Lūk, kā pietiekami liela saules vētra var pilnībā izmainīt pasauli

Nav mūsu faktiskais attālums līdz Saulei. (Marks Garliks/Science Photo Library/Getty Images)

1859. gada 1. un 2. septembrī telegrāfa sistēmas visā pasaulē katastrofāli sabojājās. Telegrāfa operatori ziņoja, ka ir saņēmuši elektriskās strāvas triecienu, aizdegās telegrāfa papīrs un spēj vadīt iekārtas ar atvienotām baterijām .

Vakaros polārblāzmu, kas plašāk pazīstama kā ziemeļblāzma, varēja redzēt pat Kolumbijas dienvidos. Parasti šīs gaismas ir redzamas tikai augstākos platuma grādos, Kanādas ziemeļos, Skandināvijā un Sibīrijā.

Ko pasaule piedzīvoja tajā dienā, tagad pazīstama kā Carrington pasākums , bija masīvs ģeomagnētiskā vētra . Šīs vētras rodas, kad no Saules virsmas tiek izmests liels pārkarsētas gāzes burbulis, ko sauc par plazmu, un tas skar Zemi. Šis burbulis ir pazīstams kā koronālās masas izmešana.



Koronālās masas izmešanas plazma sastāv no protonu un elektronu mākoņa, kas ir elektriski lādētas daļiņas. Kad šīs daļiņas sasniedz Zemi, tās mijiedarbojas ar magnētisko lauku, kas ieskauj planētu.

Šī mijiedarbība izraisa magnētiskā lauka izkropļojumus un vājināšanos, kas savukārt noved pie dīvainas polārblāzmas un citu dabas parādību uzvedības. Kā an elektroinženieris kas specializējas elektrotīklā, es pētu, kā ģeomagnētiskās vētras arī draud izraisīt strāvas padeves un interneta pārtraukumus un kā pret tiem aizsargāties.

Ģeomagnētiskās vētras

1859. gada Keringtonas notikums ir lielākais reģistrētais a ģeomagnētiskā vētra , bet tas nav atsevišķs notikums.

Ģeomagnētiskās vētras ir reģistrētas kopš 19. gadsimta sākuma, un zinātniskie dati no Antarktikas ledus kodola paraugiem liecina par vēl masīvāku ģeomagnētisko vētru. notika ap 774 CE, tagad pazīstams kā Miyake Event. Šis saules uzliesmojums radīja visu laiku lielāko un ātrāko oglekļa-14 pieaugumu. Ģeomagnētiskās vētras izraisa lielu daudzumu kosmisko staru Zemes augšējā atmosfērā, kas savukārt rada ogleklis-14 , oglekļa radioaktīvs izotops.

Ģeomagnētiskā vētra par 60 procentiem mazāka nekā Miyake Event notika ap 993. gadu pēc mūsu ēras . Ledus serdes paraugi ir pierādījuši, ka liela mēroga ģeomagnētiskās vētras ar līdzīgu intensitāti kā Mijakas un Keringtonas notikumiem notiek vidēji reizi 500 gados.

Mūsdienās Nacionālā okeāna un atmosfēras pārvalde izmanto Ģeomagnētisko vētru mērogs lai izmērītu šo saules izvirdumu stiprumu. “G skalai” ir vērtējums no 1 līdz 5, kur G1 ir mazsvarīgs un G5 ir galējs. Carrington Event būtu novērtēts ar G5.

Tas kļūst vēl biedējošāk, ja salīdzina Carrington Event ar Miyake Event. Zinātnieks varēja novērtēt Keringtonas notikuma spēku pamatojoties uz Zemes magnētiskā lauka svārstībām kā toreiz fiksēja observatorijas. Nebija nekādu iespēju izmērīt Miyake notikuma magnētiskās svārstības. Tā vietā zinātnieki izmērīja oglekļa-14 pieaugumu koku gredzenos no šī laika perioda.

Miyake Event radīja a Oglekļa-14 pieaugums par 12 procentiem . Salīdzinājumam, Carrington Event radīja mazāk nekā 1 procentu pieaugumu Carbon-14, tāpēc Miyake notikums, iespējams, bija mazāks par G5 Carrington Event.

Izsitot spēku

Mūsdienās tādas pašas intensitātes ģeomagnētiskā vētra kā Keringtonas notikums ietekmētu daudz vairāk nekā telegrāfa vadus un varētu būt katastrofāla. Arvien pieaugot atkarībai no elektrības un jaunām tehnoloģijām, jebkādi traucējumi var radīt triljoniem dolāru lielus naudas zaudējumus un risku dzīvībai atkarībā no sistēmām. Vētra ietekmētu lielākā daļa elektrisko sistēmu ko cilvēki izmanto katru dienu.

Ģeomagnētiskās vētras rada inducētas strāvas, kas plūst cauri elektrotīklam. Ģeomagnētiski inducētās strāvas , kas var pārsniegt 100 ampērus, ieplūst elektrotīklam pievienotajos elektriskajos komponentos, piemēram, transformatoros, relejos un sensoros.

Simts ampēri ir līdzvērtīgi daudzām mājsaimniecībām sniegtajam elektrības pakalpojumam. Šāda izmēra strāvas var izraisīt iekšējos komponentu bojājumus, izraisot liela mēroga strāvas padeves pārtraukumus.

Ģeomagnētiskā vētra, kas bija trīs reizes mazāka par Keringtonas notikumu, notika Kvebekā, Kanādā, 1989. gada martā. Vētra izraisīja Hydro-Quebec elektrotīkla sabrukumu .

Vētras laikā lielās magnētiski inducētās strāvas sabojāja transformatoru Ņūdžersijā un atslēdza tīkla slēdžus. Šajā gadījumā pārtraukums noveda pie pieci miljoni cilvēku deviņas stundas paliek bez elektrības .

Savienojumu pārraušana

Papildus elektrības kļūmēm sakari tiktu traucēti pasaules mērogā. Interneta pakalpojumu sniedzēji varētu samazināties, kas savukārt atņemtu dažādu sistēmu spēju sazināties savā starpā. Tiks traucēta augstfrekvences sakaru sistēmas, piemēram, zeme-gaiss, īsviļņu un kuģa-krasta radio.

Satelītus, kas atrodas orbītā ap Zemi, var sabojāt ģeomagnētiskās vētras izraisītās strāvas, kas izdedzina to shēmas plates. Tas novestu pie traucējumi satelīta telefonā, internetā, radio un televīzijā.

Turklāt, ģeomagnētiskajām vētrām skarot Zemi, Saules aktivitātes pieaugums izraisa atmosfēras paplašināšanos uz āru. Šī izplešanās maina atmosfēras blīvumu, kur riņķo satelīti. Augstāka blīvuma atmosfēra rada vilkšanu satelītā, kas to palēnina. Un, ja tas netiek manevrēts uz augstāku orbītu, tas var nokrist atpakaļ uz Zemi.

Vēl viena traucējumu joma, kas varētu ietekmēt ikdienas dzīvi, ir navigācijas sistēmas. Praktiski visi transporta veidi, sākot no automašīnām līdz lidmašīnām, izmanto GPS navigācijai un izsekošanai. Pat rokas ierīces, piemēram, mobilie tālruņi, viedie pulksteņi un izsekošanas atzīmes, paļaujas uz GPS signāliem, kas tiek nosūtīti no satelītiem.

Militārās sistēmas koordinācijai ir ļoti atkarīgas no GPS. Var tikt traucētas citas militārās detektēšanas sistēmas, piemēram, virs horizonta radari un zemūdeņu atklāšanas sistēmas, kas kavētu valsts aizsardzību.

Runājot par internetu, varētu rasties ģeomagnētiskā vētra Keringtonas notikuma mērogā radīt ģeomagnētiski inducētas strāvas zemūdens un zemes kabeļos kas veido interneta mugurkaulu, kā arī datu centrus, kas glabā un apstrādā visu, sākot no e-pasta ziņojumiem un īsziņām līdz zinātniskām datu kopām un mākslīgais intelekts instrumenti. Tas varētu izjaukt visu tīklu un neļautu serveriem izveidot savienojumu viens ar otru.

Tikai laika jautājums

Tas ir tikai laika jautājums, kad Zemi skars vēl viena ģeomagnētiskā vētra. Būtu Keringtonas pasākuma lieluma vētra ārkārtīgi kaitīgs elektriskajām un sakaru sistēmām visā pasaulē ar pārtraukumiem, kas ilgst vairākas nedēļas.

Ja vētra ir Miyake notikuma lieluma, rezultāti būtu katastrofāli visai pasaulei ar iespējamiem pārtraukumiem, kas ilgs mēnešus, ja ne ilgāk. Pat ar kosmosa laikapstākļu brīdinājumi No NOAA Kosmosa laikapstākļu prognozēšanas centra pasaulei būtu tikai dažas minūtes līdz dažas stundas.

Es uzskatu, ka ir ļoti svarīgi turpināt pētīt veidus, kā aizsargāt elektriskās sistēmas pret ģeomagnētisko vētru ietekmi, piemēram, ar tādu ierīču uzstādīšana, kas var aizsargāt neaizsargātas iekārtas piemēram, transformatorus un izstrādājot stratēģijas tīkla slodžu pielāgošanai, kad saules vētras grasās sist. Īsāk sakot, ir svarīgi strādāt tagad, lai līdz minimumam samazinātu nākamā Keringtonas pasākuma radītos traucējumus.

Deivids Voless , elektroinženierijas klīniskās docents, Misisipi štata universitāte .

Šis raksts ir pārpublicēts no Saruna saskaņā ar Creative Commons licenci. Lasīt oriģināls raksts .

Populārākas Kategorijas: Neklasificēts , Dabu , Cilvēkiem , Tech , Daba , Vidi , Viedoklis , Telpa , Fizika , Skaidrotājs ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.