Burze na Słońcu są zagrożeniem dla Ziemi

Piątek, 26 kwietnia 2013

Gdy w 1859 roku na Słońcu doszło do eksplozji, przez kable telegraficzne przeszły iskry, a dokumenty w urzędach pocztowych stanęły w ogniu.

Zdjęcie

Burza na Słońcu /AFP
Burza na Słońcu
/AFP

Była to największa burza geomagnetyczna odnotowana w historii. Słońce wyrzuciło w kierunku Ziemi miliardy ton elektronów i protonów. Gdy te cząsteczki zderzyły się polem magnetycznym naszej planety, na nocnym niebie powstały widowiskowe poświaty w kolorach czerwieni, zieleni i purpury. Z ziemi zaś wypiętrzyły się potężne prądy elektryczne, które popłynęły po kablach, doprowadzając do przeładowania obwodów.

Gdyby taka burza uderzyła w Ziemię w obecnym stuleciu, nie tylko przewody elektryczne i papiery na pocztach byłyby zagrożone. Mogłoby dojść do awarii niektórych satelitów krążących wokół Ziemi, zakłóceń sygnałów GPS, a skoki napięcia doprowadziłyby do awarii sieci energetycznych, pogrążając w ciemnościach całe kontynenty.

Reklama

Naukowcy twierdzą, że nie da się przewidzieć, kiedy nastąpi kolejna wielka burza na Słońcu i co ważne, czy Ziemia stanie na jej drodze. Wiedzą jednak, że im więcej plam na słońcu, tym więcej burz. A tej jesieni wchodzimy w szczytową fazę 11 letniego cyklu plam słonecznych.

Plamy słoneczne to miejsca burzliwych pól magnetycznych, gdzie powstają słoneczne rozbłyski. Ich pojawianie się i znikanie jest obiektem obserwacji od stuleci, ale dopiero kilkadziesiąt lat temu naukowcy powiązali pola magnetyczne z plamami, które potrafią rozbłysnąć mocnym światłem i wyrzucić z siebie naładowane cząsteczki, podczas potężnych eksplozji.

Eksperci są podzieleni w sprawie ziemskich konsekwencji katastrofalnych burz słonecznych, znanych jako przypadek Carringtona, od nazwiska astronoma-amatora, który opisał zjawisko z roku 1859.

Całkowite zaciemnienie kontynentu dotknęłoby miliony ludzi, ale jest to sytuacja do opanowania - jak twierdzi John Moura z północnoamerykańskiej organizacji non-profit, powołanej przez służby komunalne do dbania o niezawodność sieci energetycznych. Jak uważa, przywrócenie działania większości sieci zajęłoby około tygodnia.

Inni naukowcy snują bardziej pesymistyczne prognozy. Uważają, że duże i wycelowane w Ziemię erupcje słoneczne. spowodowałyby nie tylko zaciemnienie, ale uszkodziłyby także transformatory i inne kluczowe elementy sieci energetycznych.

Niektóre obszary mogłyby zostać pozbawione energii na całe miesiące, a chroniczne kłopoty z dostawą prądu mogłyby trwać wiele lat - jak wskazuje amerykański Narodowy Instytut Badawczy powiązany z Narodową Akademią Nauk.

Jednak obecny cykl słoneczny jest spokojniejszy niż poprzednie. A nawet jeśli Słońce wyrzuci z siebie ogromne fale energii, jak miało to miejsce w lipcu zeszłego roku, to najprawdopodobniej podryfują one w głąb układu słonecznego. Rzadko bowiem zdarza się, by Ziemia stanęła na ich drodze.

Jednak tak samo, jak w przypadku huraganów powstających podczas pełni księżyca i mogących zatopić Nowy Jork, rzadko nie oznacza niemożliwego.

"Istnieje możliwość wystąpienia ogromnej burzy i to jej konsekwencje spędzają sen z oczu naukowców" - mówi William Murtagh, koordynujący program centrum kosmometeorologicznego, będącego częścią narodowej administracji ds. oceanów i przestrzeni kosmicznej.

Najdokładniej zbadana aktywność słoneczną, która zakłóciła działanie sieci elektrycznych, miała miejsce 13 marca 1989, a odnotowano ją w kanadyjskiej prowincji Quebec. We wczesnych godzinach porannych burza słoneczna zakłóciła napięcie w przewodach elektrycznych, powodując przerwy w dostawie energii. W przeciągu kilku minut cała prowincja pogrążyła się w ciemnościach wymuszając zamknięcia sklepów, szkół, lotnisk oraz metra, przywrócenie poprawnego działania zajęło klika godzin.

Kilka miesięcy później doszło do kolejnego uderzenia, gdy inna burza słoneczna wyłączyła komputery giełdy w Toronto, paraliżując tym samym operacje finansowe.

Organizacja, której przewodzi Moura, wydała raport według którego, służby komunalne powinny być ostrzeżone odpowiednio wcześniej, tak by móc wyłączyć sieć elektryczną i tym samym ochronić transformatory. Kolejnym zadaniem jest oszacowanie potencjalnych uszkodzeń samych transformatorów.

"Naukowcy nie mają pełnych informacji w tym zakresie" - mówi Antti Pulkkinen z centrum lotów kosmicznych Goddarda w NASA.

"Niebezpieczeństwo nie minie wraz ustaniem solarnego maksimum - okresu najburzliwszej pogody na Słońcu. Nawet jeśli jest spokojne, z kilkoma plamami, Słońce potrafi wygenerować potężną eksplozję.

Rozbłyski słoneczne, pokonujące przestrzeń z prędkością światła, docierają do Ziemi w 8,5 minuty i potrafią zakłócić niektóre sygnały radiowe. Jednak gdy mamy do czynienia z ogromnym wybuchem - gdy słońce wyrzuca z siebie miliardy ton elektronów i protonów, które przyspieszają do milionów kilometrów na godzinę - to mamy większe zmartwienie.

Cząsteczki, którym zajmuje dwa do trzech dni, by pokonać 149 milionów kilometrów jakie dzielą nas od Słońca, nigdy nie uderzają w powierzchnie naszej planety, ponieważ odpycha je ziemskie pole magnetyczne.

Wówczas jednak zostają uwięzione w polu. Podczas ich wahadłowych ruchów powstaje nowe pole magnetyczne, które z kolei indukuje prąd elektryczny z gleby. Ten prąd wypiętrza się i wędruje po przewodach elektrycznych.

"W pewnym sensie gramy ze Słońcem w rosyjską ruletkę" - mówi John Kappenman, inżynier przewodzący konsultantom ds. burz słonecznych - ostrzegając przed katastrofą.

Obecny cykl słoneczny wymyka się prostym interpretacjom. Zaczął się tak późno, że wywołał spekulacje o długim i cichym okresie, jak ten z XVI wieku, gdy niemal żadna plama nie przesłaniała słonecznego oblicza przez całe dziesięciolecia. Był spokojniejszy niż przewidywali to eksperci i, wedle obecnej wiedzy, jego szczyt wypadł wcześnie.

Słoneczne półkule nie są ze sobą zsynchronizowane. Północna ma już szczyt za sobą - tworząc największe plamy pod koniec 2011 roku i cichnąc. Południowa była zaś cicha przez cały ten okres.

Większość naukowców spodziewa się uaktywnienia południowej półkuli i pojawienia się plam, gdy zbliżymy się do solarnego maksimum, czyli tej jesieni. Takie podwójne szczyty występowały w poprzednich cyklach.

"Mogę to powiedzieć ze sporym przekonaniem - drugi szczyt pojawi się w 2013 roku" - uważa Douglas Biesercker z centrum kosmometeorologii i przewodniczący panelu, który przedłożył prognozy obecnego cyklu słonecznego.

"Czy zbliżający się szczyt będzie burzliwszy od pierwszego?" - pyta. "By poznać odpowiedź musimy poczekać na południową półkulę. Północna raczej już niczym nas nie zaskoczy".

A jeśli szczyt nigdy nie nadejdzie i okaże się, że maksimum solarne mamy już za sobą? "To będzie znaczyć, że mamy do czynienia z bardzo nietypowym cyklem" - uważa Biesecker. 

Kenneth Chang

Tłum. Bartosz Rumieńczyk

Artykuł pochodzi z kategorii: The New York Times

The New York Times
Więcej na temat:Słońce