Tu je návod, ako by dostatočne veľká slnečná búrka mohla úplne zmeniť svet

Nie naša skutočná vzdialenosť od Slnka. (Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images)

1. a 2. septembra 1859 telegrafné systémy na celom svete katastrofálne zlyhali. Operátori telegrafov hlásili zásah elektrickým prúdom, horiaci telegrafný papier a boli schopní obsluhovať zariadenia s odpojenými batériami .

Počas večerov bolo možné polárnu žiaru, známejšie ako polárna žiara, vidieť až na juh od Kolumbie. Zvyčajne sú tieto svetlá viditeľné iba vo vyšších zemepisných šírkach, v severnej Kanade, Škandinávii a na Sibíri.

Čo svet zažil v ten deň, teraz známy ako Podujatie Carrington , bol masívny geomagnetická búrka . Tieto búrky sa vyskytujú, keď je veľká bublina prehriateho plynu nazývaná plazma vyvrhnutá z povrchu slnka a zasiahne Zem. Táto bublina je známa ako výron koronálnej hmoty.



Plazma výronu koronálnej hmoty pozostáva z oblaku protónov a elektrónov, čo sú elektricky nabité častice. Keď tieto častice dosiahnu Zem, interagujú s magnetickým poľom, ktoré obklopuje planétu.

Táto interakcia spôsobuje skreslenie a oslabenie magnetického poľa, čo následne vedie k zvláštnemu správaniu polárnej žiary a iných prírodných javov. Ako an elektroinžinier kto sa špecializuje na rozvodnú sieť, študujem ako geomagnetické búrky tiež hrozí, že spôsobí výpadky elektriny a internetu a ako sa pred tým chrániť.

Geomagnetické búrky

Carringtonská udalosť z roku 1859 je najväčším zaznamenaným záznamom o a geomagnetická búrka , ale nejde o ojedinelú udalosť.

Geomagnetické búrky boli zaznamenané od začiatku 19. storočia a vedecké údaje zo vzoriek antarktického ľadového jadra ukázali dôkazy o ešte masívnejšej geomagnetickej búrke, ktorá došlo okolo roku 774 CE, teraz známy ako Miyake Event. Táto slnečná erupcia spôsobila najväčší a najrýchlejší nárast uhlíka-14, aký bol kedy zaznamenaný. Geomagnetické búrky spúšťajú veľké množstvo kozmického žiarenia v hornej atmosfére Zeme, ktoré zase produkuje uhlík-14 , rádioaktívny izotop uhlíka.

Geomagnetická búrka o 60 percent menšia ako udalosť Miyake došlo okolo roku 993 CE . Vzorky ľadového jadra preukázali, že rozsiahle geomagnetické búrky s podobnou intenzitou ako udalosti Miyake a Carrington sa vyskytujú v priemere raz za 500 rokov.

V súčasnosti používa Národný úrad pre oceán a atmosféru Stupnica geomagnetických búrok na meranie sily týchto slnečných erupcií. Stupnica „G“ má hodnotenie od 1 do 5, pričom G1 je vedľajší a G5 je extrém. Carrington Event by mal hodnotenie G5.

Je to ešte strašidelnejšie, keď porovnáte udalosť Carrington s udalosťou Miyake. Vedcom sa podarilo odhadnúť silu Carringtonskej udalosti na základe kolísania magnetického poľa Zeme ako to zaznamenali vtedajšie observatóriá. Neexistoval spôsob, ako zmerať magnetické kolísanie udalosti Miyake. Namiesto toho vedci zmerali nárast uhlíka-14 v letokruhoch stromov z tohto časového obdobia.

Miyake Event vyprodukoval a 12-percentný nárast uhlíka-14 . Na porovnanie, udalosť Carrington priniesla menej ako 1 percento nárastu uhlíka-14, takže udalosť Miyake pravdepodobne prevýšila udalosť G5 Carrington.

Vyraďovanie moci

Dnes by geomagnetická búrka rovnakej intenzity ako Carringtonská udalosť ovplyvnila oveľa viac ako telegrafné drôty a mohla by byť katastrofálna. S neustále rastúcou závislosťou na elektrine a nových technológiách by akékoľvek narušenie mohlo viesť k peňažným stratám v hodnote biliónov dolárov a ohrozeniu života v závislosti od systémov. Búrka by ovplyvnila väčšina elektrických systémov ktoré ľudia používajú každý deň.

Geomagnetické búrky vytvárajú indukované prúdy, ktoré pretekajú elektrickou sieťou. Geomagneticky indukované prúdy , ktoré môžu byť vyššie ako 100 ampérov, prúdia do elektrických komponentov pripojených k sieti, ako sú transformátory, relé a snímače.

Sto ampérov je ekvivalentom elektrickej služby poskytovanej mnohým domácnostiam. Prúdy tejto veľkosti môžu spôsobiť vnútorné poškodenie komponentov, čo vedie k veľkým výpadkom napájania.

Geomagnetická búrka trikrát menšia ako Carringtonská udalosť sa vyskytla v Quebecu v Kanade v marci 1989. Búrka spôsobilo kolaps elektrickej siete Hydro-Quebec .

Počas búrky poškodili vysoké magneticky indukované prúdy transformátor v New Jersey a vypli ističe siete. V tomto prípade výpadok viedol k päť miliónov ľudí je bez prúdu deväť hodín .

Prerušenie spojení

Okrem elektrických porúch by došlo k narušeniu komunikácie v celosvetovom meradle. Poskytovatelia internetových služieb by mohli zaniknúť, čo by následne vyňalo schopnosť rôznych systémov medzi sebou komunikovať. Narušili by sa vysokofrekvenčné komunikačné systémy, ako je zem-vzduch, krátkovlnné rádio a rádio medzi loďou a pobrežím.

Satelity na obežnej dráhe okolo Zeme by mohli byť poškodené indukovanými prúdmi z geomagnetickej búrky, ktoré by spálili ich obvodové dosky. To by viedlo k narušenia v satelitnom telefóne, internete, rádiu a televízii.

Keď geomagnetické búrky zasiahnu Zem, zvýšenie slnečnej aktivity spôsobí expanziu atmosféry smerom von. Táto expanzia mení hustotu atmosféry, kde obiehajú satelity. Atmosféra s vyššou hustotou vytvára ťah na satelite, čo ho spomaľuje. A ak nie je vmanévrovaný na vyššiu obežnú dráhu, môže spadnúť späť na Zem.

Ďalšou oblasťou narušenia, ktorá by potenciálne mohla ovplyvniť každodenný život, sú navigačné systémy. Prakticky každý spôsob dopravy, od áut po lietadlá, využíva GPS na navigáciu a sledovanie. Dokonca aj vreckové zariadenia, ako sú mobilné telefóny, inteligentné hodinky a sledovacie značky, sa spoliehajú na signály GPS odosielané zo satelitov.

Vojenské systémy sú z hľadiska koordinácie silne závislé od GPS. Iné vojenské detekčné systémy, ako sú radary presahujúce horizont a systémy detekcie ponoriek, by mohli byť narušené, čo by bránilo národnej obrane.

Pokiaľ ide o internet, geomagnetická búrka v rozsahu udalosti Carrington by mohla produkujú geomagneticky indukované prúdy v podmorských a pozemných kábloch ktoré tvoria chrbticu internetu, ako aj dátové centrá, ktoré uchovávajú a spracúvajú všetko od e-mailov a textových správ až po súbory vedeckých údajov a umela inteligencia nástrojov. To by potenciálne narušilo celú sieť a zabránilo by sa serverom spojiť sa navzájom.

Je to len otázka času

Je len otázkou času, kedy Zem zasiahne ďalšia geomagnetická búrka. Bola by to búrka veľkosti udalosti Carrington mimoriadne škodlivé do elektrických a komunikačných systémov na celom svete s výpadkami trvajúcimi niekoľko týždňov.

Ak má búrka veľkosť udalosti Miyake, výsledky by boli pre svet katastrofálne a potenciálne výpadky by trvali mesiace, ak nie dlhšie. Aj s výstrahy pred vesmírnym počasím z Centra predpovede vesmírneho počasia NOAA by mal svet upozorniť len niekoľko minút až niekoľko hodín.

Som presvedčený, že je nevyhnutné pokračovať vo výskume spôsobov ochrany elektrických systémov pred účinkami geomagnetických búrok, napr inštaláciu zariadení, ktoré môžu chrániť zraniteľné zariadenia ako transformátory a vývojom stratégií na úpravu zaťaženia siete, keď slnečné búrky sa chystajú zasiahnuť. Stručne povedané, je dôležité pracovať už teraz, aby ste minimalizovali prerušenia z nasledujúceho podujatia Carrington.

David Wallace , odborný asistent klinického profesora elektrotechniky, Štátna univerzita v Mississippi .

Tento článok je znovu publikovaný z Konverzácia pod licenciou Creative Commons. Čítať pôvodný článok .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.