Сонячні бурі можуть зруйнувати електромережі та підводні кабелі

Ризик того, що сонячна буря зруйнує електромережі та підводні кабелі – і потенційно навіть призведе до колапсу цивілізації – залежить від кута, під яким вона вдарить по магнітному полю Землі, і місцевого часу ночі. Як не дивно, сила удару також важлива, але нове дослідження підкреслює значення кута, під яким нерівність у сонячному вітрі досягає Землі. Це дослідження дозволить покращити прогнози щодо найнебезпечніших ударів, що дозволить вжити заходів для їх пом’якшення.
 

Коли Сонце досягає свого максимуму циклу, основний ефект, який відчуває більшість людей, – це красиві аврори. Декілька радіозв’язків були порушені, без суттєвої шкоди. Проте історія минулих подій показує, що можливі набагато серйозніші наслідки, і наша технологія робить нас набагато вразливішими, ніж раніше.
 

Хоча аврори є наслідком викидів корональної маси (CME), які піднімають плазму з Сонця, більшість CME не викликають аврор, тим більше пошкоджень. Це тому, що переважна більшість CME спрямовані далеко від Землі – Сонячна система велика, і ми є досить маленькою мішенню. Коли щось вдаряє по магнітному полю Землі, найчастіше це відбувається під значним кутом, що призводить до дотичного удару, а не до прямого. Це зменшує силу аврор, але негативні наслідки також стають рідкіснішими, тому ми знаємо менше про їхні впливи.
 

Причина, через яку CME стали значно більшою загрозою останнім часом, полягає в тому, що вони можуть спричиняти струми в довгих ділянках провідних матеріалів. Це не мало значення, коли спис був найдовшим шматком металу навколо, але сучасні електромережі та трубопроводи – інша справа.
 

“Аврори та геомагнітно індуковані струми спричинені схожими космічними погодними чинниками,” сказав доктор Денні Олівейра з Центру космічних польотів Годдарда NASA у заяві для Frontiers News. “Аврора є візуальним попередженням, яке вказує на те, що електричні струми в космосі можуть генерувати ці геомагнітно індуковані струми на Землі.”
 

Більшість аврор обмежені полярними регіонами, але в травні цього року їх спостерігали на широтах менш ніж 30 градусів. Індуковані струми також найпоширеніші поблизу магнітних полюсів.
 

Аврори відомо виникають, коли частинки від Сонця досягають магнітного поля Землі, яке направляє їх шлях до магнітних полюсів, де вони іонізують атмосферні молекули. Проте вторинний механізм полягає у стисненні нашого магнітного поля через так звані “міжпланетні удари”, викликані змінами щільності та температури сонячного вітру. Саме цей компонент і викликає наземні струми.
 

“Можливо, найбільш інтенсивні шкідливі наслідки для енергетичної інфраструктури сталися в березні 1989 року після серйозної геомагнітної бурі – система Hydro-Quebec у Канаді була відключена майже на дев’ять годин, залишивши мільйони людей без електрики,” сказав Олівейра.
 

Олівейра та його колеги порівняли кути та часи доби 332 ударів, які сталися між 1999 та 2023 роками, зі струмами, індукованими в газопроводі в Мянтсаля, Фінляндія.
 

Найсильніші струми (понад 20 ампер) утворювалися, коли удари були найбільш прямими і близько півночі, коли магнітний північний полюс знаходився між Мянтсаля та Сонцем. Не дивно, що це збігалося зі сильними аврорами, але на цій широті аврори трапляються набагато частіше.
 

“Помірні струми виникають невдовзі після удару, коли Мянтсаля знаходиться близько до заходу сонця за місцевим часом, тоді як більш інтенсивні струми виникають близько півночі за місцевим часом,” сказав Олівейра.
 

Удари долають шлях від Сонця до Землі за кілька днів, але ми не можемо точно передбачити їхнє прибуття протягом більшої частини цього часу, що є великою проблемою для тих, хто полює на аврори.
 

Проте, за словами Олівейри, кут удару достатньо відомий за дві години до прибуття. Це набагато корисніше, ніж півгодинне попередження, яке нещодавно почала надавати NASA.
 

Проте дані, використані Олівейрою та його колегами, не виявили сильної залежності між кутом удару та затримкою перед утворенням струму. Якщо інші методи не вирішать цю проблему, інфраструктура може залишатися в безпечному режимі довше, ніж бажано, після кожного удару.
 

“Хоча Мянтсаля знаходиться в критичному місці, це не дає уявлення про ситуацію у всьому світі. Крім того, дані з Мянтсаля містять кілька днів, яких не вистачає в досліджуваному періоді, що змусило нас відкинути багато подій у нашій базі даних ударів. Було б добре, якби енергетичні компанії по всьому світу зробили свої дані доступними для наукових досліджень,” зазначив Олівейра. Ця команда, ймовірно, не перша, хто виявив, що ті, хто достатньо дбає про громадське благо, щоб поділитися конфіденційною інформацією, рідко працюють у галузі викопного палива.