Nell’ultima settimana, il nostro sole ha emesso alcuni brillamenti solari piuttosto potenti mentre si attarda nel picco del suo ciclo solare di 11 anni. Ma quanto ci si dovrebbe preoccupare dei rutti radioattivi del sole?
Prima di tutto, distinguiamo tra diversi tipi di attività solare:
Le macchie solari sono enormi aree scure sulla superficie del sole, formate quando le fluttuazioni del campo magnetico del sole risalgono verso la superficie. Le macchie sono scure perché sono più fredde delle altre parti della superficie solare che le circondano. La freddezza qui è piuttosto relativa – una macchia solare è ancora una temperatura di 8.000 gradi Fahrenheit (4.500 Celsius), ma è circondata da materiale che raggiunge temperature di 11.000 gradi F (6.000 C).
I brillamenti solari sono gigantesche esplosioni associate alle macchie solari, causate dal rilascio improvviso di energia da “torsioni” nel campo magnetico del sole. Sono intense esplosioni di radiazioni che possono durare da minuti a ore.
Le espulsioni di massa coronale (CME) a volte coincidono con i brillamenti solari. Sono enormi esplosioni di materia – gas e plasma magnetizzato – che si allontanano dal sole a milioni di miglia all’ora.
Qual è il problema?
I brillamenti solari e le CME non rappresentano una minaccia diretta per gli esseri umani – l’atmosfera terrestre ci protegge dalle radiazioni del tempo spaziale. (Se un astronauta nello spazio viene bombardato dalle particelle ad alta energia di una CME, potrebbe essere gravemente ferito o ucciso. Ma la maggior parte di noi non dovrà preoccuparsi di questa situazione). Potremmo, tuttavia, sentire gli effetti delle CME indirettamente, attraverso le interruzioni della nostra tecnologia – alcune delle quali potrebbero avere effetti devastanti e duraturi sulla civiltà.
Quando una CME colpisce la magnetosfera terrestre – il volume dello spazio intorno al nostro pianeta influenzato dal nostro campo magnetico – se è diretta verso sud, interagirà fortemente con il campo magnetico terrestre orientato a nord. Quando questo accade, il campo magnetico terrestre viene “aperto come una cipolla, permettendo alle particelle energetiche del vento solare di scorrere lungo le linee di campo per colpire l’atmosfera sopra i poli”, spiega la NASA. “Sulla superficie terrestre una tempesta magnetica è vista come un rapido calo della forza del campo magnetico terrestre. Questa diminuzione dura circa 6 a 12 ore, dopo di che il campo magnetico si recupera gradualmente in un periodo di diversi giorni.”
La tempesta geomagnetica che risulta dalle interazioni CME-magnetosfera può rovinare tutti i tipi di tecnologia su cui facciamo affidamento nella vita moderna. I satelliti che orbitano in alto in orbite geosincrone – molti dei quali sono satelliti di comunicazione – sono vulnerabili alle tempeste geomagnetiche, sia perché potrebbero essere penetrati da particelle ad alta energia o perché il satellite potrebbe diventare altamente carico, causando il danneggiamento di componenti chiave da correnti di scarica.
Ancora più grave è il potenziale delle CME di danneggiare le reti elettriche. Una tempesta geomagnetica produce correnti elettriche nel materiale conduttivo a terra, anche attraverso condutture, cavi di comunicazione e linee elettriche. Queste grandi correnti indotte geomagneticamente possono sovraccaricare i trasformatori e portare a blackout diffusi.
“Immaginate grandi città senza potere per una settimana, un mese o un anno”, ha detto il fisico dell’Università del Colorado Daniel Baker in una riunione di geofisica del 2011, secondo il National Geographic. “Le perdite potrebbero essere da 1 a 2 trilioni di dollari, e gli effetti potrebbero essere sentiti per anni.”
Niente di tutto questo è puramente ipotetico. La tempesta solare del 1859 soprannominata l’Evento Carrington, la più forte mai registrata, ha scatenato aurore fino a Cuba e ha reso inutilizzabili le linee telegrafiche del Nord America. Una CME del 2003 ha interrotto i satelliti, le comunicazioni radio ad alta frequenza e ha oscurato la città svedese di Malmo.
Nell’ambito di un workshop finanziato dalla NASA sugli impatti del tempo spaziale, l’ingegnere ed esperto di tempeste geomagnetiche John Kappenmann ha analizzato come una tempesta geomagnetica alla pari con una particolarmente forte vista nel maggio 1921 avrebbe danneggiato la rete. Kappenmann ha calcolato che se l’evento solare del 1921 accadesse oggi, più di 130 milioni di persone potrebbero perdere energia e 350 trasformatori sarebbero a rischio di danni permanenti. La sostituzione o la riparazione di quei trasformatori potrebbe durare da settimane a mesi; nel frattempo, tutto, dall’acqua potabile ai distributori di benzina, dal servizio di telefonia mobile ai trasporti, soffrirebbe nelle aree oscurate.
“La fisica del Sole e del campo magnetico terrestre non sono cambiati fondamentalmente, ma noi sì”, ha detto Kappenman a Popular Science. “Abbiamo deciso di costruire le reti elettriche, e le abbiamo progressivamente rese più vulnerabili man mano che le abbiamo collegate ad ogni aspetto della nostra vita. Un altro evento Carrington si verificherà un giorno.”
Cosa possiamo fare?
Ironicamente, parte del motivo per cui i trasformatori ad alta tensione sono vulnerabili alle tempeste geomagnetiche è dovuto alle misure che abbiamo preso per proteggerli dai fulmini. I collegamenti a terra tra i trasformatori che dissipano quegli sbalzi di tensione servono anche come via per le correnti indotte dai geomagneti. Le aziende di servizi pubblici possono proteggersi da gravi fenomeni meteorologici spaziali dotando i trasformatori chiave critici di resistenze elettriche o condensatori – ma con un prezzo di centinaia di migliaia di dollari per trasformatore, non stanno saltando per installare volontariamente queste protezioni. Attualmente, il National Weather Service’s Space Weather Prediction Center può dare solo tra 10 e 60 minuti di preavviso di forti tempeste geomagnetiche. Una migliore previsione del tempo spaziale potrebbe darci ancora più tempo per fare i preparativi per resistere alla tempesta solare. Sfortunatamente, il nostro sistema di allarme sta già iniziando ad avere bisogno di aggiornamenti. Molti dei satelliti su cui facciamo affidamento per monitorare l’attività del sole sono vicini alla fine della loro vita operativa, e i piani per le sostituzioni sono scarsi.
In generale, “stiamo iniziando a vedere più consapevolezza” tra i politici sui rischi posti dalle tempeste solari, Chris Beck dell’Electric Infrastructure Security Council ha detto al Washington Post. “Anche se non siamo ancora al punto in cui stiamo effettivamente mettendo in atto delle soluzioni.”
Immagine: NASA/SDO