Nieprzewidywalne zagrożenie burzami słonecznymi

Burze słoneczne, znane również rozbłyskami lub wybuchami, to nagłe i gwałtowne uwolnienie ogromnej ilości energii z powierzchni Słońca. Są one związane z aktywnością magnetyczną w naszej gwieździe i występują w plamach słonecznych. Przeważnie, skutkiem burzy magnetycznej na Ziemi jest zorza polarna. Odpowiednio duża ilość wyrzucanej energii może stanowić poważne zagrożenie dla wszystkich systemów elektroenergetycznych na naszej planecie.

Zdradliwa aktywność Słońca

W jądrze Słońca, pod ogromnym ciśnieniem i temperaturą, zachodzi fuzja, w której jądra atomów helu łączą się, tworząc jądra atomów wodoru. W wyniku tej reakcji uwalniana jest ogromna ilość energii w postaci promieniowania elektromagnetycznego.

Jednak na powierzchni naszej gwiazdy występują również zjawiska związane z aktywnością magnetyczną, które prowadzą do powstawania burz słonecznych. Słońce wypełnia plazma, czyli gorący, zjonizowany gaz, który jest przewodnikiem elektrycznym. Dzięki działaniu sił magnetycznych w tej plazmie tworzą się skomplikowane struktury magnetyczne, nazywane plamami słonecznymi. W nich dochodzi do wybuchów, które są wynikiem niezrównoważonego pola magnetycznego.

Podczas burzy energia magnetyczna jest szybko uwalniana i przekształcana w różne formy, w tym w energię kinetyczną cząstek naładowanych i promieniowanie elektromagnetyczne. W wyniku tych wybuchów cząstki naładowane, takie jak elektrony i protony, zostają wyrzucone w przestrzeń kosmiczną. Promieniowanie  elektromagnetyczne emitowane podczas burz słonecznych obejmuje między innymi fale rentgenowskie i ultrafioletowe.

Przeczytaj również:

Śmierć technologii

W przeszłości mieliśmy już do czynienia z dużymi burzami słonecznymi, które spowodowały poważne szkody w systemach energetycznych. Jednym z najbardziej znanym przypadków jest tzw. wielka burza słoneczna z 1859 roku, znana również jako wybuch Carringtona. Była to jedne z największych znanych zjawisk tego typu w historii.

W wyniku wybuchu Carringtona ogromne ilości energii i cząstek zostały uwolnione z powierzchni Słońca i skierowane ku Ziemi. To spowodowało zakłócenia w naszej magnetosferze, a efektem były spektakularne zorze polarne obserwowane nawet w strefach równikowych. Jednak burza słoneczna z 1859 roku miała również swoje mroczne skutki.

Wiele systemów telegraficznych na całym świecie uległo poważnym awariom. Nastąpiły wyładowania, które uszkodziły linie telegraficzne, a niektóre urządzenia nawet się zapaliły. Ponadto niektóre sieci telegraficzne nadal działały, mimo że odłączono je od źródeł zasilania.

Co nam zrobi Słońce?

W dzisiejszych czasach, kiedy nasza infrastruktura techniczna jest znacznie bardziej rozwinięta, potencjalne skutki dużych burz słonecznych są jeszcze poważniejsze. Mogą one powodować awarie w urządzeniach telekomunikacyjnych, zakłócenia w działaniu satelitów i systemów GPS oraz poważne szkody w sieciach energetycznych.

Jeśli wystąpiłaby burza słoneczna o podobnej skali do wybuchu Carringtona, mogłoby to spowodować poważne zakłócenia w dostawie energii elektrycznej. Szybkie zmiany w polu magnetycznym Ziemi mogą przeciążać transformatory. W skrajnych przypadkach mogłoby to prowadzić do długotrwałej awarii zasilania i spowodować zakłócenia w systemach łączności i gospodarce.

Biorąc pod uwagę nieprzewidywalność i potencjalne skutki dużych burz słonecznych, ważne jest, abyśmy nadal prowadzili badania i rozwijali środki ochrony przed tym zagrożeniem. Monitorowanie aktywności słonecznej, rozwój systemów wczesnego ostrzegania oraz wzmocnienie infrastruktury są kluczowe dla minimalizowania ryzyka i zapewnienia odporności naszej cywilizacji na tego typu zdarzenia.

Źródła:

1. Andy Tomaswick, „Science Alert”, „NASA: We’d Have a 30-Minute Warning Before a Killer Solar Storm Hits Earth”, 2023
2. Holly Spanner, „Science Focus”, Solar storms have dramatically increased this year. Should we be worried?”, 2023

Przeczytaj również: