Yeterince Büyük Bir Güneş Fırtınası Dünyayı Nasıl Tamamen Değiştirebilir?

1 ve 2 Eylül 1859'da dünya çapındaki telgraf sistemlerinin başına büyük bir felaket geldi. Telgraf operatörleri, elektrik çarpması aldıklarını, telgraf kağıdının alev aldığını ve aküleri bağlı değilken ekipmanı çalıştırabildiklerini bildirdi.

Akşamları, daha çok kuzey ışıkları olarak bilinen aurora borealis, Kolombiya’ya kadar güneyde görülebiliyordu. Tipik olarak, bu ışıklar yalnızca kuzey Kanada, İskandinavya ve Sibirya'da daha yüksek enlemlerde görülebilir.

Dünyanın o gün yaşadığı, şimdilerde Carrington Olayı olarak bilinen şey, devasa bir jeomanyetik fırtınaydı. Bu fırtınalar, plazma adı verilen büyük bir aşırı ısıtılmış gaz kabarcığı güneşin yüzeyinden fırlatılıp Dünya'ya çarptığında meydana gelir. Bu kabarcık koronal kütle atımı olarak bilinir.

Koronal kütle atımının plazması, elektrik yüklü parçacıklar olan bir proton ve elektron bulutundan oluşur. Bu parçacıklar Dünya'ya ulaştığında, gezegeni çevreleyen manyetik alanla etkileşime girerler.

Bu etkileşim, manyetik alanın bozulmasına ve zayıflamasına neden olur, bu da aurora borealis ve diğer doğal fenomenlerin garip davranışlarına yol açar.

1859 Carrington Olayı, bir jeomanyetik fırtınanın bugüne kadarki en büyük kaydıdır, ancak izole bir olay değildir.

Jeomanyetik fırtınalar 19. yüzyılın başlarından beri kaydedilmiştir ve Antarktika buz çekirdeği örneklerinden elde edilen bilimsel veriler, şimdi Miyake Olayı olarak bilinen MS 774 civarında meydana gelen daha da büyük bir jeomanyetik fırtınanın kanıtlarını göstermiştir. Bu güneş patlaması, karbon-14'te şimdiye kadar kaydedilen en büyük ve en hızlı artışı sağladı. Jeomanyetik fırtınalar, Dünya'nın üst atmosferinde yüksek miktarda kozmik ışınları tetikler ve bu da karbonun radyoaktif bir izotopu olan karbon-14'ü üretir.

Miyake Olayından yüzde 60 daha küçük bir jeomanyetik fırtına MS 993 civarında meydana geldi. Buz çekirdeği örnekleri, Miyake ve Carrington olaylarıyla benzer yoğunluklara sahip büyük ölçekli jeomanyetik fırtınaların ortalama her 500 yılda bir meydana geldiğine dair kanıtlar göstermiştir.

Günümüzde Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi, bu güneş patlamalarının gücünü ölçmek için Jeomanyetik Fırtınalar ölçeğini kullanıyor. "G ölçeği", G1'in küçük ve G5'in aşırı olduğu 1 ile 5 arasında bir derecelendirmeye sahiptir. Carrington Etkinliği G5 olarak derecelendirilmiştir.

Carrington Etkinliğini Miyake Etkinliği ile karşılaştırdığınızda daha da korkutucu hale geliyor. Bilim insanları, o sırada gözlemevleri tarafından kaydedilen Dünya'nın manyetik alanındaki dalgalanmalara dayanarak Carrington Olayının gücünü tahmin edebildi. Miyake olayının manyetik dalgalanmasını ölçmenin bir yolu yoktu. Bunun yerine bilim insanları, o zaman diliminde ağaç halkalarındaki karbon-14 artışını ölçtüler.

Miyake Etkinliği, karbon-14'te yüzde 12'lik bir artış sağladı. Karşılaştırıldığında, Carrington Etkinliği Karbon-14'te yüzde 1'den daha az artış sağladı, bu nedenle Miyake Etkinliği muhtemelen G5 Carrington Etkinliğini gölgede bıraktı.

Bugün, Carrington Olayı ile aynı yoğunlukta bir jeomanyetik fırtına, telgraf tellerinden çok daha fazlasını etkiler ve felaket olabilir. Elektriğe ve gelişen teknolojiye sürekli artan bağımlılıkla birlikte, herhangi bir aksama, trilyonlarca dolarlık para kaybına ve sistemlere bağlı yaşamların riskine yol açabilir. Fırtına, insanların her gün kullandığı elektrik sistemlerinin çoğunu etkileyecek.

Jeomanyetik fırtınalar, elektrik şebekesinden akan indüklenmiş akımlar üretir. 100 amperin üzerinde olabilen jeomanyetik olarak indüklenen akımlar, şebekeye bağlı transformatörler, röleler ve sensörler gibi elektrik bileşenlerine akar.

100 amper, birçok eve verilen elektrik hizmetine eşdeğerdir. Bu boyuttaki akımlar, bileşenlerde dahili hasara neden olarak büyük ölçekli elektrik kesintilerine neden olabilir.

Mart 1989'da Quebec, Kanada'da Carrington Olayından üç kat daha küçük bir jeomanyetik fırtına meydana geldi. Fırtına, Hydro-Quebec elektrik şebekesinin çökmesine neden oldu.

Fırtına sırasında, manyetik olarak indüklenen yüksek akımlar New Jersey'de bir transformatöre zarar verdi ve şebekenin devre kesicilerini açtı. Bu durumda, kesinti 5 milyon insanın dokuz saat boyunca elektriksiz kalmasına neden oldu.

Elektrik arızalarına ek olarak, iletişim dünya çapında sekteye uğrayacaktır. İnternet servis sağlayıcıları çökebilir ve bu da farklı sistemlerin birbirleriyle iletişim kurma yeteneğini ortadan kaldırabilir. Karadan havaya kısa dalga ve gemiden kıyıya radyo gibi yüksek frekanslı iletişim sistemleri kesintiye uğrayacaktır.

Dünya yörüngesindeki uydular, devre kartlarını yakan jeomanyetik fırtınadan kaynaklanan akımlardan zarar görebilir. Bu uydu tabanlı telefon, internet, radyo ve televizyonda aksamalara yol açacaktır.

Ayrıca, jeomanyetik fırtınalar Dünya'ya çarptığında, güneş aktivitesindeki artış atmosferin dışa doğru genişlemesine neden olur. Bu genişleme, uyduların yörüngede döndüğü atmosferin yoğunluğunu değiştirir. Daha yüksek yoğunluklu atmosfer, uyduyu yavaşlatan bir sürüklenme yaratır. Ve daha yüksek bir yörüngeye manevra yaptırılmazsa, Dünya'ya geri düşebilir.

Günlük yaşamı potansiyel olarak etkileyebilecek bir diğer aksama alanı da navigasyon sistemleridir. Arabalardan uçaklara kadar hemen hemen her ulaşım modu, navigasyon ve izleme için GPS kullanır. Cep telefonları, akıllı saatler ve takip etiketleri gibi elde taşınan cihazlar bile uydulardan gönderilen GPS sinyallerine güvenir.

Askeri sistemler, koordinasyon için büyük ölçüde GPS'e bağımlıdır. Ufuk üstü radar ve denizaltı tespit sistemleri gibi diğer askeri tespit sistemleri bozulabilir ve bu da ulusal savunmayı sekteye uğratır.

İnternet açısından, Carrington Olayı ölçeğinde bir jeomanyetik fırtına, internetin omurgasını oluşturan denizaltı ve karasal kabloların yanı sıra e-posta ve metin mesajlarından her şeyi depolayan ve işleyen veri merkezlerinde jeomanyetik olarak indüklenmiş akımlar üretebilir. Bu, potansiyel olarak tüm ağı bozabilir ve sunucuların birbirine bağlanmasını engelleyebilir.

Dünya'nın başka bir jeomanyetik fırtına tarafından vurulması sadece bir zaman meselesidir. Carrington Olayı büyüklüğünde bir fırtına, haftalarca süren kesintilerle dünya çapındaki elektrik ve iletişim sistemlerine son derece zarar verebilir.

Fırtına Miyake Olayı büyüklüğündeyse, sonuçlar aylarca süren potansiyel kesintilerle dünya için felaket olur.

Elektrik sistemlerini jeomanyetik fırtınaların etkilerine karşı korumanın yollarını araştırmaya devam etmenin, örneğin transformatörler gibi savunmasız ekipmanları koruyabilen cihazlar kurarak ve güneş fırtınaları vurmak üzereyken şebeke yüklerini ayarlamak için stratejiler geliştirerek, araştırmaya devam etmek zararı azaltmak için oldukça kritiktir. Kısacası, bir sonraki Carrington Etkinliğinden kaynaklanan aksaklıkları en aza indirmek için şimdiden çalışmak önemlidir.