Il 1 settembre 1859, l'astronomo solare Richard Carrington è stato testimone di macchie solari che improvvisamente e brevemente lampeggiarono prima di scomparire. Poco prima dell'alba il giorno dopo, le aurore eruttarono su gran parte della Terra, raggiungendo il sud fino ai Caraibi e alle Hawaii, mentre le luci del sud sono state viste fino al nord del Cile. L'evento ha prodotto non solo uno spettacolo di luci visibili in aree in cui di solito non compaiono, ma ha anche mandato in tilt i sistemi telegrafici di tutto il mondo.

Dato lo stato della tecnologia ai tempi di Carrington, l'impatto di una tempesta geomagnetica è stato limitato alle interruzioni del servizio telegrafico. Se oggi è successo qualcosa di simile, l'infrastruttura tecnologica mondiale potrebbe fermarsi. Gli eventi meteorologici spaziali estremi come le tempeste geomagnetiche sono più distruttivi ora che in passato. Ciò è dovuto alla nostra maggiore dipendenza da sistemi tecnici che possono essere influenzati da correnti elettriche e particelle energetiche alte nell'atmosfera terrestre.

La minaccia del tempo spaziale

Potremmo pensare allo spazio come un silenzioso, vuoto vuoto e il sole solo come una lontana fonte di luce e calore. Questo non è necessariamente vero. Il sole e la Terra sono collegati in modo più complesso, modi intimi e talvolta pericolosi.

Le macchie solari sono fenomeni temporanei sulla fotosfera solare che appaiono più scuri delle aree circostanti. Le macchie solari possono cambiare continuamente e possono durare solo da poche ore a giorni; o addirittura mesi per i gruppi più intensi. È noto da tempo che il numero totale di macchie solari varia con una ripetizione di circa 11 anni nota come ciclo solare. Il picco di attività delle macchie solari è noto come massimo solare e la pausa è nota come minimo solare.

Indicando un'intensa attività magnetica, le macchie solari accompagnano fenomeni secondari come esplosioni di radiazione elettromagnetica (flares) e espulsioni di massa coronale (CME) - che sono improvvise eruzioni di materiale - accompagnate da particelle energetiche solari (SEP). Un brillamento solare è un improvviso rilascio di energia dal sole, mentre una CME spara plasma caldo dal sole nello spazio.

I meccanismi precisi che innescano razzi e CME sono ancora in discussione, ma più grande è il gruppo di macchie solari, l'attività solare più intensa tende ad essere. Il sole emette continuamente elettroni ad alta energia, protoni e altri nuclei che bombardano la Terra. I brillamenti solari e le CME inviano enormi quantità di energia e particelle cariche che sfrecciano in collisione con l'atmosfera superiore della Terra, dove possono causare tempeste geomagnetiche.

Le particelle cariche durante le tempeste geomagnetiche causano disturbi nel campo magnetico terrestre, generare effetti sui sistemi elettrici. Le tempeste geomagnetiche producono numerosi effetti come interruzioni di tensione che portano a interruzioni di corrente; cambiamenti nella tensione del suolo che aumentano la corrosione negli oleodotti; interruzione del satellite, reti di comunicazione radio e cellulari; esposizione a livelli elevati di radiazioni; e riduzioni sui voli con rotte polari.

Per la maggior parte, il campo magnetico terrestre protegge gli esseri umani dalla raffica di radiazioni che provengono dal sole. Però, il campo magnetico terrestre è più debole in entrambi i poli e quindi alcune particelle di entrare nell'atmosfera terrestre attraverso tempeste geomagnetiche.

Effetti del tempo solare

Gli impatti economici negativi dell'attività solare sulla rete elettrica nordamericana sono stati ben documentati. Ad esempio, il quattro percento dei disturbi di alimentazione tra il 1992 e il 2010 segnalati al Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti è attribuibile a una forte attività geomagnetica.

Da tempo mi occupo degli effetti economici del cambiamento climatico e ho pensato:"Che ne dici del sole?"

interessante, mentre lo studio della meteorologia spaziale è un campo in rapida crescita, il lavoro accademico per valutare i suoi impatti sociali ed economici complessivi sembra essere agli inizi.

Attualmente sto lavorando con uno dei miei ex studenti laureati, Zichun Zhao, sugli impatti economici della meteorologia spaziale. La nostra misura proxy dell'attività solare è il numero di macchie solari prodotte dal sole in un dato momento e, per fortuna, questi dati sono pubblicamente disponibili.

Nella nostra analisi empirica, abbiamo scoperto che il Prodotto Interno Lordo (PIL) dei 34 paesi membri dell'Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economico diminuisce all'aumentare dell'attività solare. In media, Il PIL diminuisce di almeno lo 0,06% per ogni aumento dell'1% dell'attività solare.

Troviamo che gli effetti economici negativi delle tempeste geomagnetiche sono più significativi alle latitudini settentrionali. Però, gli effetti delle tempeste geomagnetiche non sono limitati alle alte latitudini e sono stati documentati nel Regno Unito, Finlandia, Svezia, Spagna, gli Stati Uniti., Canada, Sud Africa, Giappone, Cina e Brasile.

I nostri risultati empirici indicano che i danni causati dalle tempeste geomagnetiche sono molto maggiori nei settori dell'informazione e delle comunicazioni.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.