"Лише питання часу": інженер пояснив, як сонячна буря може спричинити хаос на Землі і знищити суспільство

Магнітна буря може призводити до серйозніших наслідків, ніж головний біль чи погане самопочуття. В історії траплялись події, які могли би згубним чином вплинути на сучасні телекомунікаційні системи та зупинити функціонування людей навіть на кілька місяців. 

Недавно астрономи спостерігали події, що отримали оцінку G5 за шкалою геомагнітних бур від 1 до 5. Це вплинуло на GPS-зв'язок, зокрема з ладу вийшло керування тракторами, що вимагає сантиметрової точності, пише Study Finds.

Більш сильні шторми можуть призвести до трильйонів доларів грошових втрат і ризику для людей. Шторм вплине на більшість електричних систем, якими люди користуються щодня.

Магнітні бурі виникають, коли велика бульбашка перегрітого газу, що називається плазмою, викидається з поверхні Сонця і вдаряється об Землю. Це явище відоме як корональний викид маси, 

Плазма коронального викиду складається з хмари протонів і електронів, які є електрично зарядженими. Коли вони досягають Землі, то взаємодіють з магнітним полем, що оточує планету. Це призводить до викривлення та послаблення магнітного поля, що, в свою чергу, викликає різні природні явища, зокрема, появу полярного сяйва в нехарактерних місцях.

Геомагнітні бурі в історії

Одна з сильніших магнітних бурь спричинила хаос в одній з найперших електронних технологій. 1 та 2 вересня 1859 року телеграфні системи по всьому світу катастрофічно вийшли з ладу. Оператори телеграфів повідомляли, що отримували удари електричним струмом, телеграфний папір загорявся, і що вони могли працювати з від'єднаними батареями.

Вечорами полярне сяйво можна було бачити аж на південь від Колумбії. Зазвичай воно характерне для вищих широт на півночі Канади, Скандинавії та Сибіру.

Те, що світ пережив того дня, тепер відоме як Керрінгтонська подія, стало найбільшим зафіксованим випадком геомагнітної бурі, значно сильнішим, ніж буря у травні 2024 року.

Геомагнітні бурі фіксуються з початку 19-го століття, а наукові дані, отримані зі зразків антарктичного льодового керна (фрагмента), свідчать про ще потужніше явище, що сталося близько 774 року нашої ери, відоме як подія Міяке.

Сонячні спалахи викликають велику кількість космічних променів у верхніх шарах атмосфери Землі, які, в свою чергу, виробляють вуглець-14, радіоактивний ізотоп вуглецю. Подія Міяке спричинила найбільший і найшвидший підйом рівня вуглецю-14 в історії.

Буря, на 60% менша за Міяке, сталася близько 993 року нашої ери. Зразки крижаного керна показали, що великомасштабні шторми з такою ж інтенсивністю, як події Міяке і Керрінгтона, відбуваються в середньому раз на 500 років.

Вчені змогли оцінити силу Керрінгтонської події на основі коливань магнітного поля Землі, зафіксованих обсерваторіями в той час. Виміряти магнітні коливання події Міяке не було можливості. Замість цього вчені відзначили, що вміст вуглецю-14 в кільцях дерев того періоду збільшився.

Подія Міяке призвела до збільшення вмісту вуглецю-14 на 12%. Для порівняння, Керрінгтонська подія призвела до збільшення вмісту вуглецю-14 менш ніж на 1%. Тож порівняно з подією Міяке напевно була незначною.

Вбивча сила

Сьогодні геомагнітна буря такої ж інтенсивності, як Керрінгтонська подія, вплинула б не лише на телеграфні дроти. Наслідки можуть бути катастрофічними з огляду на постійне зростання залежності від електроенергії і нових технологій. 

Геомагнітні бурі генерують індуковані струми, що протікають через електричну мережу, і можуть перевищувати 100 ампер. Вони потрапляють в електричні компоненти, підключені до мережі, такі як трансформатори, реле та датчики. Сто ампер еквівалентні потужності електроенергії, що надається багатьом домогосподарствам. Струми такого розміру можуть викликати внутрішні пошкодження в компонентах, що призводить до масштабних відключень електроенергії.

У березні 1989 року в Квебеку, Канада, сталася геомагнітна буря, втричі менша за Керрінгтонську подію. Буря призвела до руйнування електромережі Hydro-Quebec. Під час бурі високі магнітоіндуковані струми пошкодили трансформатор у Нью-Джерсі і спрацювали автоматичні вимикачі мережі. У цьому випадку відключення призвело до того, що п'ять мільйонів людей залишилися без електроенергії на дев'ять годин.

Порушення зв'язку

На додаток до електричних збоїв, у глобальному масштабі будуть порушені комунікації. Інтернет-провайдери можуть вийти з ладу, що, в свою чергу, позбавить різні системи можливості комунікувати. Будуть порушені високочастотні системи зв'язку, такі як земля-повітря, короткохвильовий зв'язок і радіозв'язок "корабель-берег".

Супутники на орбіті навколо Землі можуть бути пошкоджені індукованими струмами від геомагнітної бурі, що вигорять на їхніх платах. Це призведе до перебоїв у роботі супутникового телефонного зв'язку, інтернету, радіо і телебачення.

Крім того, коли геомагнітні бурі вражають Землю, збільшення сонячної активності призводить до розширення атмосфери назовні. Це розширення змінює щільність атмосфери, в якій обертаються супутники. Атмосфера з вищою щільністю створює опір для супутника, що уповільнює його рух. І якщо його не перевести на вищу орбіту, він може впасти назад на Землю.

Ще одна сфера, яка потенційно може вплинути на повсякденне життя, - це навігаційні системи. Практично кожен вид транспорту, від автомобілів до літаків, використовує GPS для навігації та відстеження. Навіть портативні пристрої, такі як мобільні телефони, смарт-годинники і мітки для відстеження, покладаються на GPS-сигнали, що надсилаються з супутників. Військові системи значною мірою залежать від GPS для координації. Інші військові системи виявлення, такі як надгоризонтний радар і системи виявлення підводних човнів, можуть бути виведені з ладу, що зашкодить національній обороні.

З точки зору інтернету, геомагнітна буря масштабу події Керрінгтона може спричинити геомагнітні індуковані струми в підводних і наземних кабелях, які формують основу інтернету, а також у центрах обробки даних, які зберігають і обробляють все - від електронної пошти і текстових повідомлень до наборів наукових даних та інструментів штучного інтелекту. Це потенційно може вивести з ладу всю мережу і перешкодити серверам з'єднуватися один з одним.

Лише питання часу

Це лише питання часу, коли Землю накриє ще одна велика геомагнітна буря. Шторм розміром з Керрінгтонську подію завдасть величезної шкоди електричним та комунікаційним системам по всьому світу, а перебої в роботі триватимуть тижнями.

Якщо шторм буде розміром з Подію Міяке, його наслідки будуть катастрофічними для світу, а можливі відключення триватимуть місяці, а то й довше. Навіть з урахуванням попереджень про космічну погоду від Центру прогнозування космічної погоди NOAA, світ матиме лише від кількох хвилин до кількох годин попередження.

Фахівці звертають увагу, що вкрай важливо продовжувати дослідження способів захисту електричних систем від впливу геомагнітних бурь. Як це зробити? Наприклад, встановити пристрої, що можуть захистити вразливе обладнання, як-от, трансформатори. Також варто розробити стратегії регулювання навантаження на мережу, коли сонячні бурі наближаються. Словом, важливо працювати вже зараз, щоб мінімізувати збитки від наступного аналогу Керрінгтонської події.

Раніше OBOZ.UA писав, що деякі супутники інтернетмережі Starlink через потужну магнітну бурю навколо Землі вийшли з ладу.

Лише перевірена інформація у нас в Telegram-каналі OBOZ.UA та у Viber. Не ведіться на фейки!