodują, że duże ilości promieni kosmicznych uderzają w górną atmosferę Ziemi, co z kolei wytwarza węgiel-14, radioaktywny izotop węgla. Wydarzenie Miyake spowodowało największy i najszybszy wzrost poziomu węgla-14 w historii.

Burza, o 60% mniejsza niż Miyake, miała miejsce około 993 roku naszej ery. Próbki rdzeni lodowych wykazały, że burze na dużą skalę o takiej samej intensywności jak wydarzenia Miyake i Carrington występują średnio raz na 500 lat.

Naukowcy byli w stanie oszacować siłę wydarzenia Carrington na podstawie wahań pola magnetycznego Ziemi zarejestrowanych przez obserwatoria w tamtym czasie. Nie było możliwe zmierzenie fluktuacji magnetycznych zdarzenia Miyake. Zamiast tego naukowcy zauważyli, że zawartość węgla-14 w słojach drzew z tego okresu wzrosła.

Wydarzenie Miyake doprowadziło do 12% wzrostu zawartości węgla-14. Dla porównania, zdarzenie Carringtona doprowadziło do wzrostu zawartości węgla-14 o mniej niż 1%. Tak więc w porównaniu z wydarzeniem Miyake, było ono prawdopodobnie nieistotne.

Zabójcza moc

Dziś burza geomagnetyczna o takiej samej intensywności jak zdarzenie Carringtona miałaby wpływ nie tylko na druty telegraficzne. Konsekwencje mogłyby być katastrofalne, biorąc pod uwagę stale rosnącą zależność od energii elektrycznej i nowych technologii.

Burze geomagnetyczne generują indukowane prądy, które przepływają przez sieć elektryczną i mogą przekraczać 100 amperów. Wpływają one na komponenty elektryczne podłączone do sieci, takie jak transformatory, przekaźniki i czujniki. Sto amperów odpowiada mocy dostarczanej do wielu gospodarstw domowych. Prądy tej wielkości mogą powodować wewnętrzne uszkodzenia komponentów, prowadząc do przerw w dostawie prądu na dużą skalę.

W marcu 1989 roku w kanadyjskiej prowincji Quebec wystąpiła burza geomagnetyczna trzykrotnie mniejsza od wydarzenia Carrington. Burza doprowadziła do zniszczenia sieci energetycznej Hydro-Quebec. Podczas burzy wysokie prądy indukowane magnetycznie uszkodziły transformator w New Jersey i wyłączyły wyłączniki sieciowe. W tym przypadku awaria spowodowała, że pięć milionów ludzi pozostawało bez zasilania przez dziewięć godzin.

Zakłócenia w komunikacji

Oprócz awarii elektrycznych, na skalę globalną zakłócona zostanie również komunikacja. Dostawcy Internetu mogą zawieść, co z kolei pozbawi różne systemy możliwości komunikacji. Systemy łączności o wysokiej częstotliwości, takie jak łączność powierzchniowa z powietrzem, łączność krótkofalowa i łączność radiowa między statkami, zostaną zakłócone.

Satelity na orbicie okołoziemskiej mogą zostać uszkodzone przez prądy indukowane przez burzę geomagnetyczną, które spowodują spalenie ich obwodów drukowanych. Doprowadzi to do przerw w satelitarnej łączności telefonicznej, internetowej, radiowej i telewizyjnej.

Ponadto, gdy burze geomagnetyczne uderzają w Ziemię, wzrost aktywności słonecznej powoduje rozszerzanie się atmosfery na zewnątrz. Ta ekspansja zmienia gęstość atmosfery, w której orbitują satelity. Atmosfera o większej gęstości stwarza opór dla satelity, co spowalnia jego ruch. A jeśli nie zostanie przeniesiony na wyższą orbitę, może spaść z powrotem na Ziemię.

Innym obszarem, który może potencjalnie wpłynąć na codzienne życie, są systemy nawigacji. Niemal każdy środek transportu, od samochodów po samoloty, wykorzystuje GPS do nawigacji i śledzenia. Nawet urządzenia przenośne, takie jak telefony komórkowe, inteligentne zegarki i znaczniki śledzące, polegają na sygnałach GPS wysyłanych z satelitów. Systemy wojskowe w dużym stopniu polegają na GPS w celu koordynacji. Inne wojskowe systemy wykrywania, takie jak radar ponad horyzontem i systemy wykrywania okrętów podwodnych, mogłyby zostać wyłączone, szkodząc obronie narodowej.

Jeśli chodzi o Internet, burza geomagnetyczna na skalę wydarzenia Carringtona mogłaby wywołać prądy geomagnetyczne w podmorskich i lądowych kablach, które tworzą szkielet Internetu, a także w centrach danych, które przechowują i przetwarzają wszystko, od wiadomości e-mail i wiadomości tekstowych po zbiory danych naukowych i narzędzia sztucznej inteligencji. Mogłoby to potencjalnie doprowadzić do awarii całej sieci i uniemożliwić serwerom wzajemną komunikację.

To tylko kwestia czasu

To tylko kwestia czasu, zanim kolejna duża burza geomagnetyczna uderzy w Ziemię. Burza o rozmiarach wydarzenia z Carrington spowodowałaby ogromne uszkodzenia systemów elektrycznych i komunikacyjnych na całym świecie, a przerwy w dostawie prądu trwałyby tygodniami.

Jeśli burza będzie miała rozmiar wydarzenia Miyake, jej skutki będą katastrofalne dla całego świata, z możliwymi przerwami w dostawie prądu trwającymi miesiące lub nawet dłużej. Nawet w przypadku ostrzeżeń pogodowych z Centrum Prognozowania Pogody Kosmicznej NOAA, świat będzie miał tylko kilka minut do kilku godzin ostrzeżenia.

Eksperci podkreślają, że niezwykle ważne jest kontynuowanie badań nad sposobami ochrony systemów elektrycznych przed skutkami burz geomagnetycznych. Jak można to zrobić? Na przykład instalując urządzenia, które mogą chronić wrażliwy sprzęt, taki jak transformatory. Warto również opracować strategie regulowania obciążenia sieci, gdy zbliżają się burze słoneczne. Krótko mówiąc, ważne jest, aby pracować teraz, aby zminimalizować szkody spowodowane kolejnym analogiem wydarzenia Carrington.

Tylko zweryfikowane informacje są dostępne na kanale OBOZ.UA Telegram i Viber. Nie daj się nabrać na podróbki!