Kita Terlepas Dari Bencana Dengan Badai Matahari Ini. Inilah Yang Perlu Anda Ketahui Untuk Yang Berikutnya

(SeaPRwire) –   Pada musim ini langit telah dipenuhi dengan peristiwa menarik. Pada 24 dan 25 Mac lalu, aurora borealis telah dilihat di seluruh Amerika, Eropah, dan Asia Utara dan Timur. Pada 8 April, fenomena ini juga dilihat di Amerika Utara. Bulan Mac dan April juga menyaksikan kemunculan fenomena yang dinamakan . Dan minggu lepas, penduduk bumi telah disajikan dengan tontonan cahaya yang menakjubkan apabila letusan geomagnetik dari matahari yang dikenali sebagai , menghasilkan paparan berwarna-warni aurora borealis, satu fenomena yang biasanya terhad kepada kawasan kutub utara, tetapi kali ini dilihat jauh ke selatan seperti di Alabama, Amerika Syarikat dan kawasan berlatitud serupa di seluruh dunia.

Letusan jisim korona tidak sahaja menghasilkan peristiwa indah, malahan juga boleh menyebabkan masalah yang membahayakan nyawa. Apabila tenaga dari matahari bertabrakan dengan Bumi, ia boleh mengganggu satelit, menyebabkan sistem GPS tidak berfungsi dengan betul, menyebabkan loji kuasa tidak beroperasi dan memutuskan talian telekomunikasi. Seperti ribut, letusan matahari ini dikelaskan oleh Agensi Kebangsaan Oceanik dan Atmosfera (NOAA), daripada ringan hingga sederhana, kuat, teruk dan melampau.

Pada 12 Mei, NOAA telah mengeluarkan amaran untuk peristiwa yang berlaku itu, walaupun pada tahap puncaknya dari 10 hingga 12 Mei, tiada laporan gangguan kuasa atau satelit. Tetapi jika Bumi telah terlepas daripada bahaya kali ini, kita akan menghadapi tahun-tahun yang lebih mencabar kerana matahari akan mengalami puncak aktivitinya.

Jadi apakah yang sedang berlaku di luar sana, berapa besar bahaya yang dihadapi Bumi dan bagaimana kita boleh bersedia?

Apakah yang menyebabkan letusan matahari?

Sama seperti Bumi mempunyai musim, matahari juga mengalami kitaran. Musim matahari berlangsung tidak dalam tempoh bulan, tetapi dalam kitaran 11 tahun yang menghasilkan tempoh aktiviti tinggi, dikenali sebagai maksimum matahari, dan aktiviti rendah dikenali sebagai minimum matahari. Kitaran ini disebabkan oleh fakta bahawa matahari bukanlah pepejal, yang bermakna bahagian permukaannya berputar pada kadar yang berbeza – . Ini menyebabkan medan magnet matahari berubah secara perlahan-lahan sehingga ia terlepas. Apabila ini berlaku, kutub magnet utara dan selatan akan , melepaskan tenaga yang menghasilkan puncak aktiviti matahari. Setelah tenaga itu habis, matahari akan kembali kepada keadaan minimum yang kurang ganas.

Satu tanda aktiviti matahari yang tinggi ialah kelompok matahari, kawasan kecil medan magnet yang terpilin pada permukaan matahari. . Letusan semasa ini berkaitan dengan kelompok matahari berukuran 16 kali diameter Bumi, dan melepaskan berbilion tan plasma—.

Walau bagaimanapun, tiada puncak maksimum atau minimum matahari sama. “Kitaran utama matahari ialah kitaran 11 tahun, tetapi orang telah menyedari trend jangka panjang dalam aktiviti kelompok matahari,” kata Profesor Michael Liemohn, profesor sains iklim dan angkasa di Universiti Michigan. “Seolah-olah terdapat kitaran selama satu abad di mana bilangan kelompok matahari pada puncak maksimum adalah lebih rendah untuk satu atau dua kitaran sebelum kembali ke tahap normal.”

Puncak aktiviti maksimum terakhir, yang berakhir kira-kira sepuluh tahun lalu, berada pada tahap tenaga yang lebih rendah. Yang berakhir 20 tahun lalu adalah lebih tinggi. “Kami menjangkakan puncak aktiviti maksimum semasa ini akan lebih besar daripada sebelumnya, dan lebih menyerupai aktiviti puncak 20 tahun lalu,” kata Liemohn.

Bagaimana letusan jisim korona membahayakan Bumi?

Cara terbaik untuk memahami kesan letusan matahari terhadap planet kita ialah dengan memikirkan atmosfera sebagai gas dalam tiub pendarahan. Dalam tiub itu, Liemohn menjelaskan, elektrod di kedua-dua hujung melajukan elektron, yang berinteraksi dengan gas, memberikan tenaga kepadanya dan menyebabkannya bercahaya. Jauh di atmosfera—50 hingga 200 batu—proses serupa mencipta aurora. Lebih dekat permukaan Bumi, kesannya kurang baik.

“Seperti dalam tiub, terdapat arus elektrik berkaitan dengan elektron laju, dan arus-arus ruang ini boleh menghasilkan arus elektrik lain di … gelung konduktor di sini di bumi,” kata Liemohn. “Gelung-gelung ini mesti sangat panjang, bermil-mil, tetapi talian kuasa bervoltan tinggi mudah terdedah kepada kesan ini.”

Kerosakan kepada satelit lebih terus dan disebabkan oleh beberapa cara. Apabila , letusan geomagnet menghangatkan atmosfera luar, menyebabkannya mengembang. Ini meningkatkan geseran terhadap satelit dan boleh merosakkan orbitnya. Zarah bercas yang mengalir dari matahari semasa letusan matahari juga boleh merentasi satelit atau mengelektrikkan permukaannya, merosakkan komponennya. Masalah ini lebih teruk bagi satelit dalam orbit tinggi – kawasan di mana kebanyakan satelit komunikasi beroperasi.

Kapal angkasa beranak krew seperti Stesen Angkasa Antarabangsa mengorbit jauh lebih rendah—. Ini —yang melindungi kami dari sinar kosmik dan matahari di bumi. Walaupun demikian, astronot menerima dos radiasi yang lebih tinggi berbanding manusia dan haiwan di bumi, terutamanya semasa letusan matahari. Stesen itu sendiri atau kapal angkasa memberikan perlindungan tambahan—tetapi seorang astronot yang tidak dilindungi di permukaan bulan atau Marikh akan berada dalam bahaya serius semasa letusan matahari. Menurut Space.com, letusan “gelombang kejutan” akan memaparkan astronot kepada setara dengan 300,000 sinar X serentak dada, jauh lebih banyak daripada 45,000 yang membunuh.

Membekalkan diri untuk yang seterusnya

Lazimnya, letusan matahari mengambil masa sehari atau dua untuk tiba dan berlalu. Yang terkini berlarutan beberapa hari, menurut penjelasan Liemohn, kerana matahari melepaskan beberapa letusan secara berterusan. “Bumi kini dalam fasa pemulihan daripada letusan itu, yang akan berlarutan beberapa hari lagi,” katanya pada 12 Mei. “Tetapi kini aurora akan terhad kepada kawasan biasa di latitud tinggi, merentasi Alaska dan Kanada.”

Letusan besar yang lebih mungkin berlaku daripada sebaliknya semasa puncak aktiviti kuat ini. Cuaca angkasa mungkin mengambil masa sehingga pertengahan 2025 untuk mula mereda, . Jadi bagaimana kita boleh bersedia?

Pada tahun 2019, Kongres Amerika Syarikat telah mengambil langkah untuk memperkukuh pertahanan negara terhadap peristiwa angkasa cuaca apabila ia meluluskan , untuk Mempromosikan Penyelidikan dan Pemerhatian Cuaca Angkasa bagi Meningkatkan Ramalan Masa Depan. Di bawah undang-undang itu, kerajaan persekutuan memberi kuasa kepada NOAA, NASA, , industri, akademik dan lain-lain untuk menyelidik bagaimana bersedia untuk peristiwa cuaca angkasa merbahaya dan memberi keutamaan kepada pembiayaan yang sesuai untuk tujuan itu.

“Pada dasarnya,” kata Profesor Pembantu Daniel Welling dalam sains iklim dan angkasa di Universiti Michigan, “undang-undang itu adalah untuk agensi-agensi ini memberi nasihat kepada negara bagaimana hendak bergerak untuk cuba memahami dan menetapkan piawaian ramalan cuaca angkasa.”

Pada masa ini, ini tidak mudah dilakukan. Pertama, cuaca angkasa masih agak misteri bagi penyelidik. Kedua, walaupun kita boleh meramalkannya dengan setiap dengan cuaca bumi, grid kuasa AS yang begitu luas dan berwilayah menjadikannya sukar untuk meletakkan protokol melindunginya sepenuhnya.

Contoh konsep bagaimana sistem kawalan dan arahan sedemikian mungkin wujud, walau pun hanya ujian konsep, ialah di New Zealand.

Lebih daripada setahun lalu, Welling bekerja dengan pasukan di , pengendali rangkaian grid kebangsaan negara itu, untuk

meramalkan kesan letusan matahari melampau dan kemudian menukar konfigurasi rangkaian sehingga ia stabil. Ini disusun menjadi prosedur PDF yang terletak di atas meja operator Transpower. “Mereka telah mengaktifkannya pada hujung minggu ini,” kata Welling, “yang sungguh hebat.”

Tetapi satu negara dengan 5.1 juta penduduk yang meliputi kawasan 103,500 kilometer persegi berbeza dengan negara seperti AS dengan 333 juta orang dan 3.8 juta kilometer persegi. Dan jika letusan besar mematikan itu melanda, sistem kuasa kami kemungkinan akan terputus. Ini bukan kerana kekurangan mesin dan protokol sedang dibangunkan, walaupun. Transformer kuasa beroperasi dengan arus ulang-alik tetapi semasa letusan matahari mungkin menerima lonjakan arus terus.

“Transformer itu tidak direka untuk menangani itu, jadi ia boleh memanas dengan cepat,” kata Welling.

Satu peranti bernama penghalang arus geomagnetik yang dihasilkan (GIC) boleh dipasang pada transformer untuk melindungi mereka daripada impuls kuasa merosakkan. Masalahnya penghalang GIC masih dalam pembangunan, dan apabila dipasang, ia boleh mempunyai kesan Whac-A-Mole. “Anda menghentikan arus [dari letusan matahari] di sini, dan ia berlipat ganda di sana,” katanya.

Ini meninggalkan transformer terdedah—dan terdedah