Burza Carringtona. Gdyby uderzyła w Ziemię teraz, cofnęłaby nas do XIX wieku

Jeśli przyjmiemy, że główną rolą internetu jest szybkie przesyłanie informacji na duże odległości, internetem epoki wiktoriańskiej był telegraf. Przez wieki eksperymentowano z jego prekursorami. W starożytnej Grecji telegraf optyczno-hydrauliczny wymyślił Eneasz Taktyk, a popularną metodą przekazywania informacji na odległość był telegraf ogniowy, gdzie komunikat przekazywano rozpaleniem odpowiedniej kombinacji ogni.

Nieco później - na początku XIX wieku - Europę pokryły wieże telegrafu optycznego. Na ich szczycie znajdowało się ruchome ramię, którego położenie odpowiadało konkretnej literze. Z wynalazku tego korzystał Napoleon, a w 1838 roku Warszawę i Moskwę połączyła linia stworzona przez 220 stacji przekaźnikowych, nad których działaniem czuwało ponad 1300 osób.

Choć rozwiązania te spełniały swoje zadanie, pod względem szybkości działania nie mogły się równać z telegrafem, który do swojego działania wykorzystywał elektryczność i metalowe przewody.

Pierwsza połowa XIX wieku była czasem, gdy wynalazek ten rozwijał się w niebywałym tempie, przyspieszonym dodatkowo przez Samuela Morse’a, który - tworząc swój alfabet, składający się z kresek i kropek - stworzył zarazem metodę szybkiego, efektywnego przesyłania informacji za pomocą impulsów elektrycznych.

Sieć przewodów zaczęła oplatać świat. W 1851 roku kabel połączył Francję i Anglię, a już siedem lat później pierwszy transatlantycki przewód połączył Europę i kontynent amerykański. Niedługo potem nadeszła katastrofa.

Brytyjski astronom Richard Christopher Carrington, poświęcił swoje obserwacje badaniu plam słonecznych. To zjawisko zachodzące w atmosferze Słońca i widoczne z Ziemi w postaci ciemniejszych obszarów, których liczba zmienia się – co w połowie XIX wieku badali Samuel Heinrich Schwabe i Rudolf Wolf – w około 11-letnich cyklach. W ich czasie aktywność Słońca osiąga minimum, aby w kolejnych latach stopniowo wzrastać, a z czasem powtórzyć cały cykl.

Obserwując słoneczne plamy Richard Christopher Carrington dostrzegł 1 września 1859 r. silny rozbłysk. Zaledwie kilkanaście godzin później, 2 września, na Karaibach i w basenie Morza Śródziemnego zaobserwowano typową dla rejonów okołobiegunowych zorzę polarną.

Noc stała się jasna jak dzień, a telegrafy na całym świecie zaczęły żyć własnym życiem - generowały sygnały, psuły się, a nawet ulegały zapłonowi od iskier padających na papierową taśmę, używaną do zapisywania komunikatów nadawanych alfabetem Morse’a. Późniejsze badania wykazały, że burza Carringtona (Carrington Event) – jak nazwano obserwowane zjawisko - była niezwykle silną burzą magnetyczną.

Burza elektromagnetyczna to zjawisko wywołane aktywnością Słońca. Rozbłyski słoneczne powodują emisje promieniowania w szerokim spektrum - od fal radiowych po promieniowanie rentgena, czy nawet gamma. Na Ziemi powoduje to m.in. zakłócenia w łączności radiowej, jednak najbardziej spektakularne efekty występują wraz z towarzyszącymi rozbłyskom koronalnymi wyrzutami masy (CME).

W górnej warstwie atmosfery Słońca – nazywanej koroną - wielkie (wielokrotnie większe od Ziemi) obłoki silnie namagnesowanej plazmy są przyspieszane, a następnie wyrzucane w losowych kierunkach przez luki w słonecznej magnetosferze. Ma to wpływ na pogodę kosmiczną, a gdy koronalny wyrzut masy skierowany jest ku Ziemi - także na naszą planetę.

Aktywność Słońca rzutuje na ilość docierającej do Ziemi energii (wahania rzędu 0,1 proc.), co długookresowo może wpływać na jej klimat. Przykładem jest tzw. minimum Mundera, gdy w XVII wieku średnia temperatura na Ziemi spadła o nawet 1,5 stopnia Celsjusza.

Poza wpływem na ziemski klimat, aktywność Słońca ma znaczenie również z powodu wpływu CME na różnego rodzaju urządzenia zasilane prądem i infrastrukturę energetyczną. To, co w XIX wieku było naukową ciekawostką o niewielkim znaczeniu dla losów świata, obecnie mogłoby spowodować niewyobrażalny chaos i czasowe cofnięcie postępu technicznego związane z długotrwałą przerwą w dostawie energii.

Nie chodzi w tym przypadku o krótkotrwały blackout. Z powodu CME w marcu 1989 r. roku przeżyło go kilka milionów mieszkańców Kanady, a do podobnych sytuacji przygotowuje nas m.in. opublikowany przez władze "Poradnik bezpieczeństwa". Znacznie poważniejsze następstwa niż kilkugodzinna przerwa w dostawie prądu może mieć jednak uszkodzenie wielkich transformatorów, które wystąpiłoby po CME równie silnym, jak w 1859 r.

W takim przypadku usunięcie najbardziej newralgicznych uszkodzeń zabrałoby miesiące, a pełne odtworzenie zniszczonej infrastruktury nawet 10-15 lat. Zniszczona byłaby także budowana przez dziesięciolecia infrastruktura kosmiczna – satelity odpowiedzialne za komunikację czy nawigację satelitarną, a życie astronautów byłoby zagrożone.

Burza Carringtona była prawdopodobnie najsilniejszą, jaką odnotowano w spisanej historii ludzkości. Badania częściowo skamieniałych drzew, jakie odnaleziono nad brzegiem rzeki Le Drouzet na południu Francji dowodzą, że zaledwie 14,3 tys. lat temu Ziemia doświadczyła koronalnego wyrzutu masy znacznie potężniejszego niż ten z 1859 r.

Według prowadzącego badania francuskiego laboratorium w laboratorium CEREGE w Aix-en-Provence, świadczy o tym zwiększona w drewnie zawartość izotopu węgla C-14 – tego samego, którego używa się do datowania znaleziska z dawnych czasów.

Takie wydarzenie w czasach współczesnych mogłoby mieć bardzo niebezpieczne skutki. Nie możne jednak wykluczyć ryzyka, że któryś ze słonecznych rozbłysków okaże się silniejszy od innych, a nasza infrastruktura energetyczna - choć zabezpieczona przed impulsem elektromagnetycznym – zostanie w jakiś sposób uszkodzona. Naładowany powerbank, latarka z zapasem baterii i turystyczne radio mogą się wówczas naprawdę przydać.