未來太陽風暴可能造成毀滅性破壞

一項新模型表明,150 年後發生的此類重大事件可能相當於當前美國 GDP

類似於 2012 年 8 月的太陽耀斑可能會對地球上的電磁系統造成嚴重破壞。

圖片由 NASA、太陽動力學天文臺以及 AIA、EVE 和 HMI 科學團隊提供

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人類已經開始共同應對氣候變化等全球威脅的危險。但是,很少有機構在為災難性的太陽風暴做計劃——來自太陽的大規模物質和能量噴發會擾亂地球的磁場。在最近的一篇預印本論文中,兩位哈佛大學的科學家估計,此類事件可能造成的潛在經濟損失在未來將會增加,並且在 150 年後可能相當於當前美國 GDP——約 20 萬億美元。

這種風暴是有先例的。1859 年所謂的卡林頓事件始於一次明亮的太陽耀斑和一次磁化高能粒子的噴射,產生了地球上有記錄以來最強烈的磁暴。它在大氣層中造成了絢麗的極光,甚至給電報員帶來了電擊。但是,今天卡林頓規模的風暴會造成更大的危害,因為社會現在非常依賴電網、通訊衛星和 GPS。

為了量化這種威脅,哈佛-史密森天體物理學中心的兩位天體物理學家亞伯拉罕·勒布和馬納斯維·林甘開發了一個數學模型,該模型假設社會對太陽爆發的脆弱性將隨著技術進步而增長。根據這個模型(在提交給 arXiv.org 的論文中描述),在未來 50 年內,潛在的經濟損失將主要取決於隨著時間推移強太陽風暴發生的機率上升。超過 50 年後,我們的脆弱性將隨著技術進步呈指數級增長,直到後者趨於平穩。


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一些科學家質疑該模型的預測。“估計經濟影響現在就具有挑戰性,更不用說在一個多世紀以後了,”劍橋大學風險研究中心的副研究員愛德華·奧頓說。但他警告說,不確定性不應阻止我們進行實際準備,例如使電網更具彈性並改進預警系統。

勒布和林甘設想了一個更為大膽的策略:一個價值 1000 億美元的磁偏轉罩,位於地球和太陽之間。然而,科羅拉多大學博爾德分校大氣與空間物理實驗室主任丹尼爾·貝克說,鑑於太陽粒子從四面八方到達地球,這個想法似乎“相當荒謬”。

諮詢公司 Abt Associates 的高階分析師斯泰西·沃曼說,更好地理解“空間天氣”——地球外太空環境的變化條件,包括太陽輻射和粒子——可能有助於找到應對危險太陽風暴的最佳策略。“這是一個具有挑戰性但很重要的問題,”沃曼說,“我們需要更多關注。”

Jeremy Hsu 是一位常駐紐約市的作家,曾為《大眾科學》、《IEEE Spectrum》、《Undark Magazine》和《Wired》等出版物撰稿。

更多作者:Jeremy Hsu
大眾科學 Magazine Vol 317 Issue 6本文最初以“太陽風暴末日?”為標題發表於《大眾科學》雜誌第 317 卷第 6 期(),第 22 頁
doi:10.1038/scientificamerican122017-6VvfPDXYPtlbrMQ0hOMoba
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