Burza na Słońcu może unieruchomić internet
Naukowcy od dawna wiedzą, że duży koronalny wyrzut masy na Słońcu może poważnie uszkodzić sieci energetyczne, doprowadzając do braków prądu, wody, paliwa czy towarów w sklepach. Znacznie mniej uwagi przywiązują jednak do tego, jak takie wydarzenie wpłynie na internet. Jak się okazuje, skutki mogą być równie katastrofalne, a najsłabszym elementem systemu są podmorskie kable łączące kraje i kontynenty.
Przed kilkunastu laty amerykańskie Narodowe Akademie Nauk przygotowały na zlecenie NASA raport dotyczący skutków wielkiego koronalnego wyrzutu masy, który zostałyby skierowany w stronę Ziemi. Takie wydarzenie mogłoby pozbawić ludzi wody, towarów w sklepach, transportu publicznego i prywatnego, uniemożliwić działanie szpitali i przedsiębiorstw, doprowadzić do wyłączenia elektrowni. Jak wówczas informowali autorzy raportu same tylko Stany Zjednoczone poniosłyby w ciągu pierwszego roku straty rzędu 2 bilionów dolarów. Przywrócenie stanu sprzed katastrofy potrwałoby 4-10 lat.
Katastrofy naturalne zwykle są najbardziej odczuwane przez najbiedniejsze państwa. Wielki koronalny wyrzut masy jest zaś tym bardziej niebezpieczny, im bardziej rozwinięte państwo i im bardziej uzależnione jest od sieci energetycznej i – jak się okazuje – internetu.
Koronalne wyrzuty masy to gigantyczne obłoki plazmy, które co jakiś czas są wyrzucane przez Słońce w przestrzeń kosmiczną. Mają one masę miliardów ton i posiadają silne pole magnetyczne, które może uszkadzać satelity, sieci energetyczne i zakłócać łączność radiową.
Ludzkość nie ma zbyt wielu doświadczeń z tego typu wydarzeniami. W marcu 1989 roku w Kanadzie 6 milionów osób było przez 9 godzin pozbawionych prądu właśnie z powodu burzy na Słońcu. Jednak wiemy, że wyrzuty koronalne mogą być znacznie silniejsze. Najpotężniejsze znane nam tego typu zjawisko to wydarzenie Carringtona z 1859 roku. Kilkanaście godzin po tym, jak brytyjski astronom Richard Carrington zaobserwował dwa potężne rozbłyski na Słońcu, Ziemię zalało światło zórz polarnych.
Przestały działać telegrafy, a Ameryce Północnej, gdzie była noc, ludzie mogli bez przeszkód czytać gazety, doszło do kilku pożarów drewnianych budynków telegrafów, igły kompasów poruszały się w sposób niekontrolowany, a zorze polarne widać było nawet w Kolumbii. Jednak wydarzenie to miało miejsce na długo przed rozwojem sieci energetycznych. Obecnie tak silny rozbłysk miałby katastrofalne skutki.
Podczas zakończonej niedawno konferencji SIGCOMM 2021 profesor Sangeetha Abdu Jyothi z University of California Irvine, wystąpiła z odczytem Solar Superstorms. Planning for an Internet Apocalypse. Przedstawiła w nim wyniki swoich badań nad wpływem wielkiej chmury szybko poruszających się namagnetyzowanych cząstek słonecznych na światowy internet.
Z badań wynika, że nawet gdyby stosunkowo szybko udało się przywrócić zasilanie, to problemów z internetem doświadczalibyśmy przez długi czas. Dobra wiadomość jest taka, że lokalna i regionalna infrastruktura internetowa nie powinna zbytnio ucierpieć. Światłowody same w sobie są odporne na tego typu wydarzenia. Znacznie gorzej byłoby z przesyłaniem danych w skali całego globu.
Największe zagrożenie czyha na kable podmorskie. Przesyłają one dane przez tysiące kilometrów, a co 50–150 kilometrów są na nich zainstalowane wzmacniacze. I o ile sam podmorski kabel nie byłby narażony, to wielka burza słoneczna mogłaby uszkodzić te wzmacniacze. Gdy zaś doszłoby do uszkodzenia odpowiednich ich liczby, przesyłanie danych stałoby się niemożliwe. Co więcej, kable podmorskie są uziemiane co setki lub tysiące kilometrów, a to stwarza dodatkowe zagrożenie dla wzmacniaczy. Jakby jeszcze tego było mało, budowa geologiczna morskiego dna jest bardzo różna, i w niektórych miejscach wpływ burzy słonecznej na kable będzie silniejszy niż w innych. Zapomnijmy też o przesyłaniu danych za pomocą satelitów. Wielki rozbłysk na Słońcu może je uszkodzić.
Obecnie nie mamy modeli pokazujących dokładnie, co mogłoby się stać. Lepiej rozumiemy wpływ koronalnego wyrzutu masy na sieci energetyczne. Jednak one znajdują się na lądach. Jeszcze trudniej jest przewidywać, co może stać się na dnie morskim, mówi Abdu Jyothi.
Koronalne wyrzuty masy są bardziej niebezpieczne dla wyższych szerokości geograficznych, tych bliższych biegunom. Zatem Polska czy USA ucierpią bardziej niż położony w pobliżu równika Singapur. A Europa i Ameryka Północna będą miały większe problemy z internetem niż Azja.
Internet zaprojektowano tak, by był odporny na zakłócenia. Gdy dojdzie do awarii w jednym miejscu, dane są automatycznie kierowane inną drogą, by omijać miejsce awarii. Ale jednoczesna awaria w kilku czy kilkunastu kluczowych punktach zdestabilizuje całą sieć. Wszystko zależy od tego, gdzie do niej dojdzie. Wspomniany tutaj Singapur jest hubem dla wielu azjatyckich podmorskich kabli telekomunikacyjnych. Jako, że położony jest blisko równika, istnieje tam mniejsze ryzyko awarii w razie wielkiej burzy słonecznej. Ponadto wiele kabli w regionie jest dość krótkich, rozciągają się z huba w różnych kierunkach. Tymczasem kable przekraczające Atlantyk czy Pacyfik są bardzo długie i położone na wyższych, bardziej narażonych na zakłócenia, szerokościach geograficznych.
Niestety, podmorskie kable rzadko są zabezpieczane przed skutkami wielkich zaburzeń geomagnetycznych, takich jak burze słoneczne. Nie mamy doświadczenia z takimi wydarzeniami, a właściciele infrastruktury priorytetowo traktują cyberataki czy katastrofy naturalne mające swój początek na Ziemi i to przed nimi zabezpieczają swoje sieci.
Abdu Jyothi zauważa jednak, że o ile wielkie koronalne wyrzuty masy są niezwykle rzadkie, a jeszcze rzadziej są one skierowane w stronę Ziemi, to stawka jest tutaj bardzo duża. Długotrwałe zaburzenie łączności w skali globalnej miałoby negatywny wpływ niemal na każdy dział gospodarki i niemal każdego człowieka na Ziemi.
Komentarze (0)