一场强大的太阳风暴会摧毁互联网吗?

众所周知,太空天气会导致停电并破坏卫星功能。

美国宇航局的太阳动力学天文台于 2022 年 10 月 2 日捕获了这张太阳耀斑的图像——如右上方的明亮闪光所示。该图像显示了极紫外光的一个子集,它突出了耀斑中极热的物质,它是 以橙色着色。 (图片来源:NASA/SDO)
美国宇航局的太阳动力学天文台于 2022 年 10 月 2 日捕获了这张太阳耀斑的图像——如右上方的明亮闪光所示。该图像显示了极紫外光的一个子集,它突出了耀斑中极热的物质,它是 以橙色着色。 (图片来源:NASA/SDO)

在贝基·钱伯斯 2019 年的中篇小说《要受教,如果幸运》中,一场巨大的太阳风暴摧毁了地球的互联网,让一群宇航员被困在太空中,无法打电话回家。这是一个可怕的前景,但太阳风暴会在现实生活中摧毁互联网吗?如果是这样,这种情况发生的可能性有多大?

是的,它可能会发生,但这需要一场巨大的太阳风暴,英国雷丁大学的太阳物理学家马修欧文斯告诉 Live Science。 “你真的需要一些大型活动来做到这一点,这并非不可能,”欧文斯说。 “但我认为淘汰电网的可能性更大。”事实上,这种现象已经在小范围内发生过。

当太阳释放出强烈的电磁辐射爆发时,就会发生太阳风暴,也称为太空天气。这种干扰会抛出向外传播的能量波,影响太阳系中的其他物体,包括地球。当任性的电磁波与地球自身的磁场相互作用时,它们会产生一些影响。

首先是它们导致电流在地球的高层大气中流动,“就像你的电热毯一样”加热空气,欧文斯说。这些地磁风暴可以在极地地区产生美丽的极光,但它们也可以破坏无线电信号和 GPS。更重要的是,随着大气升温,它会像棉花糖一样膨胀,给低地球轨道上的卫星增加额外的阻力,并将更小的太空垃圾撞出轨道。

太空天气的另一个影响是更陆地的。当强大的电流流过我们星球的高层大气时,它们也会感应出流过地壳的强大电流。这可能会干扰位于地壳顶部的电导体,例如电网——将电力从发电站输送到家庭和建筑物的输电线路网络。结果是难以修复的局部停电;据美国宇航局称,1989 年 3 月 13 日,魁北克发生了一起此类事件,导致停电 12 小时(在新标签中打开)。据此前报道,最近,当 SpaceX 未能检查太空天气预报时,太阳耀斑摧毁了 40 颗 Starlink 卫星。

幸运的是,取出几颗 Starlink 卫星并不足以扰乱全球互联网接入。为了彻底摧毁互联网,太阳风暴需要干扰延伸到海洋下方并连接大陆的超长光缆。每 30 到 90 英里(50 到 145 公里),这些电缆都配备了中继器,有助于在传输时增强信号。虽然电缆本身不易受到地磁风暴的影响,但中继器却是。如果一个中继器坏了,可能就足以拆掉整条电缆,如果有足够多的电缆掉线,它可能会导致“互联网末日”,此前曾报道过。

全球互联网中断可能是灾难性的——它会破坏从供应链到医疗系统再到股市再到个人工作和沟通的基本能力的一切。

有几种方法可以保护互联网免受下一次超级太阳风暴的影响。首先是支撑电网、卫星和海底电缆,防止因电流涌入而过载,包括在太阳风暴潮期间战略性地关闭电网的故障保险装置。

第二种更便宜的方法是制定一种更好的长期预测太阳风暴的方法。

我们能预测太阳风暴吗?

众所周知,太阳风暴也很难预测。欧文斯说,部分原因可能是“很难确定”。 “因为虽然太空天气已经持续了数千年,但受它影响的技术只存在了几十年。”

当前的技术可以根据太阳黑子的活动在太阳风暴袭击地球前两天预测太阳风暴,太阳黑子是太阳表面的黑色斑块,表明等离子体活动较高的区域。但是科学家们无法像追踪飓风那样追踪太阳风暴。相反,他们转向其他线索,例如太阳在当前太阳周期中的位置。美国国家航空航天局和欧洲航天局目前正在研究结合历史数据和最近的观测结果进行此类预测的方法。

根据美国国家海洋和大气管理局的数据,太阳经历了大约 11 年的高或低活动周期,其下一个活动高峰,即太阳活动最大值,应该在 2025 年左右。然而,最近的太阳活动最大值相对温和,导致科学家怀疑我们的太阳可能处于长时间的低活动期。 “自 90 年代以来,太阳一直相当安静,”欧文斯说。最后一次世界范围内的地磁风暴(至少有记录以来)是 1859 年所谓的“卡林顿事件”,在此期间,南至古巴和夏威夷檀香山都观测到了极光。如果在此事件期间存在互联网,它有可能会被严重破坏。

希望科学家们能够在我们发现自己处于一个没有互联网的未来之前,找到一种方法来预测或最小化下一次卡灵顿事件的影响……尽管考虑到社交媒体的可怕深度,也许会有更糟糕的命运。

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