geomagnetic storm: a new carrington event?

NASA Heliophysics: 1859 Carrington-Class Solar Storm Pummeled Earth's Magnetic Field, Goddard Space Flight Center, Youtube, 25.09.2014

@daveguasch

No he tingut encara la sort de veure-les directament però, si em segueixes al blog, hauràs vist que de tant en tant sempre penjo algunes imatges espectaculars d’aurores polars (1).

De manera molt i molt resumida, podem dir que una aurora polar (2) és un efecte visual lligat a les ejeccions de plasma de la massa coronal del Sol (CME) que, segons la seva força, determinen la intensitat del vent solar (3). Quan el vent solar és prou fort i no pot ser desviat pel camp magnètic de la Terra, les radiacions es desplacen al llarg de la magnetosfera. Prop dels pols es va emmagatzemant aquesta energia fins que es manifesta en forma de radiacions electromagnètiques sobre la ionosfera terrestre que, segons la força del vent solar, poden donar lloc a brillants aurores, fortes tempestes geomagnètiques i la pèrdua d'una part de la matèria atmosfèrica que marxarà amb el vent solar.

@RAL_Space_STFC, 03.03.2019

Segurament no t'he après res de nou i no era la meva intenció fer-ho. Perquè del que avui volia parlar-te és de les tempestes geomagnètiques. En particular d'una de la que s'està posant molt de moda parlar des de fa uns mesos.

• La tempesta geomagnètica de 1859, també coneguda com a Carrignton Event (4). Es tracta d'una ejecció de plasma que va colpejar la magnetosfera de la Terra i va provocar una de les majors tempestes geomagnètiques mai abans enregistrades. Amb unes aurores que, a l'hemisferi nord, es van poder veure fins al sud del Carib i que, a Europa i els USA, va deixar fora de servei els sistemes telegràfics cremant nombroses instal·lacions.

Molts autors adverteixen que, si aquest fenomen es produís actualment, provocaria interrupcions generalitzades i blackouts a la xarxa elèctrica. També pertorbacions en el senyal dels satèl·lits que tindrien un gran impacte en les comunicacions i al transport aeri i marítim, etc. Abans d'anar més lluny, recordem l'impacte d'altres tempestes geomagnètiques més recents, per exemple (5):

• La tempesta geomagnètica del maig de 1921 (6). Va provocar uns corrents de sòl que van arribar a un ordre de magnitud superior als de la tempesta geomagnètica de març de 1989. Va acabar cremant els fusibles i altres equips de protecció del servei telegràfic dels USA, deixant-lo fora de servei. La sobretensió també va impactar els cables submarins que connectaven amb Europa i l'Amèrica del Sud.
• La tempesta geomagnètica del maig de 1967 (7). Va estar a punt de provocar una guerra nuclear. Una massa coronal extraordinàriament potent va emetre ones de ràdio amb una potència com mai abans s'havia vist i va deixar fora de servei tres estacions de radar de l'Air Force's Ballistic Missile Early Warning System, situades a Alaska, Groenlàndia i el Regne Unit. Assumint que l'URSS era responsable d'un acte de guerra, l'US Air Force va equipar els seus aparells d'armes nuclears i va dirigir la flota en vol permanent en direcció als objectius de l'URSS. Afortunadament els meteoròlegs espacials militars americans van poder intervenir a temps, informant la cúpula militar que una poderosa erupció solar era la culpable d'aquella situació.
• La tempesta geomagnètica de l'agost de 1972 (8). Va ser la més ràpida en arribar a la Terra d'ençà que la massa coronal va sortir del Sol. Va causar greus pertorbacions als satèl·lits civils i militars i a les sondes espacials de la NASA. També va pertorbar fortament la xarxa elèctrica i de comunicacions de bona part de l’Amèrica del Nord. Val la pena destacar que també va causar la detonació de nombroses mines magnètiques navals que els USA havien disseminat a prop d'Haiphong (Vietnam del Nord). 
• La tempesta geomagnètica de març de 1989 (9). Una massa coronal del Sol (CME), amb una mida de 36 vegades el diàmetre de la Terra va deixar l'astre a una velocitat d'1,6 milions km/h. Dos dies més tard va impactar la magnetosfera terrestre, provocant una gran tempesta geomagnètica (10) i unes aurores polars visibles a Florida i Cuba. La pertorbació magnètica era tan intensa que va crear corrents elèctrics sota terra a bona part d’Amèrica del Nord, fent caure finalment la xarxa elèctrica del Québec, on va provocar un blackout que va durar 12 hores. La xarxa elèctrica dels USA va patir pertorbacions a causa de la tempesta, la caiguda de la xarxa elèctrica del Québec i l'explosió d'un transformador a una planta nuclear de New Jersey, però els sistemes de seguretat van funcionar i es va poder evitar el blackout.
• La tempesta geomagnètica de l’octubre de 2003 (11), va deixar fora de servei bona part de la xarxa elèctrica d'alta tensió al sud de Suècia, amb un blackout que va durar una hora i va deixar uns 50.000 clients sense electricitat. 
• La tempesta geomagnètica de l’octubre de 2012 ... et proposo veure aquest vídeo. 

Euronews - Tempête géomagnétique en approche ..., Youtube, 08.03.2012

Les tempestes geomagnètiques no són doncs una novetat. Estan lligades a uns cicles d'activitat solar (també anomenats cicles de taques solars) observats i enregistrats des de 1755 (12). Poden durar entre 9 i més de 13 anys i produir un mínim de dues o tres grans tempestes geomagnètiques a cada cicle.

Pot ser que estem entrant ja en un nou cicle d'activitat solar (13), o pot ser que no quedi gaire temps per a entrar-hi. És per això que existeix un gran interès per conèixer millor els cicles d'activitat solar, tenir els instruments de previsió necessaris per fer front a una gran tempesta geomagnètica i desplegar les mesures de protecció necessàries per a minimitzar el seu impacte.

Pel que fa al sector de la producció i transport de l'electricitat, moltes de les mesures de protecció necessàries han estat analitzades des de fa temps. Et passo uns exemples:

• John Kappenman: Geomagnetic Storms and Their Impacts on the U.S. Power Grid, Meta-R-319, Metatech Corporation. Prepared for Oak Ridge National Laboratory, January 2010 [report] [presentation]
• H Kirkham et al.: Geomagnetic Storms and LongTerm Impacts on Power Systems, (PDF) US Dept. of Energy, December 2011
• OECD: Geomagnetic Storms, (PDF) Office of Risk Management and Analysis, United States Department of Homeland Security, 14.01.2011
• Giovanni Beccuti: Impact of Solar Storms on the Swiss Transmission Network, (PDF) Research Center for Energy Networks - ETH Zurich, 05.11.2013
  

Deixant de banda la xarxa elèctrica, he llegit articles apocalíptics sobre l'impacte que les pertorbacions en els satèl·lits podrien tenir en les comunicacions com, per exemple, la caiguda d'internet i un col·lapse de les borses de valors que podrien enfonsar l'economia del planeta. Crec que val la pena llegir un article que el New York Times va publicar el passat 11.03.2019 per recordar que el gruix de les comunicacions de la xarxa no passa pels satèl·lits, sinó per cables submarins (14).

El primer cable submarí va connectar en 1858 els USA amb el Regne Unit. Des de llavors s'han inventat diverses tecnologies per la transmissió sense fil i per satèl·lit, però els cables segueixen sent la manera més ràpida, eficient i barata d'enviar informació a través dels oceans.

No estic afirmant que tot està controlat i que si tornéssim a viure una experiència com la de la tempesta geomagnètica de 1859 no passaria res. Però no puc compartir els missatges apocalíptics de l'estil dels que es van fer amb la historia del mil·lenarisme (15) vehiculats, entre altres per publicacions com Nueva Tribuna (16). Personalment, prefereixo fer ús d'una aproximació molt més pragmàtica:

Quan hom ens parla dels milions de pèrdues que podria provocar una tempesta geomagnètica no puc deixar de recordar els càlculs que es fan pel cost d'un dia de vaga general. Quan hom ens parla d'un blackout de la xarxa elèctrica i de les comunicacions no puc deixar de recordar que, recentment, una avaria d'un transformador al meu barri va tenir el mateix efecte i els veïns vam seguir fent una vida normal. Altrament, vull seguir creient que, en el pitjor dels casos, tothom podria sobreviure a unes hores o a un parell de dies sense electricitat, sense veure la TV, consultar el WhatsApp o mirar el GPS. I francament, si em miro amb molt d'escepticisme coses com el Brexit Survival Kit (17), t'he de confessar que també em costa molt de prendre'm seriosament altres com aquest llibre: Tormenta Solar - Guía De Autoprotección Familiar (18).

Així doncs, davant dels crits d'alarma dels profetes de l'apocalipsi em tranquil·litza saber que la gent del Space Weather Prediction Center (19) als USA, i la de ESA's Space Weather a Europa (20) segueixen vigilant el Sol. També em tranquil·litza que el vell SOHO (21) segueixi enviant valuoses informacions sobre l'atmosfera i el vent solar (22), o veure que l'anàlisi de les dades recollides per les missions Van Allen (NASA) (23) i  Cluster Mission (ESA) (24) segueixen donant resultats molt interessants (25).

ESA Science, 02.03.2019

Finalment, també em tranquil·litza saber que hi ha una sonda americana: Parker Solar Probe (26), que s'aproximarà fins a 6,2 milions de km del sol, set vegades més a prop del que mai ha arribat cap altra enginy espacial, suportant temperatures de fins 1.370°C i intensitats de la radiació solar 475 vegades més altes de les de la Terra: pots veure la seva posició actual accedint a la pàgina de la sonda (27). També saber que hi ha una missió de l'Agència Espacial Europea: Lagrange Mission (28) que llençarà un satèl·lit per observar el Sol des d'una òrbita des d'on mai s'havia observat abans (29). Que ambdós enginys ens aprendran moltes més coses de les que sabíem fins ara sobre el Sol, i que ens advertiran més ràpidament que mai abans de l'eventual arribada d'una tempesta geomagnètica al nostre planeta.

Em tranquil·litza saber que s'han destinat recursos a seguir investigant el fenomen de les tempestes geomagnètiques i que hi ha gent que està treballant per minimitzar el seu impacte, fins i tot on menys t'ho esperes (30). I em defrauda enormement que hi hagi gent que no parli d'ells i es dediqui a crear un ambient de pànic, i a beneficiar-se d'aquest amb la venda de publicitat als seus diaris i de kits individuals de supervivència.

---

1. Veure articles publicats en aquest blog relacionats amb les Aurores Polars
2. Wikipedia: Aurora polar [es] 
3. Wikipedia: Vent solar [es]
4. Wikipedia: Solar storm of 1859 [en]
5. Wikipedia: List of solar storms [en]
6. Wikipedia: May 1921 geomagnetic storm [en]
7. Mike Wall: How A 1967 Solar Storm Nearly Led To Nuclear War. Space.Com, 09.08.2016 
8. Wikipedia: Solar storm of August 1972 [en]
9. Sten Odenwald: The Day The Sun Brought Darkness. NASA, 13.03.2009 (Last Updated: 07.08.2017) || In March 1989, Québec experienced a blackout caused by a solar storm. Understanding Electricity, hydroquebec.com,
10. Adam Hadhazy: A Scary 13Th: 20 Years Ago, Earth Was Blasted With A Massive Plume Of Solar Plasma, Scientific American, 13.03.2009.
11. Antti Pulkkinen,et al.: Geomagnetic Storm Of 29-31 October 2003: Geomagnetically Induced Currents And Their Relation To Problems In The Swedish High-Voltage Power Transmission System. Space Weather 3 (8): n/a-n/a. American Geophysical Union (AGU). doi:10.1029/2004sw000123, 25.08.2005
12. Wikipedia: List of solar cycles [en]
13. The First Sunspot Of Cycle 25 Is Seen!, Solar-Terrestrial Centre of Excellence, 22.12.2016 
14. Adam Satariano: La vida submarina de Internet. NYTtimes.com, 11.03.2019
    
15. Fernando Arrabal - El Milenarismo, Youtube, 14.01.2008
16. Tormenta Solar: En El "Top 3" De Las Mayores Amenazas Para El Planeta En 2019. Nuevatribuna, 18.01.2019  || Cuando La Próxima Gran Llamarada Solar Nos Termine Alcanzando, Se Desatará El Infierno En La Tierra, Nuevatribuna, 26.01.2019.
17. Brexit Survival Kit Helps Britons Face The Worst With Freeze-Dried...", Reuters, 22.01.2019
18. El Observatorio Del Clima Espacial Publica: “Tormenta Solar: Guía De Autoprotección Familiar”. 2019. Nuevatribuna, 18.12.2018  || Tormenta Solar. Guía de Autoprotección Familiar: Antes de la emergencia (I), Colección Cisne Negro, 04.11.2018, Amazon
19. Space Weather Prediction Center: Wikipedia, Home page
20. ESA's Space Weather Office: Home page
21. Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) (ESA/NASA): Wikipedia, Home page
22. Earth’S Atmosphere Stretches Out To The Moon -And Beyond. European Space Agency, 20.02.2019
23. Van Allen Probes Mission (NASA): Wikipedia, Home page
24. Cluster Mission (ESA): Wikipedia, Home page
25. Cluster Helps Solve Mysteries Of Geomagnetic Storms. Sci.Esa.Int, 04.03.2019
26. Parker Solar Probe: Wikipedia, NASA, Space.com || Sarah Frazier: Parker Solar Probe Approaches Second Solar Encounter, NASA, 28.03.2019
27. Parker Solar Probe: Where is Parker Solar Probe? Location and Speed
28. Lagrange Mission: Wikipedia, European Space Agency 
29. Lucie Green and Robert Wicks: Our Space Weather Mission Will Venture Deeper Into Space Than Any Other - Here's What It Could Achieve. The Conversation, 06.03.2019
30. US Geological Survey: Hazards: Geomagnetic Storms, Youtube, 18.12.2013