Il Sole è la stella più importante per la vita sulla Terra, ma è anche una fonte di potenziali pericoli; ogni 11 anni circa, il Sole raggiunge il suo picco di attività –chiamato massimo solare–, durante il quale produce più macchie solari, fiammate solari ed emissioni di massa coronale.
Questi fenomeni possono generare delle tempeste solari, ovvero delle perturbazioni del campo magnetico terrestre causate dall’arrivo di particelle cariche dal Sole.
Le tempeste solari possono avere effetti spettacolari, come le aurore polari, ma anche effetti dannosi, come le interferenze alle comunicazioni, ai satelliti e alle reti elettriche, ed alcune di queste sono così intense da essere considerate dei veri e propri disastri naturali, capaci di mettere in ginocchio la società moderna.
Ma quanto sono frequenti queste supertempeste solari? E come possiamo studiarle e prevenirle? A tal proposito sono emersi due studi che suggeriscono che attualmente non disponiamo dei sistemi per studiarle adeguatamente.
La supertempesta solare più famosa della storia, nota come Evento Carrington, prese il nome da Richard Carrington, un astronomo dilettante inglese che, l’1 settembre del 1859, osservò una potente fiammata solare.
Circa 18 ore dopo –molto più velocemente di quanto normalmente impiegano le espulsioni di massa coronale per raggiungere il nostro pianeta– la Terra fu investita da una violenta tempesta geomagnetica, che provocò aurore visibili fino ai tropici, malfunzionamenti delle linee telegrafiche (oltre 160.000 chilometri) e incendi nelle stazioni, senza dimenticare che la gente del New England fu in grado di leggere nel cuore della notte senza l’aiuto di altre fonti di luce.
Si stima che la tempesta di Carrington avesse un’intensità di circa 850 nanotesla (nT), una misura dell’oscillazione del campo magnetico terrestre, malgrado ciò la tempesta di Carrington non è stata l’unica supertempesta solare della storia.
Studiando le tracce di carbonio-14, un isotopo radioattivo prodotto dall’interazione delle particelle solari con l’atmosfera, gli scienziati hanno scoperto che nel 774-775 d.C. si verificò una tempesta geomagnetica ancora più forte, con un’intensità stimata di 1.100 nT. Questa tempesta potrebbe essere stata causata da una rara esplosione di raggi gamma, una delle più potenti forme di energia dell’universo.
Un altro esempio di supertempesta solare è quella che avvenne nel febbraio 1872, nota come tempesta Chapman-Silverman. Questa tempesta fu osservata da diversi astronomi, tra cui il britannico Frederick Richard Malden Chapman e l’americano Charles Augustus Young, che notarono delle enormi protuberanze solari.
La tempesta geomagnetica che ne seguì fu paragonabile a quella di Carrington, con un’intensità di circa 800 nT, con le aurore che furono visibili in tutto il mondo, e alcuni testimoni riferirono di aver sentito dei rumori simili a scoppi o fruscii.
Questi tre casi dimostrano che le supertempeste solari non sono eventi così rari come si potrebbe pensare. Secondo uno studio del 2012, la probabilità che si verifichi una tempesta solare di intensità superiore a 500 nT in un decennio è del 12%, mentre quella che si verifichi una tempesta di intensità superiore a 800 nT è del 4%, ciò significa che il mondo ha visto almeno tre supertempeste geomagnetiche negli ultimi due secoli, e che potrebbero ripetersi in futuro.
Gli effetti delle tempeste solari ai giorni d’oggi
Se una supertempesta solare colpisse oggi la Terra, le conseguenze sarebbero molto più gravi di quelle del passato, a causa della nostra dipendenza dalle tecnologie elettroniche e digitali. Uno studio della NASA ha stimato che una tempesta solare delle dimensioni di quella di Carrington potrebbe causare danni per oltre 2.000 miliardi di dollari e lasciare senza elettricità più di 130 milioni di persone oltretutto potrebbero verificarsi problemi come:
- la perdita di acqua potabile, cibo, farmaci e carburante, a causa della mancanza di refrigerazione e di trasporto;
- la compromissione dei sistemi di sicurezza, sanità, emergenza e difesa, a causa della mancanza di comunicazione e di controllo;
- la distruzione o il danneggiamento di satelliti, aerei, navi e veicoli spaziali, a causa dell’aumento della radiazione e della resistenza atmosferica;
- la perdita di orientamento e navigazione, a causa della mancanza di GPS e di bussola;
- la minaccia alla salute umana e animale, a causa dell’aumento dell’esposizione ai raggi ultravioletti e ai raggi cosmici.
Per evitare o mitigare questi effetti, è necessario poter prevedere e monitorare le tempeste solari, e proteggere le infrastrutture critiche da eventuali disturbi elettrici o magnetici, ad ogni modo gli strumenti di cui disponiamo oggi non sono sufficienti per affrontare questa sfida.
Per studiare le tempeste solari, gli scienziati usano dei magnetometri, ovvero degli strumenti che misurano l’intensità e la direzione del campo magnetico terrestre, e questi strumenti sono distribuiti in diverse regioni del mondo, ma non in modo uniforme, per di più molti di essi sono obsoleti o non adeguatamente calibrati.
Questo significa che le misurazioni del campo magnetico terrestre possono essere incomplete o inaccurate, e che le tempeste solari possono essere sottostimate o non rilevate, per esempio una recente ricerca ha analizzato i dati raccolti da 32 stazioni dello Scandinavian Magnetometer Array (SMA) durante una forte tempesta solare nel dicembre 1977.
I ricercatori hanno scoperto che la tempesta aveva una struttura molto complessa e variabile, e che le sue caratteristiche dipendevano dalla posizione geografica delle stazioni. Questo implica che una rete di magnetometri troppo scarsa potrebbe non essere in grado di catturare tutti gli aspetti di una tempesta solare, e di fornire informazioni utili per la protezione delle infrastrutture.
Per questo motivo, gli scienziati chiedono di aumentare il numero e la qualità dei magnetometri, e di creare una rete globale e integrata di rilevatori. Questo permetterebbe di avere una visione più dettagliata e completa delle tempeste solari, e di fornire avvisi locali e tempestivi sui loro effetti, in questo modo, si potrebbero salvaguardare meglio le attività umane e la sicurezza del pianeta.
Le tempeste solari sono fenomeni naturali che possono avere effetti spettacolari ma anche dannosi sulla Terra, alcune tempeste solari sono così intense da essere considerate dei veri e propri disastri naturali, capaci di mettere in ginocchio la società moderna, e queste supertempeste solari non sono eventi così rari come si potrebbe pensare, e potrebbero ripetersi in futuro.
Per evitare o mitigare i loro effetti, è necessario poter prevedere e monitorare le tempeste solari, e proteggere le infrastrutture critiche da eventuali disturbi elettrici o magnetici, malgrado ciò, come già detto, gli strumenti di cui disponiamo oggi non sono sufficienti per affrontare questa sfida, e occorre aumentare il numero e la qualità dei rilevatori, solo così potremo affrontare la minaccia delle tempeste solari e garantire il benessere della società e del pianeta.
Se sei attratto dalla scienza o dalla tecnologia, continua a seguirci, così da non perderti le ultime novità e news da tutto il mondo!
