Как една екстремална геомагнитна буря може за дълго да промени света
С развитието на технологиите човечеството се изправя пред все по-големи предизвикателства за справяне с такива природни явления, като слънчевите изригвания и причинените от тях геомагнитни бури. Има доказателства, че в миналото е имало такива екстремални бури, като най-силните са известни като събитието Карингтън и събитието Мияке, които в днешни условия биха довели до много сериозни поражения на глобалните електрически и комуникационни системи, а даже и до катастрофа.
Супер изригване на Слънцето
На 28 август 1859 г. e започнала необичайна слънчевата активност, с много петна и изригвания, която продължила до 2 септември. Веднага след обяд на 1 септември британският астроном Ричард Карингтън е наблюдавал най-големия протуберанс, който предизвиква огромно изхвърляне на маса от короната на Слънцето. То се понася към Земята и стига до нея само за 18 часа (обикновено са нужни 2-3 дни) и провокира най-силната геомагнитна буря в историята на наблюденията, с обща мощност еквивалентна на десет водородни бомби. Също така на 1 септември 1859 г. телеграфните системи по целия свят излизат от строя. Телеграфистите се оплакват от удари с електрически ток, подпалване на телеграфната хартия и невъзможност за работа с оборудването.
Полярните сияния можели да бъдат наблюдавани почти по целия свят, дори над Карибите. Например, в Скалистите планини (в планинската верига Кордилери, на западния бряг на Америка), небето е светело толкова ярко, че златотърсачите се събудили и започнали да си приготвят закуска, мислейки, че е сутрин, а хората в североизточните щати на САЩ са можели да четат вестник под светлината на северното сияние. Сиянието се е виждало много далеч от полюсите и най-високите географски ширини, тоест от Северна Канада, Скандинавия и Сибир, където обичайно то се наблюдава. През тези дни то се виждало и в такива места като Субсахарска Африка (Сенегал, Мавритания, дори в Монровия, Либерия), Монтерей и Тампико в Мексико, Куинсланд, Куба, Хавай, и даже от географски ширини близо до екватора, като южната част на Колумбия.
Това, което светът е преживял през този ден, сега е известно като събитието на Карингтън (на името на британския астроном Ричард Карингтън), и представлявало изключително силна геомагнитна буря, която е известна и под името Слънчевата супербуря. Тези бури възникват, когато голям балон от прегрят газ в състояние на плазма, се изхвърля от повърхността на Слънцето по посока на Земята. Този процес е известен като коронално изхвърляне на маса.
Плазмата се състои от облак от протони и електрони, които представляват електрически заредени частици. Когато тези частици достигнат Земята, те започват да взаимодействат с магнитното поле, което заобикаля планетата. Взаимодействието води до изкривяване и отслабване на магнитното поле, което от своя страна води до странното поведение на северното сияние и други природни явления.
Геомагнитните бури
Събитието Карингтън от 1859 г. е най-силната регистрирана досега геомагнитна буря, но тя не е изолирано събитие.
Геомагнитните бури започват да се регистрират от началото на 19-ти век, а научните доказателства от проби на взети на Антарктика ледени ядки, показват доказателства за още по-мощна геомагнитна буря, възникнала около 774 г. сл. Хр. и е известна като събитието Мияке. Това слънчево изригване е довело до най-голямото и най-бързото увеличение на изотопа въглерод-14, регистрирано някога. Геомагнитните бури водят до големи количества космически лъчи в горните слоеве на земната атмосфера, които от своя страна произвеждат радиоактивния изотоп въглерод-14.
Понастоящем Националната агенцията за океански и атмосферни условия на САЩ (NOAA) използва скала за геомагнитните бури за измерване силата на тези слънчеви изригвания, известна като „Скалата G“ . Тя определя силата на геомагнитните бури от 1 до 5, където G1 е незначителна, а G5 е екстремална. Събитието Карингтън щеше да бъде оценено като G5.
Става още по-неприятно, когато сравните събитието Карингтън със събитието Мияке. Учените са успели да оценят силата на събитието Карингтън въз основа на флуктуациите в магнитното поле на Земята, регистрирани от обсерваториите от онова време. За съжаление магнитните флуктуации e нямало как да бъдат измерени за събитието Мияке, но вместо това учените са измерили увеличението на въглерод-14 в дървесните пръстени от този период.
Оказало се, че събитието Мияке е довело до 12% увеличение на въглерод-14, докато събитието Карингтън е довело до увеличение на въглерод-14 с по-малко от 1 процент. Това доказва, че това слънчево изригване и предизвиканата от него геомагнитна буря може да се оцени като доста по-екстремно от събитието Карингтън. Друго коронално изхвърляне на маса, което е предизвикала геомагнитна буря с 60% по-малка от събитието Мияке, се е случила около 993 г. сл.Хр.
Изключване на електричеството
В наши дни геомагнитна буря със същата интензивност като събитието Карингтън би довело до доста по-сериозни последици, даже до катастрофа , отколкото повредата на телеграфните проводници. С непрекъснато нарастващата зависимост на човечеството от електричеството и новите технологии, всяка повреда може да доведе до загуби за трилиони долари и риск за човешки животи, зависещи от системите. Подобно явление ще засегне повечето електрически системи, които хората използват всеки ден.
Прекъсване на комуникациите
Освен прекъсване на тока, ще бъдат нарушени и комуникациите в глобален мащаб. Доставчиците на интернет услуги могат да се сринат, което от своя страна ще направи невъзможна комуникацията между различните системи. Високочестотните комуникационни системи, такива като радиовръзката „земя-въздух“, късовълнови комуникации и връзките „кораб-бряг“ ще бъдат нарушени.
Сателитите в околоземна орбита могат да бъдат повредени от индуцираните от геомагнитните бури електрически потоци, изгарящи техните платки. Това ще доведе до прекъсвания в работата на сателитните телефонни комуникации, интернета, радиото и телевизията.
Също така, когато геомагнитни бури удрят Земята, увеличаването на слънчевата активност кара атмосферата да се разширява навън. Това разширение променя плътността на атмосферата, около която се въртят спътниците. Атмосферата с по-висока плътност създава съпротивление за спътника, което го забавя и ако не бъде изведен на по-висока орбита, той може да падне обратно на Земята.
Още една застрашена област, която потенциално може да повлияе на ежедневието ни, са навигационните системи. На практика всички видове транспорт, от автомобилите до самолетите, използват GPS за навигация и проследяване. Дори преносимите устройства като мобилните телефони, смарт часовници и много други разчитат на GPS сигнали, изпратени от сателитите.
От гледна точка на Интернет, геомагнитна буря с мащаба на събитието Карингтън може да предизвика геомагнитно индуцирани токове в подводните и наземните кабели, които формират гръбнака на Интернет, както и в центровете за обработка на данни, които съхраняват и обработват всичко – от имейлите и текстовите съобщения до научните данни и инструментите за изкуствен интелект. Това потенциално може да наруши функционирането на цялата мрежа.
Може би е просто въпрос на време
Въпрос на време е кога подобна геомагнитна буря ще удари Земята. Пробите от ледените ядки показват, че събития с такава интензивност се повтарят средно около веднъж на 500 години. Най-силната буря от началото на космическата ера (от 1957 г.) се е случила на 13 март, 1989 г. с интензивност около 3 пъти по-слаба от събитието Карингтън. Буря с размерите на събитието Карингтън може да предизвика хаос в електрическите и комуникационните системи по целия свят, тъй като прекъсванията на тока ще продължат със седмици.
Но ако бурята бъде толкова силна, колкото събитието Мияке, последствията ще са катастрофални за целия свят, с потенциални прекъсвания на електрозахранването с месеци, ако не и по-дълго. Дори и с предупрежденията за подобни опасности от страна на NOAA, светът ще разполага само с часове преди да настъпят сериозните поражения.
