Het is slechts een kwestie van tijd voordat de aarde wordt getroffen door een nieuwe geomagnetische storm. Vroeg of laat krijgen we te maken met een nieuwe Miyake-gebeurtenis, de geomagnetische storm uit het jaar 774 die wellicht de grootste was sinds de jongste ijstijd. Los van een voor de mensen van toen wellicht angstaanjagend lichtspel, waren er toen geen gevolgen. Maar als we vandaag de dag een Miyake-evenement zouden meemaken, zouden de resultaten catastrofaal zijn voor de wereld.

Een voorsmaakje daarvan kregen we op 1 en 2 september 1859, toen telegraafsystemen over de hele wereld catastrofaal faalden. De telegrafisten meldden elektrische schokken te hebben gekregen, telegraafpapier was “zomaar” in brand gevlogen en ze konden hun apparatuur zelfs bedienen met losgekoppelde batterijen. ’s Avonds was de aurora borealis, beter bekend als het noorderlicht, tot ver in het zuiden van Colombia in Zuid-Amerika te zien. Meestal is het alleen zichtbaar op hogere breedtegraden, in het noorden van Canada, Scandinavië en Siberië.

Wat de wereld die dag meemaakte, nu bekend als het Carrington-evenement, was een enorme geomagnetische storm. Deze stormen treden op wanneer een grote bel van oververhit gas, plasma genaamd, van het oppervlak van de zon wordt uitgestoten en de aarde raakt. Zo’n gasbel staat bekend als een coronale massa-ejectie.

Het kan nog een pak erger

Het plasma van een coronale massa-ejectie bestaat uit een wolk van protonen en elektronen, die elektrisch geladen deeltjes zijn. Wanneer deze deeltjes de aarde bereiken, interageren ze met het magnetische veld dat de planeet omringt. Deze interactie zorgt ervoor dat het magnetische veld vervormt en verzwakt, wat op zijn beurt leidt tot het vreemde gedrag van de aurora borealis en andere natuurlijke fenomenen.

De Carrington-gebeurtenis van 1859 is het grootste geregistreerde verslag van een geomagnetische storm, maar het is geen geïsoleerde gebeurtenis.

Geomagnetische stormen zijn geregistreerd sinds het begin van de 19e eeuw, en wetenschappelijke gegevens van Antarctische ijskernmonsters hebben bewijs aangetoond van een nog grotere geomagnetische storm die plaatsvond rond 774 na Christus, nu bekend als het Miyake-evenement. Die zonnevlam veroorzaakte de grootste en snelste stijging van koolstof-14 ooit gemeten. Geomagnetische stormen veroorzaken grote hoeveelheden kosmische straling in de bovenste atmosfeer van de aarde, die op hun beurt koolstof-14 produceren, een radioactieve isotoop van koolstof.

Een geomagnetische storm die 60% kleiner was dan de Miyake-gebeurtenis vond plaats rond 993 na Christus. Monsters van ijskernen hebben aangetoond dat grootschalige geomagnetische stormen met vergelijkbare intensiteiten als de Miyake- en Carrington-gebeurtenissen plaatsvinden gemiddeld om de 500 jaar.

Hoe we weten hoe erg Miyake was

Tegenwoordig gebruikt de National Oceanic and Atmospheric Administration de Geomagnetische Storm-schaal om de sterkte van deze zonne-uitbarstingen te meten. De “G-schaal” heeft een beoordeling van 1 tot 5, waarbij G1 klein is en G5 extreem. Het Carrington Event zou een G5-rating hebben gekregen.

Het wordt nog enger als je het Carrington Event vergelijkt met het Miyake Event. Wetenschappers waren in staat om de sterkte van de Carrington-gebeurtenis te schatten op basis van de fluctuaties van het magnetische veld van de aarde zoals die destijds werden geregistreerd door observatoria. Er was geen manier om de magnetische fluctuatie van de Miyake-gebeurtenis te meten. In plaats daarvan maten wetenschappers de toename van koolstof-14 in boomringen uit die periode. Het Miyake-evenement zorgde voor een toename van 12% in koolstof-14. Ter vergelijking: het Carrington-evenement produceerde minder dan 1% meer koolstof-14, dus het Miyake-evenement overschaduwde het G5 Carrington-evenement spectaculair.

Stroom en communicatie weg

Vandaag zou een geomagnetische storm van dezelfde intensiteit als de Carrington-gebeurtenis veel meer schade toebrengen en zou zelfs catastrofaal kunnen zijn. Met de steeds groter wordende afhankelijkheid van elektriciteit en opkomende technologie, kan elke verstoring leiden tot biljoenen euro’s aan schade en ook levensbedreigende situaties opleveren. De storm zou enorme gevolgen hebben voor een groot deel van de elektrische systemen die mensen dagelijks gebruiken.

Geomagnetische stormen overladen de elektrische componenten die op het net zijn aangesloten, zoals transformatoren, relais en sensoren, wat kan leiden tot grootschalige stroomuitval. Een geomagnetische storm die drie keer kleiner was dan de Carrington-gebeurtenis vond plaats in Quebec, Canada, in maart 1989. De storm zorgde ervoor dat het elektriciteitsnet van Hydro-Quebec instortte. Tijdens de storm werd een transformator in New Jersey beschadigd en vijf miljoen mensen zaten meteen negen uur zonder stroom.

Naast elektrische storingen zou de communicatie op wereldwijde schaal worden verstoord. Internetserviceproviders zouden kunnen uitvallen, waardoor verschillende systemen niet meer met elkaar kunnen communiceren. Hoogfrequente communicatiesystemen zoals grond-naar-lucht-, kortegolf- en schip-naar-kustradio zouden worden verstoord. Satellieten in een baan rond de aarde kunnen worden beschadigd. De geomagnetische storm zou hun printplaten verbranden. Dit zou leiden tot storingen in telefonie, internet, radio en televisie via satelliet.

Satellieten vogel voor de kat

Als geomagnetische stormen de aarde raken, zorgt de toename van zonneactiviteit er ook voor dat de atmosfeer naar buiten uitzet. Deze uitbreiding verandert de dichtheid van de atmosfeer waar satellieten omheen draaien. Een atmosfeer met een hogere dichtheid creëert weerstand op een satelliet, waardoor deze langzamer wordt. En als ze niet naar een hogere baan wordt gemanoeuvreerd, kan ze terugvallen naar de aarde.

Navigatiesystemen zouden kunnen uitvallen. Vrijwel elk vervoermiddel, van auto’s tot vliegtuigen, gebruikt GPS voor navigatie en tracking. Zelfs draagbare apparaten zoals mobiele telefoons, slimme horloges en tracking-tags vertrouwen op GPS-signalen die door satellieten worden verzonden. Militaire systemen zijn sterk afhankelijk van GPS voor coördinatie. Andere militaire detectiesystemen zoals over-the-horizon radar en onderzeese detectiesystemen zouden kunnen worden verstoord, wat de nationale defensie zou belemmeren.

Internet wel degelijk kwetsbaar

Wat het internet betreft, zou een geomagnetische storm op de schaal van het Carrington-evenement wel degelijk de onderzeese en terrestrische kabels die de ruggengraat van internet vormen, treffen, evenals de datacenters die alles opslaan en verwerken, van e-mail en sms-berichten tot wetenschappelijke datasets en kunstmatige-intelligentietools. Dit zou mogelijk het hele netwerk verstoren en voorkomen dat de servers verbinding met elkaar maken.

Het is slechts een kwestie van tijd voordat de aarde wordt getroffen door een nieuwe geomagnetische storm. Een storm van de omvang van Carrington Event zou zeer schadelijk zijn voor de elektrische en communicatiesystemen over de hele wereld, met problemen die weken kunnen duren. Als de storm zo groot is als het Miyake-evenement, zouden de resultaten catastrofaal zijn voor de wereld. Zelfs met ruimteweerwaarschuwingen van NOAA’s Space Weather Prediction Center, zou de wereld slechts een paar minuten tot een paar uur van tevoren gewaarschuwd worden.

(kg)