Koronapandemia yllätti maailman lähes täydellisesti lukuunottamatta harvalukuista tieteentekijöiden joukkoa. Pandemia ei tietenkään jää viimeiseksi globaaliksi yllätykseksi. Uusia on tulossa ja äärimmäinen avaruusmyrsky on yksi mahdollinen tulevaisuuden globaali uhkatekijä.
Mistä avaruusmyrskyssä on kyse?
Aurinko puhaltaa avaruuteen aurinkotuulta, eli varautuneita hiukkasia. Aurinkotuulen vaihtelusta syntyy avaruussää. Avaruussäällä tarkoitetaan planeettamme lähiavaruuden olosuhteita, joista voi tulla ongelmia teknologialle tai ihmisen terveydelle.
Avaruussään ilmentymiä ovat muun muassa sähköverkoissa esiintyvät ylimääräiset, niin sanotut geomagneettisesti indusoituneet virrat. Näiden virtojen seurauksena sähköverkot kaatuivat esimerkiksi Quebecissä vuonna 1989 ja Malmössä vuonna 2003.
Joskus aurinko vain röyhtäisee kerralla miljardeja tonneja tavaraa yhteen suuntaan. Kun tällainen purkaus osuu maapalloon, seurauksena voi olla geomagneettinen myrsky, eli arkisemmin avaruusmyrsky.
Avaruusmyrsky näkyy revontulina taivaalla
Geomagneettisen myrskyn näkyvin seuraus ovat revontulet. Rauhallisen avaruussään aikana revontulet sijoittuvat vannemaisille vyöhykkeille maapallon napojen ympärille, kuten Suomen kohdalla Lapin leveysasteille.
Mitä suurempi myrsky on kyseessä, sitä etelämmäksi revontulet leviävät. Myrskyn ollessa poikkeuksellisen voimakas, revontulia voi bongata jopa Etelä-Euroopassa saakka. Näin tapahtuu korkeintaan muutaman kerran 11-vuotisessa auringon aktiivisuussyklissä.
Jotain paljon massiivisempaa tapahtui vuonna 1859. Kyseessä onkin ainutlaatuinen tapahtuma avaruusmyrskyjen ymmärtämisen ja tulevaisuuteen varautumisen näkökulmasta.
Mitä tapahtui vuonna 1859?
Syyskuussa 1859 englantilainen harrastelija-astronomi Richard Carrington oli jäljentämässä paperille auringon pinnalla havaitsemaansa valtavaa auringonpilkkua. Yhtäkkiä pilkku räjähti, aiheuttaen voimakkaan valoilmiön.
17 tunnin päästä räjähdyksestä alkoi täysin poikkeuksellinen globaali tapahtumien sarja.
Aikalaiskertomusten mukaan revontulia näkyi lähes päiväntasaajalla asti. Yhdysvalloissa revontulet olivat kirkkaampia kuin täysikuu. Niiden valossa pystyi jopa lukemaan.
Onneksi vuonna 1859 Mumbain kaupungissa Intiassa sattui olemaan magnetometri. Siinä havaittiin häiriö, joka oli samaa suuruusluokkaa kuin Malmön sähköverkon vuonna 2003 kaatanut geomagneettinen häiriö.
Carringtonin luokan myrskyn vaikutuksista nykyinfrastruktuuriin tiedetään kuitenkin edelleen varsin vähän. Tutkimus on käsitellyt havaittua avaruussäätä, eikä malleja ole aiemmin ulotettu kattamaan äärimmäisintä avaruussäätä.
Se kuitenkin tiedetään jo vuoden 1859 aikalaishavainnoista, että myrskyn vaikutusalue kattaa lähes koko maapallon.
Seuraukset voivat olla dramaattisia
Millaisia seurauksia äärimmäisestä myrskystä ja sen aiheuttamista häiriöistä on?
Ensinnäkin sähköverkko voi kaatua laajoilta alueilta, myös läheltä päiväntasaajaa. Toki Suomen sähköverkko todennäköisesti kestäisi. Vaikutusten kesto riippuu siitä, pysyvätkö muuntajat toimintakunnossa.
Myrskyn aikana kaikki sähkömagneettiset signaalit todennäköisesti häiriintyvät. Sen vuoksi lentoliikenne jouduttaisiin mahdollisesti keskeyttämään. Navigaatio lakkaa todennäköisesti toimimasta tai ainakin heikkenee merkittävästi. Osa satelliittien aikaleimoista saatetaan menettää. Tietoliikenneyhteyksiin voi tulla häiriöitä ja katkoksia.
Myrskyn laannuttua ainakin radiosignaalit saadaan takaisin, mutta navigaatiosignaalien tarkkuus riippuu siitä, kuinka moni satelliitti on pysynyt toimintakunnossa. Se on varmaa, että menetettyjen satelliittien tilalle täytyy laukaista uusia.
Edellä mainittuja häiriöitä ja niiden seurauksia tutkitaan Suomen Akatemian ja Huoltovarmuuskeskuksen rahoittamissa hankkeissa.
Käytössä on Helsingin yliopistossa kehitetty, maailman tarkin avaruuden olosuhteita simuloiva malli Vlasiator. Simulointia on mahdollista tehdä yhdellä maailman tehokkaimmista supertietokoneista. Koneen sijaintipaikkana on Kajaani. Lisäksi käytössä on Ilmatieteen laitoksen maailmaluokan osaaminen geomagneettisesti indusoituneista virroista ja Change in Momentum -nimisen yhtiön tieto varautumisesta sekä mahdollisista käytännön toimista.
Päätöksentekijä: on aika varautua!
Megaluokan geomagneettiselta myrskyltä ei voi suojautua. Jos Aurinko lähettää Maata kohti Carringtonin kokoluokan purkauksen, se tulee tänne varmasti.
Miten varautua tilanteeseen, missä Suomi joutuu ainakin hetkeksi 1940-luvun olosuhteisiin, jolloin kaikissa kodeissa ei ollut sähköä ja laivaliikenteen suunnistaminen tapahtui paperikarttojen avulla?
17 tunnin aikana, kun purkaus etenee avaruudessa, on kuitenkin mahdollista käynnistää ennalta päätetyt toimenpiteet, joilla suojaudutaan ainakin etukäteen tiedossa olleilta pahimmilta uhkakuvilta.
Aikaikkunan ollessa niukka, päättäjät joutuvat priorisoimaan, mitä osaa infrastruktuurista suojataan. Päätöksentekijän näkökulmasta tilanne on verrattavissa siihen, että joutuisi tekemään koronapandemian hoitoa koskevat päätökset 17 tunnissa.
Varautuminen on mahdollista, mutta sitä varten tarvitaan monitieteistä yhteistyötä avaruusfyysikkojen, varautumisen ja infrastruktuurin ammattilaisten tahoilta. Tästä syystä eri hankkeissa järjestetään tälläkin hetkellä skenaariotyötä lähtien sähköverkoista ja päätyen satelliitteihin. Eri skenaarioiden sisällä luonnostellaan konkreettisia varautumistoimenpiteitä.
Toimeenpanovastuu on kuitenkin päättäjillä. Siksi lainsäädännön ja asetusten tulee olla kunnossa, jos mahdollinen äärimmäinen aurinkomyrsky iskee. Tällä hetkellä näin ei ole.
Yllättävää kyllä, ainoastaan yksi maa, eli Yhdysvallat on lainsäädännöllä varautunut äärimmäisimpään avaruussäähän sähköverkkojen osalta. Kaikkien muiden maiden osalta tilanne on avoin.
Koska myrskyää?
Varautumisen näkökulmasta on tärkeää saada jonkinlainen käsitys seuraavan megamyrskyn ajankohdasta. Tutkimusten mukaan äärimmäisen avaruussään uusiutumistodennäköisyys on suunnilleen sama kuin pandemialla.
Tilastollisesti Carringtonin kokoluokan myrskyjä esiintyy 100-150 vuoden välein. Edelliset megamyrskyt ovat olleet vuosina 1770, 1859 ja 1920. Kun edellisestä myrskystä on aikaa sata vuotta, seuraava saattaa olla jo varsin lähellä.
Vuonna 2012 NASA:n satelliitit havaitsivat Carringtonin kokoluokan myrskyn, mutta se meni muutamalla päivällä ohi Maasta. Jos se olisi lähtenyt aiemmin, tietäisimme nyt, millaisia tapahtumia myrskystä todella seuraisi. Vuonna 2014 lokakuussa Auringon pinnalla havaittiin Carringtonin auringonpilkun kokoluokassa oleva pilkku, mutta siitäkään ei koitunut harmia.
Uutta Carringtonia odotellessa voimme vain mallintaa seurauksia, ja varautua parhaamme mukaan.
Teksti on julkaistu ensimmäisen kerran MustRead Akatemiassa 28. tammikuuta 2022.
Lue lisää avaruuden tutkimuksesta.