إن عاصفة شمسية قوية مماثلة لحدث كارينغتون عام 1859 لا تشكل تهديدا افتراضيا ولكنها مسألة وقت. وتظهر نماذج جديدة من وكالة الفضاء الأوروبية أن عاصفة مماثلة اليوم يمكن أن تدمر الكثير من البنية التحتية المدارية للأرض، من أنظمة الملاحة إلى أقمار الاتصالات والمراقبة. اقرأ المزيد في مقال رامبلر.
ماذا حدث عام 1859؟
في الأول من سبتمبر عام 1859، لاحظ عالم الفلك البريطاني ريتشارد كارينجتون وميضًا ساطعًا من الضوء فوق بقعة شمسية عملاقة بحجم كوكب المشتري. لقد كان أقوى توهج شمسي في تاريخ الملاحظات الآلية. وبعد فترة وجيزة، غطت الأرض عاصفة مغنطيسية أرضية قوية استمرت لمدة أسبوع تقريبًا.
وكانت العواقب غير مسبوقة: فقد تم تسجيل الشفق القطبي في جميع أنحاء العالم، وكان مرئيًا حتى في خطوط العرض الاستوائية، وتضررت خطوط التلغراف، وأصيب العديد من العاملين بالكهرباء، واشتعلت النيران في المعدات الأوتوماتيكية. في القرن التاسع عشر، كان الضرر محدودًا لأن اعتماد البشرية على التكنولوجيا كان في حده الأدنى.
لماذا ستكون الأمور مختلفة اليوم؟
تعتمد الحضارة الحديثة على آلاف الأقمار الصناعية الموجودة في مدارات منخفضة ومتوسطة ومستقرة بالنسبة للأرض. أنها توفر الاتصالات والإنترنت والملاحة والأرصاد الجوية والمعاملات المالية والمراقبة العسكرية وإدارة البنية التحتية.
هل توجد حياة على أقمار المشتري؟
وفقًا لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، إذا حدث حدث بحجم كارينجتون مرة أخرى، فلن يكون أي نوع من الأقمار الصناعية محميًا بشكل كامل – ولا حتى المركبات الموجودة في مدار أرضي منخفض، والتي غالبًا ما تكون محمية جزئيًا بالمجالات المغناطيسية والغلاف الجوي.
ماذا تظهر عمليات المحاكاة الجديدة لوكالة الفضاء الأوروبية؟
تم إجراء الحسابات المنشورة مؤخرًا في مجلة Living Science كجزء مما يسمى بتمرين الأمن السيبراني المنضدي – وهو محاكاة سيناريو متطرف، تم إجراؤها في مركز عمليات الفضاء الأوروبية التابع لوكالة الفضاء الأوروبية في دارمشتات. يهدف هذا الحدث إلى التحضير لإطلاق القمر الصناعي الراداري Sentinel-1D.
يحاكي السيناريو توهجًا من فئة X45، وهو أقوى بحوالي خمس مرات من أقوى التوهجات في الدورة الشمسية الحالية. يتطور هذا الحدث على ثلاث مراحل:
- يصل شعاع لحظي من الإشعاع إلى الأرض بسرعة تقارب سرعة الضوء. ليس لدى مثل هذه الموجات الوقت للرد ويمكن أن تلحق الضرر على الفور بإلكترونيات القمر الصناعي الموجودة خارج الغلاف المغناطيسي الداخلي.
- وتعطل الموجة الثانية من الإشعاع عمل أنظمة الملاحة والتزامن المداري، مما يزيد بشكل حاد من خطر الاصطدامات بين المركبات.
- الانبعاث الكتلي الإكليلي (CME) عبارة عن سحابة عملاقة من البلازما تتحرك بسرعة تزيد عن سبعة ملايين كيلومتر في الساعة وتصل إلى الأرض في حوالي 15 ساعة وتتسبب في عاصفة مغناطيسية أرضية قوية.
التهديد الرئيسي
ويرى الخبراء أن العامل الأكثر خطورة ليس الإشعاع، بل رد فعل الطبقات العليا من الغلاف الجوي. تحت تأثير طاقة العواصف الشمسية، يسخن الغلاف الحراري بقوة ويتوسع. وتقدر وكالة الفضاء الأوروبية أن هذا يمكن أن يزيد من السحب الديناميكي الهوائي للأقمار الصناعية بنسبة تصل إلى 400%.
ونتيجة لذلك، بدأت الأجهزة تفقد الارتفاع بسرعة، وترك المدار. سوف يحترق بعضها في الغلاف الجوي، والبعض الآخر قد يسقط على الأرض. بالنسبة للمشغل، هذا يعني فقدان السيطرة، وعدم القدرة على ضبط المسار، وتأثيرات الصدمات المتتالية.
تحذير 2024
في مايو 2024، تعرضت الأرض لأقوى عاصفة مغنطيسية أرضية منذ 21 عامًا. ورغم أنها كانت أضعف كثيرا من حادثة كارينغتون، فإن عواقبها كانت كبيرة: ففقدت أقمار صناعية فردية في مدار منخفض، وسجلت أخطاء في تحديد المواقع بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، وفي الولايات المتحدة، أدت الاضطرابات في تشغيل المعدات الزراعية إلى خسائر بلغت نحو 500 مليون دولار للمزارعين. ويؤكد الخبراء أن هذا مجرد مثال صغير لما يمكن أن يحدث خلال حدث شمسي شديد الشدة.
متى تحدث العواصف الشمسية؟
وفقًا لعلماء فيزياء الفضاء، تحدث العواصف الشمسية من فئة كارينجتون في المتوسط مرة كل 500 عام. وهذا يعني أن فرصة حدوث مثل هذا الحدث في القرن الحادي والعشرين تبلغ حوالي 12%، وهو معدل يقول العلماء إنه مرتفع بشكل مثير للقلق. وهذا هو السبب وراء قيام وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة ناسا ووكالات أخرى بإجراء تمارين السيناريو بشكل متزايد وتطوير أنظمة الإنذار المبكر. ومع ذلك، حتى مع التوقعات، قد لا يكون هناك ما يكفي من الوقت للحماية الكاملة.
وهكذا، تظهر عمليات المحاكاة أنه من المستحيل تجنب الخسائر تماما في حالة حدوث عاصفة شمسية قوية. ومع ذلك، تساعد البروتوكولات التي تم تطويرها مسبقًا على تقليل حجم الضرر: تحويل الأقمار الصناعية إلى الوضع الآمن، وتقليل الاصطدامات، وتسريع عملية استعادة النظام بعد الأعطال.
ويؤكد الخبراء أن الطقس الفضائي أصبح عامل خطر مثل الزلازل أو الأعاصير. وفي بيئة تعتمد على التكنولوجيا، لم يعد من الممكن تجاهل هذا التهديد.
لقد كتبنا سابقًا عما سيحدث إذا اختفى القمر فجأة.