Dar neseniai Lietuvos dangų papuošusi Šiaurės pašvaistė paskatino šalies gyventojus ne tik fiksuoti retus reiškinius mūsų platumose, bet ir diskutuoti, ar tai globalinio atšilimo, o gal kitų veiksnių rezultatas. Vilniaus universiteto Fizikos fakulteto mokslininkas dr. Kęstutis Ikamas patikina, kad šiuos reiškinius sukelia Saulės audros, o Šiaurės pašvaistė – bene vienintelis pozityvus jų padarinys. Sulaukę Saulės audrų aktyvumo piko galime tikėtis kur kas liūdnesnių pasekmių – nuo stringančių telekomunikacijų, sutrikusio palydovų ir interneto ryšio iki mėnesiams dingusios elektros.
Gyvename Saulės audrų piko laikotarpiu
Pasak fiziko dr. K. Ikamo, Saulės audros yra įprastas reiškinys ir vyksta nuolat. Audros metu iš Saulės į erdvę dideliu greičiu išmetamos didelės energijos dalelės (plazma). Kai tų dalelių debesis nuskrieja iki Žemės, jas sustabdo viršutiniai atmosferos sluoksniai ir mūsų planetos paviršiaus jos nepasiekia, bet tuo metu danguje matome Šiaurės pašvaistę. Tačiau jei Saulės audra būna labai stipri, jos poveikis Žemei gali būti didesnis.
„Saulės plazmos srautas paveikia Žemės magnetinį lauką ir jis pakinta. Atsiranda neįprastų magnetinio lauko trikdžių, kuriuos vadiname geomagnetine audra. Kadangi Saulė, kaip ir Žemė, turi sau būdingus gyvavimo ciklus, galima sakyti, sezonus, tam tikru metu yra fiksuojamas audrų suaktyvėjimas“, – sako dr. K. Ikamas.
Saulės aktyvumo cikle, vidutiniškai trunkančiame 11,2 metų, maksimalaus aktyvumo laikotarpiu galima tikėtis intensyviausių audrų ar net superaudrų. Mokslininkų skaičiavimu, būtent 2023–2025-ieji turėtų būti Saulės audrų piko sezonas. Vieną tokių intensyvesnių audrų matėme 2024 m. gegužės mėnesį, kai Lietuvoje stebėjome Šiaurės pašvaistę. Pasak Vilniaus universiteto mokslininko, tai bene vienintelis pozityvus Saulės audros padarinys be liūdnesnių pasekmių, kokių yra pasitaikę dar 2022 m.
„Dėl tuo metu kilusios audros net 40 iš 49 „SpaceX“ programos palydovų nepasiekė numatytos orbitos ir nukrito arba sudegė atmosferoje. Tai Elonui Muskui kainavo nuo 50 iki 100 mln. dolerių. Dar anksčiau vykusios Saulės audros, pavyzdžiui, 2015-aisiais, sukėlė nesklandumų telekomunikacijos tinklams Norvegijoje. Tačiau stipriausia užfiksuota Saulės audra įvyko 1859 m. Jei tokia kiltų šiandien, padariniai galėtų būti tragiški“, – sako mokslininkas.
1859 m. geomagnetinė audra, vadinama Karingtono įvykiu, sutrikdė telegrafo ryšį JAV ir dalyje Europos. Užfiksuota, kad telegrafo linijomis elektra tekėjo be jokio elektros šaltinio, kai kurie telegrafo aparatai užsidegė, o kai kurie leido operatoriams siųsti žinutes be išorinių maitinimo šaltinių. Vis dėlto, pasak dr. K. Ikamo, kadangi tuo metu telekomunikacijos dar nebuvo tokios išvystytos, kaip yra dabar, tai ir atkūrimo darbai nebuvo tokie sudėtingi.
Superaudra galėtų sukelti humanitarinę krizę
Mokslininkas atkreipia dėmesį, kad dabartiniame pasaulyje dauguma mums įprastų kasdienių procesų, tokių kaip vandentiekio, šildymo sistemų, degalų įpylimo kolonėlių veikla, yra automatizuoti ir priklausomi nuo elektros energijos bei telekomunikacijų. Būtent dėl sudėtingesnės komunikacijų infrastruktūros dabar kilusi stipri geomagnetinė audra turėtų rimtesnių padarinių.
„Didžiausią geomagnetinės audros žalą patirtų elektros ir telekomunikacijų perdavimu besirūpinančios įmonės, centrai. Šios audros veikia infrastruktūrų branduolį, gali sugadinti elektros perdavimo įrangą, paveikti transformatorius – jų viduje esančios dalys gali tiesiog sudegti, išsilydyti. Nors eilinis gyventojas didesnės audros atveju patirtų nebent menkus elektroninės įrangos sutrikimus, superaudros padarinius pajustų ne tiesiogiai, bet dėl dingusios elektros ar interneto ryšio“, – pasakoja fizikas.
Kad įvyko itin stipri geomagnetinė audra, galinti pažeisti mūsų naudojamas elektros sistemas, pirmiausia pastebėtume dėl dingusio mobiliojo ryšio. Dingtų ir internetas, neveiktų televizija ir elektroniniai mokėjimai, nebūtų šviesos. Kokio masto ši problema būtų, priklausytų nuo audros paveikto regiono dydžio – jei jis itin didelis, pavyzdžiui, visas Europos žemynas, elektros tiekimo atnaujinimas galėtų užtrukti ir iki keleto mėnesių. Visą šį laiką tektų praleisti be elektros ir ja valdomų sistemų bei prietaisų.
„Ilgesniam laikui dingus elektrai imtų streikuoti vandentiekis, būtų sudėtinga įsipilti degalų, nes jų įpylimo kolonėlių veikla yra automatizuota ir priklauso nuo elektros. Ypač problemiška būtų žiemą, nes sutriktų ir šildymo infrastruktūra. Savotiškos karo sąlygos, apie kurias dabar galėtų papasakoti Ukrainos gyventojai, dažnai patiriantys sunkumų, kai raketos pataiko į generatorius, transformatorines. Tad audrai paveikus mažą regioną keletą dienų be elektros ištvertume nesunkiai, tačiau keli mėnesiai be elektros galėtų sukelti net humanitarinę krizę“, – aiškina dr. K. Ikamas.
Vis dėlto dažniau pasitaikančios silpnesnės geomagnetinės audros tokio pavojaus nekelia.
Stipresnės Saulės audros gali paveikti ir palydovus. Trikdžiai palydovų tinkluose savo ruožtu gali paveikti televizijos, mobiliojo ryšio, interneto tiekimą. Superaudrų atveju gali sutrikti ir plačiai naudojamos padėties nustatymo sistemos – GPS, „Gallileo“, tad atsirastų nesklandumų laivyboje, net karyboje, kur GPS naudojama raketoms valdyti. Kiltų problemų aviacijoje, pilotams tektų išjungti automatinį valdymą, nes sistemos neberodytų patikimos skrydžio trajektorijos.
Kai kurie mokslininkai tiki, kad geomagnetinės audros poveikį pajausti gali ir gyvūnai – paukščiai, delfinai reaguoja į pakitusį geomagnetinį lauką dėl jų kūnuose esančių paramagnetinių dalelių, vadinamų „vidiniu kompasu“, o tai gali turėti įtakos jų migracijai. Tokioms audroms daug jautresni šiauriniai regionai, nes ten didesnė antrinės radiacijos ir jos sukeltų mutacijų rizika, tačiau labiausiai nukentėtų kosmoso stotyse reziduojantys astronautai, kurių nuo spinduliuotės nesaugo Žemės atmosfera ir magnetinis laukas.
Pasiruošti superaudrai turėsime tik keliolika valandų
Pasak dr. K. Ikamo, nors ir palydovai, ir telekomunikacijų, elektros perdavimo technika gaminama taip, kad apsaugotų nuo tokių nelaimių, itin stiprių geomagnetinių audrų atveju dabartinės apsaugos nepakanka, nes tai ir didelė investicija, ir mažai tikėtinas įvykis: „Statistiškai 4 audros per 11 metų yra normalus reiškinys, o kartą per šimtmetį galima tikėtis itin stiprios audros. Tokia jau buvo seniai – 1859 m., bet pasikliauti šia statistika sunku, nes Saulė dar nėra iki galo ištyrinėta, mažai apie ją žinome.
Tačiau papildomos investicijos į apsaugą nuo itin stiprios geomagnetinės audros yra labai didelės. Pavyzdžiui, „SpaceX“ kompanijai reikėtų iškelti palydovus į aukštesnę pradinę orbitą, kas kainuotų ir daugiau laiko, ir papildomų išlaidų, dėl to vieno palydovo sąnaudos išaugtų 10–15 proc. Be to, sulėtėtų palydovų tinklo kūrimo tempas. Todėl dėmesys sutelkiamas į vidutiniškai stiprią apsaugą, nes tai labiau apsimoka.“
Labai galingos audros poveikio elektros tiekimo infrastruktūrai mastas priklauso nuo daugelio veiksnių. Vienas iš jų – šalies turimų perdavimo linijų ilgis. Pasak mokslininko, kuo ilgesni elektros laidai, tuo tokią sistemą stipriau gali paveikti geomagnetinė audra. Dėl šios priežasties didesnis pavojus gresia tokioms šalims kaip JAV, Kanada, Rusija. Vakarų Europos šalys yra mažesnės, tad jų elektros tinklus Saulės audros veikia silpniau. Kitas veiksnys – laikas, per kurį sureaguojama į artėjančią audrą. Blogiausiu atveju iki itin stiprios audros pradžios turėsime keliolika valandų pasiruošti ir imtis bent minimalių prevencinių priemonių.
„Saulę stebinčiose kosminėse stotyse esančiai įrangai užfiksavus Saulės audrą, kuri turi potencialo paveikti Žemę ir virsti itin stipria geomagnetine audra, apie tai būtų pranešta likus 19–72 val. iki jos pradžios mūsų planetoje. Valstybių valdymo institucijos ir didžiosios įmonės atitinkamu lygmeniu turėtų turėti specialų planą tokiems atvejams. Klausimas, ar turi. Iš esmės svarbiausia užduotis būtų kelioms paroms išjungti didelius ir svarbius infrastruktūrinius įrenginius. Nors tai skamba kaip paprasta užduotis, faktiškai yra sudėtinga“, – teigia dr. K. Ikamas.
Taip yra todėl, kad dauguma sistemų, pavyzdžiui, hidroelektrinės, šiluminės elektrinės ar elektros perdavimo tinklai, yra inertiškos, jas sunku be rimtesnių padarinių staigiai išjungti, kaip ir įjungti. Geomagnetinei audrai paveikus sistemų transformatorius ir nutrūkus elektros tiekimui, atkūrimo darbai taip pat būtų labai sudėtingi, nes sugadintoms brangioms ir techniškai sudėtingoms detalėms pagaminti taip pat reikėtų elektros energijos, kurios tuo metu gali ir nebūti.
„Nors Norvegijos mokslininkai jau teigia, kad turėtume daugiau investuoti ir geriau pasiruošti apsisaugoti nuo stiprių geomagnetinių audrų, dėl tokių įvykių retumo ir milžiniškų investicijų ruoštis neskubama. Pavyzdžiui, 2012 m. stiprios audros pavyko išvengti, nes fiziškai buvome ne poveikio zonoje – Saulės audros metu išmestas plazmos srautas gali pasiekti Žemę tik tada, kada mūsų planeta atsiduria dalelių skriejimo trajektorijoje. Bet jei superaudra būtų pasiekusi Žemę ir poveikio zonoje buvusią JAV, nuostolių valstijoms, kai kuriais skaičiavimais, būtų buvę padaryta už trilijonus dolerių.
Tenka pripažinti, kad apsisaugoti nuo Saulės audrų kol kas esame per mažai pasiruošę. Nors gyventojams tiesiogiai šios audros nėra pavojingos nei fiziškai, nei sveikatos atžvilgiu, bet asmeninė telekomunikacijų ir elektros įranga nuo jų gali nukentėti. Todėl kiekvienas iš mūsų, pamatęs pranešimą apie galimą stiprią elektromagnetinę audrą, turėtume pasirūpinti savo įrenginiais – išjungti juos ir fiziškai atjungti nuo elektros tinklo“, – sako Fizikos fakulteto mokslininkas dr. K. Ikamas.