"Только вопрос времени": инженер объяснил, как солнечная буря может повлечь за собой хаос на Земле и уничтожить общество

Магнитная буря может приводить к более серьезным последствиям, чем головная боль или плохое самочувствие. В истории случались события, которые могли бы губительно повлиять на современные телекоммуникационные системы и остановить функционирование людей даже на несколько месяцев.

Недавно астрономы наблюдали события, получившие оценку G5 по шкале геомагнитных бурь от 1 до 5. Это повлияло на GPS-связь, в частности из строя вышло управление тракторами, требующими сантиметровой точности, пишет Study Finds.

Более сильные штормы могут привести к триллионам долларов денежных потерь и риску для людей. Шторм повлияет на большинство электрических систем, которыми люди пользуются каждый день.

Магнитные бури возникают, когда большой пузырь перегретого газа, называемый плазмой, выбрасывается с Солнца и ударяется о Землю. Это явление известно как корональный выброс массы,

Плазма коронального выброса состоит из облака протонов и электронов, электрически заряженных. Когда они достигают Земли, то взаимодействуют с окружающим планету магнитным полем. Это приводит к искривлению и ослаблению магнитного поля, что, в свою очередь, вызывает разные природные явления, в частности, появление полярного сияния в нехарактерных местах.

Геомагнитные бури в истории

Одна из сильнейших магнитных бурь вызвала хаос в одной из самых первых электронных технологий. 1 и 2 сентября 1859 года телеграфные системы по всему миру катастрофически вышли из строя. Операторы телеграфов сообщали, что получали удары электрическим током, телеграфная бумага загоралась и что они могли работать с отсоединенными батареями.

По вечерам полярное сияние можно было видеть на юг от Колумбии. Обычно оно характерно для высших широт на севере Канады, Скандинавии и Сибири.

То, что мир пережил в тот день, теперь известно как Керрингтонское событие, стало самым зафиксированным случаем геомагнитной бури, значительно сильнее бури в мае 2024 года.

Геомагнитные бури фиксируются с начала 19-го века, а научные данные, полученные из образцов антарктического ледового керна (фрагмента), свидетельствуют о еще более мощном явлении, произошедшем около 774 года нашей эры, известном как событие Мияке.

Эта солнечная вспышка вызвала наибольший и быстрый подъем уровня углерода-14 из всех когда-либо зафиксированных. Геомагнитные бури вызывают большое количество космических лучей в верхних слоях атмосферы Земли, которые, в свою очередь, производят углерод-14, радиоактивный изотоп углерода.

Буря, на 60% меньше Мияке, произошла около 993 года нашей эры. Образцы ледяного керна показали, что крупномасштабные штормы с такой же интенсивностью, как события Мияке и Кэррингтона, происходят в среднем раз в 500 лет.

Ученые смогли оценить силу керрингтонского события на основе колебаний магнитного поля Земли, зафиксированных обсерваториями в то время. Измерить магнитные колебания произошедшего Мияке не было возможности. Вместо этого ученые отметили, что содержание углерода-14 в кольцах деревьев того периода увеличилось.

Событие Мияке привело к увеличению содержания углерода-14 на 12%. Для сравнения, керрингтонское событие привело к увеличению содержания углерода-14 менее чем на 1%. Так что по сравнению с событием Мияке наверняка было незначительным.

Убийственная сила

Сегодня геомагнитная буря такой же интенсивности, как Кэррингтонское событие, повлияла бы не только на телеграфные провода. Последствия могут быть катастрофическими, учитывая постоянный рост зависимости от электроэнергии и новых технологий.

Геомагнитные бури генерируют индуцированные токи, протекающие по электрической сети, и могут превышать 100 ампер. Они попадают в электрические компоненты, подключенные к сети, такие как трансформаторы, реле и датчики. Сто ампер эквивалентны мощности электроэнергии, предоставляемой многим домохозяйствам. Токи такого размера могут вызвать внутренние повреждения в компонентах, что приводит к масштабным отключениям электроэнергии.

В марте 1989 года в Квебеке, Канада, произошла геомагнитная буря, втрое меньше Керрингтонского события. Буря привела к разрушению электросети Hydro-Quebec. Во время бури высокие магнитоиндуцированные токи повредили трансформатор в Нью-Джерси и сработали автоматические выключатели сети. В этом случае отключение привело к тому, что пять миллионов человек остались без электроэнергии на девять часов.

Нарушение связи

В дополнение к электрическим сбоям в глобальном масштабе будут нарушены коммуникации. Интернет-провайдеры могут выйти из строя, что, в свою очередь, лишит разные системы возможности коммуницировать. Будут нарушены высокочастотные системы связи, такие как земля-воздух, коротковолновая связь и радиосвязь "корабль-берег".

Спутники на орбите вокруг Земли могут быть повреждены индуцированными токами от выгорающих на их платах геомагнитной бури. Это приведет к перебоям в работе спутниковой телефонной связи, интернета, радио и телевидения.

Не считая того, когда геомагнитные бури поражают Землю, повышение солнечной активности приводит к расширению атмосферы наружу. Это расширение изменяет плотность атмосферы, в которой вращаются спутники. Атмосфера с более высокой плотностью создает сопротивление для спутника, что замедляет его движение. И если его не перевести на высшую орбиту, он может упасть обратно на Землю.

Еще одна сфера, которая потенциально может повлиять на повседневную жизнь, – это навигационные системы. Практически каждый вид транспорта от автомобилей до самолетов использует GPS для навигации и отслеживания. Даже портативные устройства, такие как мобильные телефоны, смарт-часы и отметочные метки, полагаются на GPS-сигналы, передаваемые со спутников. Военные системы в значительной степени зависят от GPS для координации. Другие военные системы обнаружения, такие как сверхгоризонтный радар и системы обнаружения подлодок, могут быть выведены из строя, что повредит национальной обороне.

С точки зрения интернета, геомагнитная буря масштаба события Кэррингтона может повлечь за собой геомагнитные индуцированные токи в подводных и наземных кабелях, формирующих основу интернета, а также в центрах обработки данных, хранящих и обрабатывающих все – от электронной почты и текстовых сообщений до наборов научных данных и инструментов искусственного интеллекта Это потенциально может вывести из строя всю сеть и помешать серверам соединяться друг с другом.

Только вопрос времени

Это лишь вопрос времени, когда Землю покроет еще одна крупная геомагнитная буря. Шторм размером с Керрингтонское событие нанесет огромный ущерб электрическим и коммуникационным системам по всему миру, а перебои в работе будут продолжаться неделями.

Если шторм будет размером с Событие Мияке, его последствия будут катастрофическими для мира, а возможные отключения будут длиться месяцы, а то и дольше. Даже с учетом предупреждений о космической погоде от Центра прогнозирования космической погоды NOAA, мир будет иметь всего от нескольких минут до нескольких часов предупреждения.

Специалисты обращают внимание, что очень важно продолжать исследование способов защиты электрических систем от воздействия геомагнитных бурь. Как это сделать? Например, установить устройства, которые могут защитить уязвимое оборудование, например трансформаторы. Также следует разработать стратегии регулирования нагрузки на сеть, когда приближаются солнечные бури. Словом, важно работать уже сейчас, чтобы минимизировать ущерб от следующего аналога кэррингтонского события.

Ранее OBOZ.UA писал, что некоторые спутники интернет сети Starlink из-за мощной магнитной бури вокруг Земли вышли из строя.

Только проверенная информация у нас в Telegram-канале OBOZ.UA и в Viber. Не ведитесь на фейки!