Onko olemassa riski maailmanlaajuisesta täydellisestä sähkökatkosta vuonna 2024 “Carringtonin tapahtuman” vuoksi?
Carringtonin tapahtuma on äärimmäisen voimakas geomagneettinen myrsky, jonka aiheutti massiivinen auringonpurkaus, kuten vuonna 1859. Maailmanlaajuisesti oli lennätinhäiriöitä ja upeita revontulia, jotka näkyivät jopa trooppisilla leveysasteilla. Tähtitieteilijä Richard Carringtonin mukaan nimetty auringonpurkaus heitti maahan valtavan määrän varautuneita hiukkasia, jotka törmättyään maan magneettikenttään laukaisivat geomagneettisia myrskyjä. Nykyaikaisessa, teknologiasta riippuvaisessa yhteiskunnassamme vastaavalla tapahtumalla voi olla katastrofaalisia vaikutuksia sähköverkkoihin, viestintä- ja navigointijärjestelmiin.
Teksti ja video Dr. Martin Steiner, toimituksen lisäyksineen
Mikä on Carrington-tapahtuma? Brittiläinen tähtitieteilijä Richard Christopher Carrington havaitsi useita voimakkaita auringonpurkausta 28. elokuuta – 4. syyskuuta 1859, kun hän parhaillaan mittasi ja kartoi auringonpilkkuja. Taustalla oleva, niin kutsuttu 1800-luvun aurinkokierto 10, joka tapahtui, alkoi noin vuonna 1855 ja saavutti huippunsa vuonna 1860. Tämä sykli on erityisen merkittävä. Carringtonin tapahtuma vuonna 1859 oli yksi voimakkaimmista koskaan tallennetuista geomagneettisista myrskyistä.
Revontulia, joita esiintyy tavallisesti vain korkeammilla leveysasteilla, on raportoitu nähneen myös eteläisillä leveysasteilla, kuten Roomassa, Havannassa ja Havaijilla. Tämän suuruinen tapahtuma voi tilastollisesti tapahtua maapallolla 100-150 vuoden välein. Laukaisimet ovat purkauksia auringon pinnalla, joita esiintyy usein, mutta jotka eivät yleensä osu Maahan.
Coronal mass ejection (CME) on auringonpurkaus (eruptiivinen protuberanssi), jossa plasmaa irtoaa. Päästölähteitä ovat yleensä auringonpilkut. Ulospurkautuva plasma koostuu pääasiassa elektroneista, protoneista ja vähäisessä määrin raskaampien alkuaineiden, kuten heliumin, hapen ja raudan, ytimistä. Koronaalisten massapurkausten esiintymistiheys liittyy läheisesti auringon aktiivisuuteen: auringonpilkkujen minimissä ne ovat huomattavasti harvinaisempia kuin auringonpilkkujen maksimihetkellä, keskimääräinen taajuus vaihtelee 0,5 ja 6 tapahtuman välillä vuorokaudessa.
Elokuun lopussa 1859 Pohjois-Amerikassa havaittiin historian voimakkain koronatapahtuma, jossa valot olivat yhtä kirkkaita kuin päivä yöllä ja tuhoisia magneettisia induktioita lennätinlinjoissa.
Joten tämä Carringtonin tapahtuma johti “revontuleen”, jota voitiin havaita jopa Kuubassa, Roomassa ja Honolulussa. “Purkaukset olivat niin energisiä, että ihmiset koillis-Yhdysvalloissa saattoivat lukea sanomalehtiään revontulien valossa “, nykyiset sanomalehdet raportoivat. Lisäksi: “Geomagneettiset häiriöt olivat niin voimakkaita, että lennätintoimistot ilmoittivat laitteistaan kipinöitä, jotka joskus jopa sytyttivät paperin tuleen . “
Vuonna 1859 tällaisia tapahtumia ilmoitettiin uteliaisuuksiksi. Jos samanlainen tapahtuma kuitenkin tapahtuisi tänään, koko maailman korkean teknologian infrastruktuuri mahdollisesti romahtaisi. Nykyään vaakalaudalla ovat pitkälle kehittyneet tekniset infrastruktuurit, jotka leviävät nyt lähes kaikille elämämme alueille.
Maata kohti liikkuvat aurinkomyrskyt saapuvat tänne useissa vaiheissa. Kaikki vaiheet eivät tapahdu jokaisessa myrskyssä. Ensinnäkin korkeaenerginen auringonvalo, erityisesti röntgen- ja UV-säteet, ionisoi yläilmakehän. Tämä häiritsee radioliikennettä. Tätä seuraa säteilymyrsky, joka voi olla vaarallinen suojaamattomille astronauteille. Lopuksi tulee koronan massapoisto (CME): hitaasti liikkuva varautuneiden hiukkasten pilvi, jonka saavuttaminen Maan ilmakehään voi kestää useita päiviä.
Kun CME osuu maahan, auringon hiukkaset voivat olla vuorovaikutuksessa maan magneettikentän kanssa aiheuttaen voimakkaita sähkömagneettisen kentän vaihteluita. Häiriöt matkapuhelimien, lentokoneiden ja ajoneuvojen GPS-järjestelmässä ovat erityisen ongelmallisia, ja myös satelliittiviestintä on vaarassa.
CME:n suurimmat ongelmat liittyvät kuitenkin sähköverkkoon, sillä aurinkohiukkasten – aurinkotuulen – indusoimat jännitteet tai transienttijännitehuiput indusoituvat pitkissä linjoissa, mikä puolestaan voi tuhota sähköjärjestelmän komponentteja (kojeistot, muuntajat jne.) . Tällaisten muuntajien vaihtaminen voi kestää hyvin kauan – varsinkin jos satoja tai tuhansia näitä järjestelmiä tuhoutuisi samanaikaisesti. Tämä on tapahtunut jo pienemmän aurinkomyrskyn aikana Kanadassa (13.3.1989), keskitetysti järjestetyn sähkönsyötön vakaa palauttaminen oli tuolloin erittäin ongelmallista.
Jos kuvittelet, että suuret kaupungit ovat ilman sähköä viikon, kuukauden tai vuoden, pelkkä rahallinen ja välilliset vahingot nousevat helposti moniin biljooniin dollareihin. Tällaisen Carringtonin tapahtuman seuraukset tuntuisivat nykyään vuosikymmeniä.
Mahdollinen ratkaisu olisi nykyisen sähköverkon päivittäminen maailmanlaajuisesti ja vastaavasti joustavaksi, jotta se olisi vähemmän altis aurinkomyrskyjen aiheuttamille häiriöille. Verkko-operaattorit tekevät täällä valikoivia ponnisteluja – mutta jos näin on, tämä olisi tehtävä maailmanlaajuisemmin – ainakin maiden välillä. Toinen vaihtoehto on luoda globaali CME:n ennakkovaroitusrakenne.
Täsmälleen, käyttämällä aurinkohavaintosatelliitteja, jotka tarkkailevat auringonpurkauksia (CME), voidaan määrittää näiden soihdutusrata ja tehdä ennusteita siitä, iskeekö aurinkomyrsky Maahan ja milloin. Tällaisten parantuneiden ennusteiden ja samanaikaisen maailmanlaajuisen viestintä- ja koordinointirakenteen luomisen myötä vahinkojen rajoittamiseen tähtääviä toimenpiteitä voidaan suunnitella ja toteuttaa tehokkaammin. CME:n havainnoinnin ja sen maapallon vaikutuksen välinen aika on tyypillisesti 15-25 tuntia. Asianmukaisella koordinoinnilla ja valmistelulla, mukaan lukien asianmukainen koulutus, tämä aika voi olla riittävä valmistelevien suojatoimenpiteiden toteuttamiseen ja siten sähköinfrastruktuurin vaurioiden pitämiseksi mahdollisimman vähäisinä.
Carrington-tapahtuma voi vaikuttaa myös muihin pitkiin johtoihin, kuten tietoliikennekaapeleihin ja liitettyihin laitteisiin. Valmisteluja tulee tehdä myös kotitalouksissa: Irrota sähköverkosta, mahdollisesti maadoita PV-järjestelmät ja irrota ne invertteri/tallennusjärjestelmästä, säilytä herkkä elektroniikka (PC, matkapuhelin, tallennuslaite jne.) metallilaatikossa (Faraday). häkki). Aloita sitten pikkuhiljaa oman talosi järjestelmän käyttöönotto.
Siksi on tärkeää suojata infrastruktuuri mahdollisimman hyvin aurinkomyrskyn keston ajan (muutamasta tunnista päiviin) ja valmistautua “jälkivaikutuksiin”.
Kuten todettiin, Carringtonin tapahtuman todennäköisyys on pieni – tilastollisesti se tapahtuu vain 100-150 vuoden välein. Tällaisen tapahtuman vaikutus maailmanlaajuiseen sähkötekniikan infrastruktuuriin – mukaan lukien langallinen viestintäinfrastruktuuri – on kuitenkin todennäköisesti valtava.
Yhdysvaltain avaruusjärjestö NASA ilmoitti, että voimakkaan aurinkomyrskyn vaikutukset voivat vaikuttaa Maahan lähipäivinä.
Lisää lähteitä:
- https://www.nationalgeographic.de/forschung/was-wuerde-passieren-wenn-heute-der-groesste-sonnensturm-aller-zeiten-losbraeche
- https://de.wikipedia.org/wiki/Carrington-Event