Nem sok jót jelez előre mai digitális világunknak a Kanadára sötétséget hozó napvihar

2023. március 13. 19:05 Múlt-kor

A geomágneses viharok eredete a naptevékenységben rejlik. A Nap légkörében zajló folyamatok egyik fő meghatározó ereje a csillag mágneses terének bonyolult szerkezete. Az ebben fellépő instabilitás hatására a légkör felső rétegéből, a koronából időnként elektromosan töltött anyagtömeg lökődik ki a bolygóközi térbe: ez a jelenség a koronakidobódás (coronal mass ejection, CME). Ezek gyakorisága és erőssége is a napciklus aktuális szakaszától függ: a maximumhoz közeledve akár naponta három is bekövetkezik, míg a minimum idején átlagosan ötnaponta jön létre egy.

A koronakidobódással távozó anyag mennyisége csak a Nap méretéhez képest elhanyagolható: a plazmafelhő átlagos tömege 1,6 x 10¹² kg (1600 millió tonna), hőmérséklete 1-2 millió kelvin. Szerencsére nem minden koronakidobódás irányul a Föld felé, de amikor a bolygónk felé veszi egy az irányt, annak következményeit geomágneses viharként tapasztaljuk. Az elektromos töltéssel rendelkező plazma a Föld magnetoszférájába ütközve abban zavart kelt, a Nap felőli oldalon összenyomja, az ellenkezőn pedig hosszan megnyújtja azt.

A Napból érkező részecskék hatása a magnetoszférára (nem méretarányos)

Wikipédia/ Közkincs

A magnetoszféra plazmájában fellépő zavarok a légkör alkotóelemeinek ionizációjához vezetnek, amelynek látható eredménye a sarki (északi vagy déli) fény. Ez az amúgy gyakori jelenség általában a 70°–80° közötti szélességeken figyelhető meg, de egy geomágneses vihar során ez a sáv jelentősen kitolódik: a valaha megfigyelt legerősebb vihar, az 1859-es úgynevezett Carrington-esemény során Dél-Mexikóban és Kubában, az északi szélesség 10°–20°-án, sőt még Kolumbiában is észlelték, az Egyenlítő közelében.

A mérsékelt égövön vagy akár a trópusokon megjelenő sarki fény, bár kétségtelenül a leglátványosabb, korántsem a legveszélyesebb hatása egy geomágneses viharnak. Az elektromosan töltött részecskék kölcsönhatása a Földet óvó magnetoszférával és a légkör felső rétegében található ionoszférával rádióinterferenciát okoz (elsősorban a rövidhullámon), illetve ahogy a Föld forgása nyomán a töltött részecskék nyugatról keletre áramlanak, elektromos áramot gerjesztenek a talajban, amelynek katasztrofális hatása lehet az elektromos hálózatokra.

1989 márciusában az utólagos elemzések szerint két nagy erejű koronakidobódás követte egymást aránylag rövid idő alatt, március 10-én és 12-én. A bolygóközi plazmafelhő első hulláma március 13-án, greenwichi idő szerint hajnali 1:27-kor érte el a Földet. Mivel ez a hidegháború idején történt, a szokatlan szélességi körökön is megjelenő, rendkívül intenzív sarki fény láttán többen azt hitték, egy nukleáris háború első felvonását látják. Mások a látványos fényeket a Discovery űrsikló aznapi fellövésével hozták összefüggésbe, a rövidhullámú rádió-összeköttetések megszakadását pedig Nyugaton néhol a szovjetek zavarótevékenységének tulajdonították. A poláris pályán keringő műholdakkal hosszú órákra megszakadt a kapcsolat; számos más időjárás-megfigyelő és kommunikációs műhold is rendellenességeket tapasztalt, amelyek csak a vihar elmúltával szűntek meg.

A legnagyobb károkat azonban a kanadai Hydro-Québec elektromos átviteli hálózata szenvedte el. A talajban gerjesztett elektromos áram a Kanadai-ősföld kőzeteiben nagyobb ellenállásra talált, mint a közmű igen hosszú, 735 kV-os távvezetékeiben. Helyi idő szerint 2:44-kor az áram gyenge pontra bukkant az átviteli hálózatban: Quebec-szerte megszakítók léptek működésbe, és kevesebb mint két perc alatt az egész 1,5 millió négyzetkilométeres kanadai tartomány sötétségbe borult. Az áramszünet kilenc órán át tartott, és kiterjedt otthonokra, irodaházakra, metróvonalakra, repülőterekre egyaránt.

Koronakidobódás a SOHO űrszonda felvételén (forrás: Wikipédia / 05 Coronal Mass Ejection / CC-BY-2.0)

Az elektromos problémák nem korlátozódtak Quebecre. Az Egyesült Államokban a szolgáltatók hasonló problémákkal szembesültek: a New England Power Pool 1410 MW teljesítményt veszített el a quebeci áramszünet pillanatában. Csak New Englandben kilencvenhat helyi szolgáltatónál jelentkezett átmeneti kimaradás, mielőtt a tartalékokat mozgósítani tudták volna; összesen több mint kétszáz jelentősebb villamos hálózati probléma lépett fel a geomágneses vihar első perceiben. Az USA-ban hajszál híján bár, de nem következett be széles körű vagy hosszan tartó áramszünet, a rendszer tartalékai éppen elégségesek voltak.

Az 1989-es vihar óta az emberiség technológiai kitettsége csak fokozódott. Az azóta eltelt harminc évben lezajlott globális digitális átállás érzékenyebbé tette civilizációnkat egy hasonló (vagy akár még erősebb) esemény hatásaira. Bár a naptevékenységet és az űridőjárást egyre intenzívebben és egyre fejlettebb eszközökkel kutatjuk, és már bizonyos védelmi intézkedések is rendelkezésre állnak, amelyek segíthetnek a geomágneses viharok következményeit elhárítani, ezek nem jelentenek teljes körű védelmet. Az 1989 márciusi vihar erős volt, de közel sem az ismert legerősebb – és bármikor érkezhet egy újabb, amelyre a legjobb esetben is csak napjaink lesznek felkészülni.