پژوهشگران هشدار میدهند که یک شراره خورشیدی بسیار قدرتمند، مشابه رویدادی که در سال ۱۸۵۹ رخ داد و با نام «رویداد کارینگتون» شناخته میشود، میتواند اثرات فاجعهباری بر جامعه وابسته به فناوری امروز داشته باشد. طوفانهای خورشیدی که تقریباً هر ۱۰۰ سال یکبار رخ میدهند، قادرند مشکلات جدی برای ماهوارهها، سیستمهای GPS و شبکههای برق ایجاد کنند. در واقع، یک طوفان خورشیدی که در ماه مه ۲۰۲۴ رخ داد، توانست باعث یک اختلال موقت در سیستم ماهوارهای ایالات متحده شود و به گفته برخی برآوردها، تنها در بخش کشاورزی حدود ۵۰۰ میلیارد دلار خسارت به همراه داشت.
چگونه طوفانهای خورشیدی فناوری زمین را مختل میکنند
بر اساس گزارش سازمانهای فضایی مانند NOAA، شرارههای خورشیدی شدید و پرتاب جرم تاج خورشیدی (CME) میتوانند اختلالات گستردهای ایجاد کنند؛ از جمله «اختلال در ماهوارهها، ایجاد مشکل در ارتباطات GPS و حتی آسیب به شبکههای برق». این پدیدهها زمانی رخ میدهند که خورشید مقادیر عظیمی از پلاسما را به سمت زمین پرتاب میکند.
این پرتابهای عظیم، در صورت برخورد با زمین، باعث ایجاد طوفانهای ژئومغناطیسی میشوند؛ یعنی اختلالاتی در میدان مغناطیسی زمین. این طوفانها میتوانند جریانهای الکتریکی غیرعادی و بسیار قوی در سطح زمین ایجاد کنند. همین جریانهای القایی ممکن است باعث داغ شدن بیش از حد ترانسفورماتورها شده و در نهایت شبکههای برق را دچار اختلال یا حتی خاموشی گسترده کنند.
علاوه بر این، طوفانهای ژئومغناطیسی میتوانند جو فوقانی زمین را گرم کنند. این افزایش دما باعث انبساط لایههای بالایی جو میشود و در نتیجه، مقاومت (drag) بیشتری بر روی ماهوارههایی که در مدار زمین قرار دارند ایجاد میکند. این پدیده میتواند مدار ماهوارهها را تغییر دهد، عمر عملیاتی آنها را کاهش دهد یا حتی باعث سقوط برخی از آنها شود.
طوفانهای تاریخی و آمادگی برای آینده
در تاریخ، نمونههای متعددی از این پدیدههای شدید ثبت شده است. در سال ۱۸۵۹، همان رویداد معروف کارینگتون باعث شد سیستمهای تلگراف در سراسر جهان دچار جرقه، آتشسوزی و خرابی شوند. اپراتورهای تلگراف حتی گزارش دادهاند که دستگاهها بدون اتصال به منبع برق نیز کار میکردند، زیرا جریانهای القایی ناشی از طوفان خورشیدی در سیمها جریان داشت.
نمونه دیگر در مارس ۱۹۸۹ رخ داد، زمانی که یک طوفان ژئومغناطیسی قدرتمند باعث شد شبکه برق استان کبک در کانادا به مدت حدود ۹ ساعت بهطور کامل از کار بیفتد. این حادثه نشان داد که حتی زیرساختهای مدرن نیز در برابر چنین پدیدههایی آسیبپذیر هستند.
برای درک بهتر مقیاس این تهدید، کارشناسان تخمین میزنند که وقوع یک طوفان در سطح کارینگتون تنها هر ۱۰۰ تا ۲۰۰ سال یکبار رخ میدهد. اگرچه این عدد ممکن است پایین به نظر برسد، اما تأثیرات احتمالی آن به قدری گسترده است که میتواند زیرساختهای حیاتی جهان مدرن را بهطور جدی تهدید کند.
نظارت و سیستمهای هشدار پیشرفته
امروزه سازمانهای فضایی و هواشناسی فضایی بهطور مداوم خورشید را تحت نظر دارند. ماهوارههایی مانند GOES و DSCOVR وظیفه دارند فعالیتهای خورشیدی را رصد کرده و در صورت وقوع شرارههای خطرناک یا CMEها، هشدارهای اولیه صادر کنند.
این هشدارها بسیار حیاتی هستند، زیرا در صورت داشتن زمان کافی، اپراتورهای ماهوارهها میتوانند آنها را به حالت ایمن (safe mode) منتقل کنند تا از آسیبهای الکترونیکی جلوگیری شود. همچنین شرکتهای برق میتوانند اقداماتی برای محافظت از ترانسفورماتورها انجام دهند و از آسیب دیدن شبکه جلوگیری کنند.
اقدامات محافظتی برای آینده
در سالهای اخیر، تلاشهای زیادی برای مقاومسازی زیرساختهای حیاتی در برابر طوفانهای خورشیدی انجام شده است. از جمله این اقدامات میتوان به استفاده از ترانسفورماتورهای پشتیبان، نصب خازنهای محافظ در برابر نوسانات شدید برق، و طراحی شبکههای برق مقاومتر اشاره کرد.
علاوه بر این، طراحی ماهوارههای جدید نیز به گونهای در حال تغییر است که در برابر تابشهای شدید خورشیدی و جریانهای الکتریکی غیرعادی مقاومتر باشند. این اقدامات بهعنوان بخشی از استراتژی «مقاومسازی زیرساختها» (hardening) انجام میشوند تا در صورت وقوع طوفانهای خورشیدی آینده، خسارتها به حداقل برسد.
در مجموع، اگرچه طوفانهای خورشیدی پدیدهای طبیعی و اجتنابناپذیر هستند، اما وابستگی روزافزون بشر به فناوری باعث شده است که اثرات آنها بسیار جدیتر از گذشته باشد. به همین دلیل، نظارت مستمر بر فعالیت خورشید و آمادهسازی زیرساختها برای مقابله با این تهدیدها اهمیت حیاتی دارد.
