500年前的灾难恐将重现,科学家:现在时机已经成熟!( 二 )



太阳的能量来自内核的核聚变 , 引力坍缩极致的高温让氢结合成氦并且释放出巨大的能量 , 这些能量将整个太阳的“煮沸”了 , 太阳上就是一锅等离子“粥” , 这些电子已经游离 , 原子核带正电 , 电子带负电 。

太阳上的高温会让这些粒子的运动速度极高 , 从而达到逃逸太阳的速度 , 继而这些粒子将会朝着四面八方狂奔 , 速度一般在200-800km/s , 其中有部分将会落到地球上 , 而这个太阳风则是随时都在发生 , 无论白天黑夜 , 因为对太阳来说没有白天黑夜 , 而进入地球范围的高能粒子 , 则是随时都有 。

地球磁场 , 人类可以依托的保护伞
尽管太阳风每天都在刮着地球 , 但我们却毫无感觉 , 连极光都看不到 , 这都是地球磁场的功劳 , 地球有一个北S南N的磁场 , 带电粒子遭遇磁场就会被偏转 , 大部分都会绕过地球 , 而有小部分则会通过磁力线被导入荒无人烟的南北磁极附近 , 因此正常情况下只有高纬度地区才能看到 。

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 。

【500年前的灾难恐将重现,科学家:现在时机已经成熟!】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!

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