Scenariusz Carringtona. Zanim Słońce ześle nam wielką burzę

Na połowie powierzchni Ziemi dochodzi do gwałtownych zaburzeń w sieciach energetycznych. Prądy i napięcia ulegają dzikim wahaniom, grożąc przeciążeniem urządzeń kluczowych dla współczesnej gospodarki, a nawet w pewnym sensie cywilizacji. Wkrótce po tym sieci elektryczne zaczynają padać, a świat pogrąża się w chaosie.

Co dalej? Naprawa uszkodzeń systemu energetycznego trwa długie miesiące. Bez stałego dostępu do energii elektrycznej, która jest siłą napędową współczesnego życia, społeczeństwa i gospodarki, wszystko zatrzymuje się. Rynki załamują się, gdy brak prądu przerywa dostawy żywności, paliwa i usługi transportowe. W ciągu kilku tygodni nieuniknione stają się: zapaść gospodarcza, globalne wstrząsy społeczne i masowy głód.

To scenariusz katastrofy nazywanej efektem Carringtona, lub podobnie, na cześć Richarda Carringtona, badacza nieba, który w 1859 roku zauważył dwie plamy jasnego światła odrywające się od powierzchni Słońca i zmierzające z ogromną prędkością ku Ziemi. Rozbłysk z 1859 roku, choć nastąpił jeszcze przed wielkim rozkwitem cywilizacji technicznej opartej na elektryczności, był pierwszym, który został zauważony nie tylko jako zdarzenie astronomiczne, ale także burza elektromagnetyczna mająca wpływ na pierwsze urządzenia oparte na przepływach prądu elektrycznego.

Wówczas pojawiły się też pierwsze sygnały ostrzegawcze przed zakłóceniami. Latem 1859 roku astronomowie odnotowali niezwykłą aktywność na Słońcu. Pojawiła się duża liczba plam słonecznych. Pod koniec sierpnia obserwatorzy na całym świecie obserwowali zdumiewająco jasne zorze polarne. Gazety donosiły o wspaniałych pokazach na niebie w północnej Australii i Stanach Zjednoczonych. Żeglarze na Oceanie Spokojnym pisali o nocnym niebie w tonach pełnych zachwytu.

Dzień po tym, jak Carrington zauważył odrywające się od Słońca wyrzuty materii, te wielkie połacie silnie namagnetyzowanej plazmy słonecznej uderzyły w Ziemię. Zorze znów były widoczne na całej planecie, nawet w krajach położonych blisko równika.

Nocne niebo było tak jasne, że niektórzy mylili je ze świtem. W Ameryce Północnej iluminacja tworzona przez zorze była wystarczająca do czytania w nocy.

Operatorzy telegrafów, pracujący nad wczesnymi sieciami komunikacyjnymi obejmującymi Europę i Amerykę Północną, donosili o zadziwiających zjawiskach. W Europie zakłócenia magnetyczne wywoływały niekontrolowane prądy elektryczne w całej sieci.

Na wiele godzin komunikacja między europejskimi stolicami całkowicie się zatrzymała. W Ameryce operatorzy odnotowali przeciążenia oraz iskrzenie sprzętu, a w niektórych miejscach nawet samozapłony. Były przypadki, gdy operatorzy, którzy odcięli dopływ prądu do linii, ze zdumieniem zauważali, że nadal mogą się komunikować dzięki elektryczności wzbudzanej przez… wtedy nie rozumiano jeszcze dokładnie tego mechanizmu. Jednak ogólnie szkody i zniszczenia miały dość ograniczony zasięg. Były to raczej ciekawe, zadziwiające ówczesnych ludzi zjawiska niż wielka katastrofa.

Potężne rozbłyski słoneczne są szkodliwe z powodu silnych pól magnetycznych i elektrycznych, które ze sobą niosą. Na szczęście dla nas Ziemia ma wbudowaną osłonę. Wirujące, stopione żelazne jądro naszej planety tworzy potężne pole magnetyczne wokół planety (1). Zwykle jedynym znakiem, że jesteśmy smagani plazmą słoneczną, są zorze polarne wokół biegunów. Jednak gdy scenariusz Carringtona zacznie się ziszczać, ucierpią nie tylko transformatory i sieci energetyczne (co już się zdarzało np. w 1989 roku), ale również np. GPS, co może oznaczać paraliż transportowy i komunikacyjny na Ziemi.

Dokładna geneza rozbłysków słonecznych wciąż nie jest dobrze poznana. Wiadomo, że Słońce porusza się w cyklu jedenastoletnim, na przemian w okresach niskiej i wysokiej aktywności. Choć rozbłyski słoneczne mogą się zdarzyć w każdym momencie cyklu, prawdopodobieństwo ich wystąpienia jest znacznie większe w latach aktywnych. Obecny cykl osiągnął minimum około końca 2019 roku, a maksimum osiągnie prawdopodobnie między 2023 a 2026 rokiem.

Duże zakłócenia magnetyczne zdarzały się już wcześniej. Zdarzą się ponownie. Świat i operatorzy sieci energetycznych muszą się przygotować albo staną w obliczu katastrofy. Pewne kroki w tym kierunku zostały już podjęte. Od 1996 roku sonda kosmiczna SOHO stale monitoruje Słońce, dostarczając kilkugodzinnych informacji o nadchodzących rozbłyskach. Od tego czasu do SOHO dołączyły inne sondy kosmiczne, dając nam coraz bardziej szczegółowe obrazy naszej gwiazdy. Dzięki ostrzeżeniom z tych systemów operatorzy sieci energetycznych mają teraz trochę czasu, aby zabezpieczyć wrażliwe części sieci.

Poza samym monitorowaniem Słońca, operatorzy sieci energetycznych mogą również pracować nad uodparnianiem swoich systemów na uderzenie z kosmosu. Można np. zainstalować nowe urządzenia, które będą absorbować lub przekierowywać wahania mocy. To jednak kosztuje. Szacunki są różne, ale zwykle mówi się o kosztach rzędu 10-20 miliardów dolarów dla samej sieci w USA. Jednak w porównaniu z ogromnymi szkodami, jakie może spowodować taka flara, koszt przygotowań wydaje się niewielki.

Mirosław Usidus