太陽風暴導致的極光雖然很美,但這些危害卻是災難性的

終極科學說 2024-05-13 03:59:48

昨晚的太陽風暴雖然在全球各地帶來了絕美的極光場景,但是也可能會讓全球定位系統失靈並給飛機造成嚴重幹擾,甚至可能對手機或其他電子設備帶來破壞性幹擾。

人們擔心,這次事件的規模可能與1859年的地磁風暴相當,那次風暴導致電報站發生火花和火災,修複工作花了數周時間。

在當今技術更先進的社會中,英國蘭卡斯特大學的研究人員警告說,如果再次發生類似的風暴,可能會通過將鐵路信號燈從紅色切換到綠色,導致信號故障,從而可能導致潛在的碰撞。

這場風暴還可能使GPS與衛星之間的連接失效,並阻斷對飛機和船只導航系統至關重要的無線電傳輸,這在1859年的停電期間已經受到影響,當時船只失去了導航系統,導致一些船只在海上迷路。

當太陽耀斑的輻射擊中圍繞地球的磁場時,會引起電離層的波動,從而幹擾GPS系統。

電離層是大氣層上層的一層,它將在地磁風暴期間吸收和反射信號,導致GPS系統接收到的信號産生靜電幹擾和中斷。

美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)空間天氣預測中心(SWPC)的空間科學家羅布·斯廷伯格周五表示:“取決于[日冕物質抛射(CME)]與地球磁場的相互作用,那個磁場可能會波動。”

這種波動可能會影響導體,如管道、鐵路軌道和電線,通過增加這些系統無法處理的電流,最終導致運營停止。

地磁風暴形成于太陽耀斑釋放的高能粒子到達地球時。

太陽不斷噴發並將粒子抛入太空,但由于它距離地球9300萬英裏,它很少到達我們這裏,如果確實到達了,只會引起輕微的G1或G2級風暴。

當太陽耀斑到達地球大氣層時,它們發出的輻射會擊中磁場,引發電網和高頻無線電通信的問題。

如此規模的太陽耀斑會摧毀電網,影響食品供應鏈,如果沒有工作的計算機來告訴他們需要將農産品運送到哪裏,供應鏈就會崩潰,而空調、加熱系統、燃氣鍋爐和加油站將停止工作。

交通燈和火車系統可能全部失效——使公共交通戛然而止——同時衛星可能被摧毀。

目前,這場風暴在1到5的等級上被評爲G4級,但專家警告說,它可能會達到G5級。

如果地磁風暴達到五級,衛星可能會在太空中或其他物體相撞,或者受到超負荷的“殺手電子”的物理損傷,這些電子將射入硬件的重要部分,使其失效。

上次嚴重的地磁風暴發生在2022年,摧毀了價值超過5000萬美元的多達40顆星鏈衛星,且墜落回地球,但幸運的是它們在大氣中燃燒殆盡。

據報告說,周五下午,太空中的第一波太陽風暴擊中地球後,他們的星鏈互聯網已經中斷。

由于這些網絡依賴于與GPS系統不同的無線電頻率,無線連接不太可能直接受到風暴的影響。

即使GPS功能受到影響,人們可能仍然能夠保持顯示他們大致位置的地圖。

與過去類似的地磁風暴相比,電網的准備更爲充分,因爲它們現在擁有備用發電機和移動基站,如果基站失去電力,可以投入使用。

在這些風暴期間,航班模式也可能受到影響,因爲商業航空公司被警告要遠離地球的兩極,因爲它們有失去通信和導航系統的風險。

這些最壞情況的可能性是基于1859年的地磁風暴,該風暴導致大規模停電,持續數小時,導致電報站發生火花和火災,修複工作花了數周時間。

在1859年,一次巨大的太陽耀斑以相當于100億枚原子彈的能量將帶電氣體和亞原子粒子送往地球——導致許多人恐慌,以爲世界末日即將來臨。

海上船只的指南針停止工作,導致一些船只迷路,電流通過電報線傳播,電線處于熔化的危險中,因爲“火流”從電路中湧出。

幾個電報站引發了火災,導致全球通信中斷。

這次耀斑是過去500年中發生的任何其他風暴的兩倍大,但2月份發布的研究顯示,我們可能又將迎來另一次。

英國地質調查局的研究人員查看了卡林頓事件的磁場記錄,並確定盡管他們不知道確切的水平,但類似的事件很可能每100到1000年發生一次。

在1859年的停電期間,人們依賴人力和動物來完成日常任務和需求,但由于今天的基礎設施主要依賴電力工作,類似的事件將帶來災難性的後果。

全球通信系統將立即受到影響,而需要電力運行的家庭醫療設備將無法操作——這意味著如果沒有手機,就沒有在緊急情況下撥打911的方式。

沒有電力,雜貨店和藥店將被迫關閉,因爲支付系統將不再工作,這將給食物不足或沒有足夠救命處方的人帶來嚴重問題。

藥品生産可能直接受到影響,因爲制藥公司使用電力來加速開發,即使在停電前已經完成的藥品也需要保持特定的溫度,這需要——你猜對了——電力來維持。

科學家警告說,人們可能會因爲大規模停電而經曆的恐懼,可能會增加壓力水平,從而引發心髒病或哮喘發作,而沒有醫療保健的途徑,死亡人數可能會激增。

相比之下,2003年8月紐約的停電持續了大約一天,導致近100人死亡,比該州平均死亡人數增加了28%。

這些死亡與缺乏電力導致的交通事故和發電機引起的一氧化碳中毒有關,同時該州看到心血管疾病和呼吸問題等慢性健康問題的增加。

基金會主席托馬斯·波皮克在2016年在聯邦能源監管委員會面前談到了類似卡林頓的太陽耀斑可能帶來的影響。

“如果像華盛頓特區這樣人口密集的地區失去了所有電力,沒有外部援助可用,人們不能因爲缺乏電力而通過汽車疏散,加油站的泵因缺乏電力而無法工作,市政供水和衛生服務停止工作,一個月後,人口中有多少人仍然活著?”他問道,據NBC新聞報道。

1989年,一次爆炸性的太陽耀斑使加拿大600萬人在9小時內沒有電力,擾亂了魁北克水電站在電力傳輸,並在新澤西州熔化了幾個電力變壓器。

麻省理工學院能源倡議的弗朗西斯·奧沙利文在2018年對CNET說,在公司嚴重依賴電力運作的時代,一次重大的太陽耀斑的負面影響。

“現在不僅僅是燈光熄滅了。銀行賬戶消失了……如果股市下線一周或一個月,或者通訊中斷一周或一個月,你很快就會到達一個點,這可能是國家面臨的最重要的威脅,沒有之一。”

一次重大的超級耀斑事件可能導致從幾天到幾年的停電,報告估計,一場災難性的太陽風暴在僅僅第一年就可能造成超過2萬億美元的損失,可能需要超過十年的時間來恢複,達到可能的2萬億美元的成本。

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