不过在日冕层物质抛射活动时就不一定了,会比平时的的带电粒子数量高几个数量级,而且由于是太阳的耀斑或者巨大的日珥活动时产生,因此它还具有方向性,这些万亿吨级别的高能粒子,由于一盆沸水泼向宇宙空间,谁遭遇谁倒霉!
1859年9月1日的耀斑活动就是对着宇宙空间喷出了这团高能等离子物质,而地球在17.6小时后的公转轨道路径刚好与之相遇,相当于被强烈的太阳物质“暴雨”从头到脚淋了一遍 。1859年和1909年其实也没啥大事,也就电报线路和越洋无线电中断而已,无伤大雅,但这次不一样了 。
1989年3月6日~18日,一个黑子群从太阳的东边横跨太阳,在此期间有11个X级的耀斑发生,其中最大的耀斑是在3月6日的X-15级和3月17日的X-6.5级,发生在5359区,伴随着耀斑的发生,大量日冕物质的抛射(CME),两次分别位于地球前方和后方 。
5395区在1989年3月7日至17日之间穿过太阳的路径
3月13日,世界标准时1:27,地面磁力记录指针突然记录到磁场的大幅波动,这是太阳高能粒子撞击地球磁场的开始,少量粒子能被磁力线导向远离地球方向,但大量高能带电粒子却能冲击磁场,而北美地区正是此次冲击的核心区域 。
此时的影响将分成两个主要方向,首先是近地轨道的航天器,这些带电粒子除了会冲击磁场外,还会直接冲击卫星,导致继电器误动作或者IC被击穿,另外就是导致大气层波动,稀薄大气会形成拖拽效应,大量航天器将路经密集大气分子区域,造成轨道下降,甚至脱离轨道失控 。
另一个则是强大的地磁场被冲击,这将导致极其严重的后果,因为从电报时代走到到了电气时代,各国的电网距离达成千上万公里,这些导线运行在地球的磁场内,当磁场剧烈变化时,会在这些导线上感应出电流(GIC),这些电流频率很低,会耗散在变压器的线圈内,磁通饱和导致铁芯和线圈烧毁,导致区域性电网崩溃,而且还会引发周边电网雪崩式崩溃 。
而魁北克就是这个倒霉的地方,魁北克大停电开始,停电发生在凌晨2点45分,室外温度零下16-20度,暖气停止,室内温度快速下降,很多人是被冻醒的,地铁停运、学校停课,魁北克的多瓦尔机场也被迫关闭,受影响民众超过600万 。
当时的魁北克电力公司甚至都不知道问题发生在哪里,因此修复工作大大滞后,一直到9个小时后才开始部分恢复,此次魁北克停电造成的损失高达数亿美元 。
未来什么时候会再次发生?
其实2013年就发生过一次卡林顿级的耀斑爆发事件,只是地球运气爆棚,等离子高能粒子团没有冲向地球 。科学家预计,像这种日冕层物质抛射活动指向地球的概率,大概每百年发生1-2次,而随着第25个太阳周期的开始,太阳活动渐渐恢复,未来随时都可能发生 。
一旦发生,我们其实是可以事先知道的,因为太阳风速度远小于光速,即使耀斑爆发的高能粒子团仍然需要十几个小时才能到达地球,而太阳附近就有帕克探测器在工作,还有SOHO卫星日夜监视太阳,其实耀斑活动甚至目视就能观测 。
因此知道它发生并不难,但却很难做防御,卫星可以事先关闭,准备迎接太阳风的冲击,但地面电网真的没有特别好的办法,除了对抗GIC与更高的跳闸阈值以外,其他的只能迎接暴风雨的洗礼,能不能扛过去,这是一个问题!
而据科学家估计,假如现代地球遭遇一次卡林顿级别的太阳风暴袭击,那么人类科技至少倒退10年,损失可达数十万亿美元以上 。
(今完)
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