21 de diciembre: La tormenta solar

En FayerWayer no creemos que el 21 de diciembre se acabe el mundo. Expertos en cultura Maya lo han descartado repetidas veces y no hay razones científicas para creer que una catástrofe vaya a ocurrir. Sin embargo, ante el interés que ha despertado la fecha, decidimos explorar algunos escenarios de fin de mundo interesantes.

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El mundo no se va a acabar, por lo menos este año, creo que ya casi todos estamos convencidos… ¿O no tanto aún?

Si nos corremos del plano sensacionalista que ha movilizado a medio mundo y convertido a los Mayas en personalidades tanto o más populares que Lady Gaga o el coreano del Gangnam Style, la ciencia todavía cree que no estamos “tan” a salvo como parece, sea este próximo 21 de diciembre, en unos meses más o quizás en algunos años.

Mucho se ha hablado de las Tormentas Solares y de lo peligrosas que pueden ser si su magnitud creciera, para toda la infraestructura electrónica y eléctrica de la Tierra, algo que en caso de fallar en forma masiva, nos enviaría nuevamente, directo y sin escalas, a la Edad Media.

¿Es posible que una tormenta solar golpee a la Tierra y que el pulso electromagnético producido nos deje a oscuras por años? Sí, es posible.

Tormentas solares en la historia

Históricamente, las tormentas solares poseen un patrón de actividad. La aparición de manchas solares y actividad magnética llevan un registro histórico de ciclos de 11 años. El ciclo actual que estamos transitando comenzó a principios de 2008 y la actividad comienza a acentuarse año tras año, por lo que los científicos estiman que a fines de 2013 tendremos un nivel de intensidad en el fenómeno que requerirá de algunas prevenciones.

La única tormenta solar que se conoce por registros históricos es la del año 1859, la cual fue registrada por miles de personas, en bitácoras de navegación, anotaciones científicas e incluso periódicos de la época, que destacaban el fenómeno de las auroras boreales, algo que sólo es visible en los polos, pero que en esa ocasión llegaron a ser vistas hasta en Cuba.

En 1859, los daños no fueron severos a la forma de vida de la sociedad de esos tiempos ya que no poseían instrumentos ni herramientas que pudieran ser afectadas. Apenas hubo algunos pequeños incendios y fallas en la naciente estructura de comunicaciones telegráficas en Estados Unidos y Europa.

Este registro es la interacción más violenta de la que se tienen antecedentes entre la actividad solar y la Tierra. Según registros obtenidos por científicos de muestras de hielo antártico, una fulguración solar de la magnitud de la de 1859 no se ha producido en los últimos 500 años, aunque suelen detectarse tormentas solares de magnitud relativamente elevada cada 50 años, teniendo registros de 1960 sobre una de las más intensas, es decir, hace 52 años.

¿Podría atrasarse un año el tan temido Fin del Mundo, digamos, del Mundo que construímos a nuestro alrededor?

Qué dicen los expertos

Para poder conocer mejor el fenómeno y debatir al respecto, hemos contactado a una especialista, la Doctora Patricia Sallago, argentina y profesora de Geomagnetismo y Aeronomía en la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas de la Universidad Nacional de La Plata, quien nos responde algunas dudas sobre este fenómeno que podria dejarnos en una hipotética situación de “Fin del Mundo”, por lo menos, de la forma en el que lo conocemos hoy en día.

Doctora Patricia Sallag

FW – ¿Cómo es el proceso natural por el cual una tormenta solar podría afectar el normal funcionamiento de nuestra tecnología en la tierra?

Patricia Sallago- El Sol tiene su propia estructura y dinámica compleja, sin embargo lo que se observa del mismo es sólo la corona, que se expande continuamente y alcanza el borde del sistema solar. El Sol rota y entonces lo que sucede con la corona es como lo que se observa cuando uno utiliza un regador de jardín (aspersor giratorio de brazos). La corona del Sol viajaría siguiendo una trayectoria de forma curva. Además, el Sol tiene campo magnético propio y cuando la corona se expande en su trayectoria curva lo lleva consigo. A este fluído formado por el gas de la corona y el campo magnético del Sol se le llama “viento solar”. En el Sol existen regiones donde hay mayor actividad que en otras (por eso de la dinámica compleja), en esas regiones se va acumulando energía hasta que “no lo soporta” y busca alguna manera de liberar la energía que “sobra”.

Hay tres formas en que se libera la energía: emisión de ondas electromagnéticas como rayos X (principalmente), emisión de partículas y eyección de una porción de esa estructura. Esta última recibe el nombre de Eyección de Masa Coronal (CME por su sigla en inglés), a la que también se refieren como una “nube de plasma”. Los rayos X viajan en línea  recta pero las partículas y la CME viajan siguiendo la trayectoria curva.

FW – ¿La Tierra dispone de algún mecanismo o capa de defensa ante la llegada de una tormenta solar? ¿Cómo funcionaría en un caso así?

Patricia Sallago- A una distancia del orden de los 140 millones de kilómetros del Sol, se encuentra la órbita de la Tierra. Cuando la Tierra y el “viento solar” se encuentran suceden dos cosas: el fluido se entera de que existe un obstáculo en su camino y forma una envoltura y además, como la Tierra tiene campo magnético propio por la superficie de esa envoltura va a circular una corriente. Esa envoltura se llama “magnetósfera”, tiene en general forma de cometa (como el Halley) y su rol principal es impedir que las partículas provenientes del Sol ingresen en forma directa a la Tierra (existen regiones por las que pueden ingresar, como las regiones aurorales y por la “cola” de la magnetósfera) aunque, bajo ciertas condiciones, permite el ingreso de la “nube de plasma”.

Se produce entonces una división del espacio en dos regiones, una exterior en la que domina lo que proviene del Sol y otra interior en donde domina el campo magnético terrestre. Cuando se produce una liberación de energía en el Sol ya sea en forma de partículas o como CME y llega a la distancia correspondiente a la órbita terrestre, si la Tierra no se encuentra en la trayectoria del viaje, ésta ignora el suceso. Cuando la Tierra se encuentra en la trayectoria se produce una tormenta geomagnética.

FW – En caso de que la magnitud de la tormenta sea fuerte, ¿esto afectaría al escudo natural de la tierra en forma permanente, o sólo durante el período de la tormenta? ¿Existe la posibilidad de que nos quedemos sin defensas naturales?

Patricia Sallago – Las tormentas son fenómenos globales, la intensidad de la tormenta varía dependiendo de la posición (pero no de la posición geográfica sino la posición relativa a un sistema de coordenadas que tiene que ver con el campo magnético terrestre). En general suelen describirse que constan de un comienzo brusco y las fases inciales, principal y de recuperación, pero no necesariamente todas las tormentas tienen un comienzo brusco o una fase inicial claramente detectables.

Cuando las partículas acceden a la región interior, dependiendo de su energía, pueden quedar atrapadas en una región cercana a la Tierra que tiene forma de “neumático” alargado hacia la zona nocturna (esta región se llama cinturón de Van Allen). Esta es la región que “traducirá” la tormenta: a mayor población de partículas mayor será la intensidad del efecto registrado en tierra.

FW – En orden de intensidad, ¿que tipo de daño o destrucción permanente podría provocar una tormenta solar en nuestra tecnología? Estos daños, en caso de ser destructivos, ¿podrían generar algún tipo de anomalía que impida que volvamos a utilizar nuestros sistemas de comunicación tal como los conocemos hoy?

Patricia Sallago – Los miembros del Centro de Predicción de Climatología Espacial de NOAA han desarrollado una escala de intensidades y efectos esperados, dependiendo de los tres orígenes de la perturbación solar:

2. Perturbaciones causadas por variaciones en el viento solar: También llamadas tormentas geomagnéticas, se las clasifica en 5 niveles donde el G1 corresponde a la menos intensa. Una tormenta G5 tiene probabilidad de ocurrir al menos una vez por ciclo solar (cada 11 años), mientras que una tormenta G1 tiene probabilidad de ocurrir más de 1500 veces por ciclo solar. Se producen corrientes inducidas en la superficie pero los sistemas de tendidos eléctricos cuentan con sistemas de protección, dependiendo de la sensibilidad y velocidad de respuesta, los mismos pueden dispararse en forma inadecuada y los transformadores podrían sufrir daños. Los satélites pueden experimentar degradación adicional de las trayectorias. Las corrientes inducidas en las cañerías podrían afectar a los instrumentos de medición a lo largo de las mismas. Se producen perturbaciones en la propagación de señales (incluso puede interrumpirse la transmisión en alguna banda de frecuencias). Se producen auroras en regiones que se extienden tanto más hacia zonas subecuatoriales cuanto más intensa sea la tormenta.

2. Perturbaciones causadas por aumento de la población de partículas de alta energía: También se las clasifica en 5 niveles. Han calculado que el S5 (extrema) tiene una probabilidad de ocurrencia menor a una por ciclo, mientras que la probabilidad de experimentar una S1 (menos severa) es de 50 por ciclo. Los astronautas que realicen tareas fuera de los vehículos espaciales podrían sufrir efectos dañinos si se expusieran a tormentas intensas, así como los pasajeros de aeronaves que volaran en regiones de altas latitudes. Los satélites pueden experimentar daños en algunos de sus componentes. Pueden producirse problemas en las comunicaciones en regiones de altas latitudes.

2. Perturbaciones causadas sobre la ionósfera por emisiones de rayos X: Clasificadas en 5 niveles según su severidad, una R5 tiene una probabilidad de ocurrencia menor a una por ciclo, mientras que una R1 presenta una probabilidad de ocurrencia de 2000 por ciclo. Los efectos de la emisión de rayos X dependerán de la intensidad del mismo y (literalmente) afecta a la región de la Tierra que se encuentra iluminada por el Sol. Pueden suceder desde debilitamiento hasta el total bloqueo de la transmisión de señales.

FW – ¿Con qué nivel de antelación se puede preever o estimar la posibilidad de una tormenta solar? ¿También se puede estimar su magnitud antes de la llegada a la Tierra? En caso de no poder preveerse ¿Cuánto tiempo tendríamos para protegernos?

Patricia Sallago – Existen organizaciones y sistemas dedicados al monitoreo, estudio del comportamiento solar y sus efectos sobre la Tierra, llamada “climatología espacial”. Tal es el caso del SoHo, Solar and Heliospheric Observatory. Este monitoreo es importante ya que mientras los rayos X llegan a la Tierra en el orden de los minutos, a las CME les toma horas (o días) en llegar a la órbita terrestre. (NdR: tiempo que podría ser aprovechado para apagar equipamiento o proteger estructuras antes de la llegada de las CME).

FW – Con un protocolo adecuado para el caso de que se aproxime una tormenta solar ¿Existe la posibilidad de proteger algunos de los recursos energéticos de los que disponemos como centrales eléctricas o comunicaciones? ¿Corremos riesgo los seres humanos también?

Patricia Sallago – La Tierra ha existido durante millones de años, la vida sobre la misma, la que necesita de la protección que brinda la magnetósfera, también ha existido durante millones de años y mientras tanto el Sol ha experimentado sus ciclos de actividad. Si bien el ser humano existe sobre la Tierra desde hace miles de años, la actividad tecnológica del mismo se remonta a los últimos cien años aproximadamente. La historia nos ha demostrado que suele aprenderse más rápido de los fracasos más que de los éxitos (basta recordar los experimentos de Edison hasta encontrar el filamento adecuado para la bombilla eléctrica).

Mientras el Sol siga en su actual fase de evolución es de esperar que la peor tormenta sea como alguna que ya ha sucedido y, ya que sobrevivimos a aquella, sobreviviremos a ésta, aunque ignoro si la tecnología de última generación vaya a seguir nuestra misma suerte.

La interacción del viento solar con la magnetosfera de la Tierra. Las distancias no están a escala. Foto: Wikipedia-NASA

El día después de la tormenta

En Estados Unidos se han tomado en serio el peligro de las tormentas solares, al punto de que luego de un simulacro entre ese país y Europa, el presidente Obama elevó al rango de “amenaza nacional” a las tormentas solares al incluirlas en su ya famosa Directiva Nacional 8, que enumera uno por uno los 23 principales riesgos (tanto naturales como humanos) que podrían llevar a Estados Unidos a una situación de “catástrofe nacional”.

Dentro de este contexto de prevención y preparación, tomando todos los recaudos necesarios para transportarnos en cuestión de horas de una vida rodeada de dispositivos y artefactos que hacen todo por nosotros, a una especie de “día de campo” permanente, los expertos estiman que la Tierra y los seres humanos necesitaremos entre dos y tres años para reactivar una estructura similar a nuestro modo de vida actual, rodeados de dispositivos eléctricos, sistemas de distribución de agua, luz y gas e hiperconectados.

¿Estás preparado para vivir en la naturaleza por los próximos tres años?

Links:
– 21 de diciembre
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– La invasión zombi
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– Las películas con los más raros “fin del mundo”
– This is the end (por Jorge Baradit)