我們是否已做好應對災難性太陽風暴的準備? 我們是否已做好應對災難性太陽風暴的準備?

我們是否已做好應對災難性太陽風暴的準備?

我們是否已做好應對災難性太陽風暴的準備?
等離子衝擊
保羅蘇德斯/蓋蒂圖片社

我們面臨的最大災難之一,將在太陽噴射出重達100億噸的等離子體球(太陽過去曾噴射過,而且肯定還會再次噴射)約18小時後開始。當這團被稱為日冕物質拋射(CME)的帶電粒子雲撞擊地球時,電網中的電流將出現峰值。變壓器將被摧毀。電力將中斷。食物將腐爛變質,而且由於整個交通系統也將癱瘓,食物將無法及時補充。

幾週之內,核電廠的備用發電機就會停止運轉,為儲存放射性乏燃料棒的冷卻池供水的電動水泵也會停止運作。隨之而來的是多起堆芯熔毀事故。 「想像一下,美國各地同時發生30次切爾諾貝利事故,」電氣工程師約翰·卡彭曼說道,他是研究電網對太空天氣脆弱性的專家。足以摧毀部分電網的日冕物質拋射(CME)被科學家和保險公司稱為高後果、低頻率事件。許多太空天氣科學家表示,地球很快就會遭遇一次這樣的事件。雖然日冕物質拋射隨時可能發生,但它們與11年太陽黑子週期的高峰期密切相關。目前的太陽黑子週期將於2013年7月達到高峰。

有記錄以來最強烈的日冕物質拋射(CME)發生在一個太陽活動週期中,該週期的峰值與科學家預測的2013年太陽活動週期相似。 1859年所謂的卡林頓事件期間,美國的電報機發生放電,電報員觸電並導致機器起火。 1921年的一次日冕物質拋射中斷了美國東岸的無線電通訊,並導致歐洲大部分地區的電話服務中斷。美國國家科學院2008年的報告估計,一場強度相當於1921年的日冕物質拋射可能會導緻美國電網中350台變壓器損壞,使1.3億人斷電。更換損壞的變壓器將耗時很長,因為大多數變壓器的製造週期長達兩年。

「我們需要建立抵禦百年一遇太陽風暴的防護措施。」一旦外部電力中斷,核電廠的柴油發電機可以向乏燃料冷卻池供水長達30天。堆芯熔毀的威脅程度已被充分證實。在日本福島核電廠3月停機前一個月,由工程師組成的「韌性社會基金會」向美國核能管理委員會提交了一份請願書,建議加強核電廠的緊急備用系統。請願書指出,一場嚴重的太陽風暴將比9.0級地震的破壞力更大,可能導緻美國約三分之二的核電廠停電一到兩年。

阻止日冕物質拋射(CME)引發的突波代價高昂。如果預警時間足夠長(可能至少提前幾個小時),電力公司可以完全關閉變壓器,並在風暴過後重新啟動。但如此大規模地關閉電網將耗資數十億美元。為了確保能夠可靠地做到這一點,預測必須準確。

去年十月,美國NASA科學家宣布啟動「太陽盾牌」計劃,旨在監測太陽爆發並預測太陽風暴。儘管這是一項重要的舉措,但該系統使用的衛星於1997年發射,設計壽命僅五年。其他國家目前尚無類似或如此先進的系統。

我們的備用系統也尚未到位。國土安全部正在資助研發緊急替代變壓器,但還需要幾年時間才能投入使用。卡彭曼公司研發了一種價值10萬美元的電容器,用於阻擋風暴引起的浪湧,但這種電容器在緊急情況下的效果尚未得到驗證。 “大規模太陽風暴和百年一遇的洪水一樣,都是‘低概率’事件,”美國核管理委員會請願書的作者托馬斯·波皮克說道,“正如我們修建堤壩來抵禦百年一遇的洪水一樣,我們也需要建造防禦百年一遇太陽風暴的設施。”

撞擊之前:日冕物質拋射
美國太空總署
衝擊之後:湧動
Lali Masriera via Wikimedia
防禦系統
美國太空總署/約翰霍普金斯大學應用物理實驗室
不會向我們發出警告的防禦系統
美國太空總署/戈達德太空飛行中心概念影像實驗室
預防
FEMA via Wikimedia
可能的後果
維基媒體
更多輻射:沒有藥品,沒有水
Michelle Tribe via Wikimedia