A tökéletes vihar

A kutatók szerint egy kozmikus hurrikán a Föld mágneses pajzsán áttörve sötétségbe boríthatja egész Európát

Kapcsolódó cikkek

Szuperforró plazmaív emelkedik ki a Nap felszínéből, majd hirtelen elpattan, és sok millió tonnányi gázt lövell a Naprendszerbe. A tudósok az űrben keringő műholdak különleges kameráin át látják a másodpercenként akár 2000 kilométeres sebességgel száguldó izzó plazmatömeget – amely egyenesen felénk tart.

Azt viszont, hogy mennyire veszélyes, csak akkor tudják megállapítani, amikor a felhő elhalad egy a Földtől másfél millió kilométerre levő műhold mellett. – Ettől a pillanattól körülbelül 40 percünk lesz a felkészülésre – mondja Mike Hapgood asztrofizikus.

A szoláris szupervihar – szaknyelven koronakidobódás (angolul Coronal Mass Ejection, CME) – a leghevesebb azon naptevékenységek közül, amelyeket összefoglaló néven „űridőjárásként” emlegetnek.

Az 59 éves Hapgood szerint, aki korábban az Európai Űrügynökség űridőjárási munkacsoportjának elnöke is volt, egy CME nem tenne kárt a földi életben, az éghajlatot sem változtatná meg, sőt még a kalapot sem fújná le a fejünkről.

Mégis súlyosan veszélyeztetheti mindennapjainkat, mivel a CME által keltett mágneses erőterek óriási elektromos lökéseket gerjesztenek a távvezetékekben. Márpedig ha ezektől kiégnek a transzformátorok, csak hónapok vagy akár csak évek alatt lehetne kicserélni őket. – Katasztrofális lenne az elektromos hálózat kiesése – állítja Hapgood.

Az efféle vélekedések korántsem tekinthetők közönséges riadalomkeltésnek. A NASA két STEREO műholdja 2006-os felbocsátása óta több mint 200 nagy CME-t figyelt már meg. A Föld ionoszféráját védelmező mágneses mezőt súroló kitörések egyike sem volt elég nagy ahhoz, hogy károkat okozzon, de Hapgood szerint ez csak idő kérdése. – Nem tudjuk, mikor, de egy CME előbb-utóbb telibe talál minket – figyelmeztet. – Jobb, ha felkészülünk rá.

Tavaly április 29-én már a Föld közelében haladt el egy nagy CME, majd augusztus 1-jén egy második is. A következő napokban négy kitörés talált el bennünket, s ennek következtében a szokásosnál sokkal délebbre, még Koppenhágában is láthatóvá vált a sarki fény – az égbolton megjelenő rózsaszín, zöld és bíbor fényjáték.
 

Viharok az űrben
A világűrből a felhők, szelek és hurrikánok kozmikus megfelelői ostromolják bolygónkat.

Napszél. A Napból kiáramló nagy energiájú részecskék alkotják. Az ionoszférát elérő napszél hozza létre az aurora borealist, azaz az északi fényt (lásd a fenti képet).

Napkitörések. E látványos robbanásokat a mágneses energia felszabadulása idézi elő a Nap felszínén – néha 100 millió hidrogénbombáénak megfelelő energiával. Zavarhatják a légitársaságok és a katonaság által használt rádiókommunikációs frekvenciákat.

Rádiókitörések. A Napból kilökődő nagy energiájú elektronok hullámai megzavarhatnak egyes rádiójelzésekkel működő rendszereket, például a globális navigációs műholdakat és a radarokat.

Mágneses viharok. A Földet védő pajzsokat áttörő sugárnyalábok megzavarják az űrben és a repülőgépeken működő digitális berendezéseket, illetve többtucatnyi röntgenvizsgálattal egyenértékű sugárzásnak teszik ki az űrhajósokat és a légi utasokat.

Koronakilökődés (CME). A Napból kiszakadó több millió fokos gázfelhő, egyfajta „kozmikus hurrikán”. Az általa keltett nagy erejű mágneses mezők elektromos impulzusokat küldhetnek a Föld felszínére, ily módon az elektromos hálózatokba is.

A valaha mért leghevesebb űrvihar 1859-ben érte el a Földet. Az élet sehol sem állt meg, csak vezetékek olvadtak meg, és kigyulladt pár távíróállomás. De ekkor még nem függtünk ennyire az elektromosságtól.

Néhány kisebb CME 1921-ben, 1989-ben és 2003-ban már jóval nagyobb károkat okozott: egész régiók maradtak áram nélkül, s telefonhálózatok, vasutak, repülőgépek és műholdak váltak használhatatlanná. – Ha ma megismétlődne az 1859-es CME, az igen széles körben okozna áramkimaradásokat, különösen a közepes szélességi körökön fekvő országokban, például Lengyelországban, Franciaországban és Németországban – mondja Hapgood. – És vajon pontosan tisztában vagyunk azzal, milyen veszélyeket rejt Európa elektromos hálózatának teljes összekapcsoltsága?

Az űridőjárásra ritkán figyelünk fel, hiszen csak néha sikerül áttörnie a Földet körülvevő védőpajzson, a magnetoszférán. Hatásainak egyike a sarkvidékek égboltját díszítő, színpompás sarki fény. Más hatások azonban sokkal veszedelmesebbek (lásd a keretes írást).

A napszél komoly veszélyt jelent a GPS-rendszerekre, amelyektől egyre nagyobb mértékben függünk. Egy tenger alatti kút fúrásakor például a GPS-rendszer kiesése miatt a berendezés elveszthetné kapcsolatát a fúrólyukkal, és kitörést idézhetne elő. Még ennél is súlyosabban érintené a dolog a mobiltelefon-hálózatokat és a globális pénzügyi piacokat, amelyek egyaránt a GPS-rendszertől kapott nagy pontosságú időjelzéseket használják, s a rendszer leállása miatt összeomolhatnának.

Ráadásul a kozmikus sugárzás hirtelen megugrásai nagyjából 50 mellkasröntgennek megfelelő energiával áraszthatnák el a repülőgépeket és azok utasait. Szakértők szerint ilyen sugárnyalábok miatt került kétszer egymás után is hirtelen zuhanórepülésbe a Qantas légitársaság Szingapúrból Perthbe tartó Airbus repülőgépe 2008 októberében. A kabinban ide-oda dobálódó utasok közül 39-en sérültek meg, 12-en súlyosan.
 

Egy igazán nagy CME még ennél is több kárt tudna okozni, és sok tudós ért egyet abban, hogy a közeljövőben egy maximális kockázatú időszak kezdődik. Ennek oka a napciklusban, azaz a Nap teljesítményének ingadozásában keresendő, amelyet a napfoltok száma és helye is jelez.

A Nap viselkedésének két fő ciklusa van: egy lassú, amelynek mélypontja az 1600-as évek közepén volt, és 1985-ben tetőzött; és egy jóval gyorsabb, 11 éves periódusú ciklus. – Épp most vagyunk túl az elmúlt száz év leghosszabb ideig tartó és legmélyebb naptevékenység-minimumán, amely alatt több kulcsfontosságú technológiát vezettünk be széles körben, például a GPS-t – fejtegeti Hapgood. – Most azonban fokozódni kezdett a naptevékenység. Egyre növekszik a napfoltok száma, és a kegyelmi időszaknak lassan vége lesz. Azt egyelőre csak találgatni tudjuk, hogy mi történik majd a 11 éves ciklus tetőzésekor, jövőre és 2013-ban.

A szoláris szupervihar 1859-es érkezésekor a két napciklus fázisai nagyjából hasonlók voltak a következő néhány évben várhatókhoz. – Minél jobban megismerem ezt a kutatási területet, annál inkább megrémülök – állítja Hapgood.

Nem ő az egyetlen Nappal foglalkozó kutató, akit aggaszt egy szupervihar lehetősége. A NASA 2008-as jelentése arra figyelmeztetett, hogy egy heves CME súlyos károkat okozhatna, amelyeknek a helyreállítása éveket venne igénybe.

Egy elektromos hálózatokkal foglalkozó amerikai cég jelentése szerint az 1859-es vihar megismétlődése 380 nagy transzformátort tenne működésképtelenné az Egyesült Államokban, és hónapokra sötétségbe borítaná Észak-Amerika egyharmadát.

Ez utóbbi jelentés egyik szerzője, dr. William Radasky rámutat, hogy Európában még nem készült hasonló értékelés. – Azok az üzemeltetők, akikkel Európában találkoztam, nem is értik pontosan, milyen veszély fenyegeti őket – mondja. – Továbbá nem alkalmazzák azokat az új műszaki megoldásokat, amelyek segíthetnének rendszereik megóvásában.

Az a kellemetlen igazság, hogy egyelőre nem ismertek egy nagy napvihar Európára gyakorolt potenciális hatásai – különös tekintettel a 305 ezer kilométernyi nagyfeszültségű távvezeték-hálózatra, amely 34 ország 525 millió lakóját látja el árammal. Ez a vezetékrendszer Lengyelországtól Portugáliáig és Dániától Görögországig terjed, és egymáshoz kapcsolt alrendszerei révén lényegében egységes egészként működik. A brit és a skandináv hálózatok is összeköttetésben állnak vele, de alapvetően függetlenek, míg a kis balti államok hálózatai a skandináv és az orosz elektromos rendszerhez kapcsolódnak.

A fő veszélyt az jelenti, hogy a rendszer valamely pontján bekövetkező kimaradás a dominóelv szerint terjedve jóval nagyobb területen is kimaradásokat okozhat. Ez történt például 2006-ban, amikor lekapcsolták az áramot a németországi Ems folyó felett futó vezetékekről, hogy biztonságosan áthaladhasson alattuk egy nagy hajó. Az innen tovaterjedő áramkimaradások egészen Portugáliáig jutottak, s öt ország 15 millió háztartásában okoztak áramszüneteket.

Egy heves űrvihar hatása ennél sokkal rosszabb lehetne. – Az egész európai elektromos hálózat alapos tanulmányozást igényel, mivel valójában nem is tudjuk, mi folyik benne – mondja dr. Henrik Lundstedt, a Svéd Űrfizikai Intézet űridőjárás-kutatásért felelős vezetője. – Mindeddig szerencsénk volt, hogy egyetlen komolyabb esemény sem tette próbára a rendszert.
 

Elektromos megrázkódtatások
A koronakidobódások okozta kár nagysága együtt nőtt az elektromosságtól való függőségünkkel

Szupervihar, 1859. augusztus 28. Az eddig feljegyzett legerősebb CME. Az északi fény még Szicíliában és Kubában is megjelent, és annyira élénk volt, hogy sokan azt hitték, kigyulladt a városuk. Észak-Amerikában és Európában megolvadtak a távíróvezetékek, és távíró-irodák gyulladtak ki.

A New York-i vasút vihara, 1921. május 13. New Yorkban leállt a vasúti közlekedés, mert a 125. utcától délre működésképtelenné vált a New York Central vasúttársaság jelző- és váltóhálózata.

A quebeci áramszünet vihara, 1989. március 13. Miközben az emberek világszerte látványos északi fényekben gyönyörködhettek, Quebec elektromos hálózata összeomlott, és hatmillió ember maradt áram nélkül egy dermesztően hideg téli éjszakán. Az USA keleti partvidékének nagyvárosai, például Washington és New York is éppen csak hogy elkerülték az áramszünetet. Az ASEOS-II űrszonda működésképtelenné vált, az Egyesült Királyságban pedig két transzformátor károsodott.

A halloweeni vihar, 2003. október 29. A svédországi Malmőben 50 ezren maradtak áram nélkül. Műholdak tucatjai hibásodtak meg, valamint egy Mars felé tartó űrszonda. A légiirányítók a következő 30 órában sehol a világon nem tudták érzékelni az egyes repülőgépek magassága közti különbségeket. Dél-Afrika elektromos hálózata is megsérült, azt bizonyítva, hogy nemcsak a magasabb szélességi körök országai vannak veszélyben.

Az Európai Unióban csak egyetlen ország tett lépéseket annak érdekében, hogy megvédje magát egy pusztító CME-től – és az is csak véletlenül. A finn elektromos hálózat 1960-as években megkezdett felújításakor speciális kondenzátorokat építettek be a teljesítmény javítására és különlegesen erős transzformátorokat, hogy védve legyenek a villámcsapásoktól. – Szerencsés döntést hoztunk, mert mint kiderült, pontosan ezek az elemek kellenek ahhoz, hogy egy hálózat ellenállóvá váljon – mondja Jarmo Elovaara mérnök-professzor, az országos elektromos hálózatot fenntartó Fingrid munkatársa.

– Ha mindenütt olyan transzformátorok lennének, mint nálunk, akkor sokkal kisebb lenne a problémák veszélye – véli dr. Risto Pirjola, a finn űridőjárás-kutatási program feje. – Persze lehet, hogy történnie kell valaminek, mielőtt a hálózatüzemeltetők rászánják a pénzt.

Remélhetőleg ehhez nem kell megvárni egy szupervihart. Úgy tűnik, immár az európai radarokon is feltűntek az űridőjárás jelentette veszélyek. Az EU több kapcsolódó kutatási programot is finanszíroz: ilyen például az EURISGIC, amelynek során azt kívánják megállapítani, hol és milyen nagyságú áramokat indukálhat egy CME a hálózatokban. A mérnökök közben vészforgatókönyveken is dolgoznak, hogy kiderítsék, mekkora lehetne a hatás és hogy eleget tesznek-e a hálózatok és a transzformátorok túlélő-képességének biztosításáért.

Az Európai Űrhivatal is indított egy kísérleti megfigyelő programot, illetve a Lundban, Prágában, Varsóban és Brüsszelben működő riasztóközpontok figyelemmel kísérik az amerikai műholdas űridőjárási adatokat.

Ám nagyon sok még a tennivaló. Európának szüksége van egy szervezetre, amely összehangolja a kutatásokat, előrejelzéseket készít, és hatékonyabban figyelmeztetheti a hálózatokat és a felhasználókat. Hapgood úgy gondolja, nagyon fontos lenne a kormányokban is tudatosítani az űridőjárás jelentőségét. – Túl sok döntéshozó hiszi azt, hogy az űr üres és ártalmatlan, ezért aztán könnyebb szívvel csökkentik az erre szánt költségvetési pénzeket – mondja.

Már ma is rendelkezésünkre állnak azok a műszaki megoldások, amelyekkel ellenállóbbá tehetjük a hálózatokat és egyéb rendszereket. Az amerikai kongresszus tavaly júniusban egyhangúlag fogadott el egy törvényt e megoldások rendszerbe állításáról. Nagyon fontos lenne, hogy Európában is mielőbb hasonló lépéseket tegyenek.

Amikor 1989-ben átsöpört Európa felett a nagy szupervihar, tiszta volt az ég, és Mike Hapgood felautózott az oxfordi otthona közelében lévő hegyekbe, hogy fényképeket készítsen a ragyogó sarki fényről. – Kíváncsi voltam rá, vajon égnek-e még a lámpák, amikor hazaérek – meséli –, és égtek. De nem biztos, hogy legközelebb is ilyen szerencsések leszünk.

Vote it up
241
Tetszett?Szavazzon rá!