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Magnetismo solare e sviluppo tecnologico, un pericolo serio alla ricerca di un nome

Qualche giorno fa mi sono imbattuto in questo retweet:

 

 

Si tratta del rilancio di una news della NASA, che ha concluso l’analisi di un’eruzione solare avvenuta nel luglio del 2012. Un CME (Coronal Mass Ejection) tra i più intensi mai misurati, anzi, probabilmente il più intenso da quando li si osserva in modo oggettivo, ovvero con strumentazione moderna. Se l’evento fosse avvenuto con 9 giorni di anticipo l’eruzione sarebbe stata rivolta direttamente verso la Terra.

 

 

E, se l’avesse colpita, gli effetti sarebbero stati come quelli della più intensa eruzione solare di cui si abbia conoscenza, quella del 1859, il Carrington event, che rese visibili le aurore boreali fino alla latitudine dei Caraibi, illuminò a giorno i cielo delle Montagne Rocciose e degli Stati Uniti nordorientali e mise al tappeto la rete telegrafica europea e nordamericana. Nell’unità di misura dell’induzione magnetica il Carrington event è stato stimato in 110 nanoTesla, il CME del luglio 2012 ha fermato a 80 gli strumenti. Degli studi postumi dell’evento hanno stimato i danni che qualcosa di simile al CME del 1859 potrebbe aver generato ai giorni nostri: 2.600 miliardi di dollari. I tempi di recupero, stimano gli esperti della NASA, potrebbero aggirarsi sui 3/4 anni. Giù i sistemi di comunicazione satellitare, giù il GPS, presumibilmente giù anche le reti elettriche, le server farm e le cloud dati, al buio case, ospedali, linee ferroviarie, semafori e quant’altro. Insomma, giù l’infrastruttura cibernetica crescuta esponenzialmente da cui dipende la sopravvivenza di molti, forse con un preavviso inferiore alle 24 ore e di certo non superiore a 36.

Altro che eventi atmosferici estremi!

Con i tempi di ritorno sconosciuti (tra il Carrington event e l’eruzione del 2012 sono passati 150 anni) c’è da porsi qualche domanda: qual’è il livello di resilienza della nostra società rispetto a questo genere di eventi? Cosa si potrebbe fare per aumentarlo? Cosa differenzia questo pericolo reale da quello dei potenziali danni al sistema climatico per esempio? Perché il mondo non si mobilita per sviluppare tecnologie meno esposte? Perché saremmo solo vittime e non anche causa, ammesso e non concesso che sia così con riferimento al clima? O forse perché si ritiene che in fondo con eventi solari estremi ci abbiamo sempre avuto a che fare?

Non proprio. Il 2014 non è il 1859, naturalmente, e da allora qualcosa è inoltre cambiato anche all’origine del problema. L’intensità del dipolo magnetico terrestre – da notare che la barriera in assenza della quale anche eventi di intensità molto minore avrebbero un impatto devastante è la magnetosfera, cioè il campo magnetico terrestre – è diminuita con un rateo pari al 6,3% all’anno dalla metà del diciannovesimo secolo. Un cambiamento ben più significativo di quello avvenuto al bilancio radiativo nelle ultime decadi del secolo scorso. Queste variazioni si chiamano Secular Variation, sono piuttosto irregolari e in tempi relativamente recenti sono state riscontrate delle discontinuità nel tasso di variazione (geomagnetic Jerk).

Altro che cambiamenti climatici!

Con queste premesse le domande di poco fa diventano ancora più pressanti. Per cui, lo Space Weather esiste già – il programma satellitare STEREO della NASA è stato implementato proprio per l’osservazione delle dinamiche solari. Che siano maturi i tempi per una specie di Space Climate o Magnetic Climate?

NB: Grazie ad Alvaro per aver stimolato l’argomento. Qui sotto, se volete, c’è un altro video che spiega abbastanza bene e in modo molto spettacolare quel poco che ci siamo detti sin qui. Attenzione perché negli ultimi 30 secondi cercano di vendervi un generatore elettrico a mano; oltre a non averne bisogno (per ora), garantisco personalmente che non ha nulla a che fare con il nostro post 🙂

 

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Published inAttualità

13 Comments

  1. Andrea Zamboni

    Mi permetto di esprimere un parere a proposito dei post sin qui letti.
    Partiamo dalle dinamiche solari.

    Il fatto che si possano avere eventi solari energetici Carrington like è chiaramente sempre possibile, ma la sua probabilità è tremendamente bassa. Da che ricordo dai proxy inerenti gli isotopi tipicamente legati all’attività solare (es. il berillo) è stato possibile ricorstuire un unico altro evento simile risalente ad un epoca davvero remota.
    Nei fatti, ed è cronaca di questi anni, la dinamica dell’attività solare non è ben nota, ma è sempre bene ricordare che se noi siamo su questa Terra (ovvero esiste una biosfera che dal Sole trae un elemento chiave di sussistenza), lo dobbiamo proprio alla stabilità emissiva della nostra stella.
    Un variazione anche minima di questa emissività sul medio-lungo periodo avrebbe conseguenze devastanti sull’intera biosfera.
    Ritornado all’evento di Carrinton, anche ve ne fosse un’altro l’impatto sarebbe solo indiretto sulla nostra vita, poiché il problema diretto lo subirebbero gli impianti tecnologici a cui oggi siamo legati a doppio filo.
    Dunque del Sole bisogna goderne i benefici e non avrne paura, perlomeno per i prossimi 4 miliardi di anni (tempo in cui rimarra in sequenza principale).

    Anche parlando di rischio legato a possibili cadute di asteroidi (i meteoriti possono solo fare danni limitati e locali per quanto comunque importanti – in russia qualche mese fa), il rischio è davvero bassissimo. La vita sulla Terra può essere mandata in crisi dalla caduta di un asteroide di almeno 10 km di diametro e storicamente di questi oggetti ne sono piovuti sulla Terra molto pochi. Il più famoso è legato all’estinzione dei dinosauri (anche se qui sarebbe iopportuna qualche precisazione in più). Il tempo di ritorno di questi oggetti è dell’ordine di qualche centinaia di milioni di anni e per cercare di evitare questo tipo di pericolo è oggi esistente una rete di telescopi che costantemente mappano il cielo. Inoltre vi sono già in campo piani di possibili interventi per deviare oggetti pericolosi una vaolta individuati. Se dal dire al fare c’è sempre di mezzo il mare, si può però ben dire che su questo tipo di problema ad oggi non si è del tutto impreparati.

    Il vulcanesimo.
    Ad oggi nessuno può prevedere un eruzione vulcanica se non in tempi ravvicinati all’accadimento. Si può e va di moda speculare parecchio su sti fatti, ma ad oggi nonj si hanno le conoscenze sufficienti per una predizione neppure di medio periodo.
    Pensate, ad esempio, ai 40 vulcanologi morti all’eruzione del monte St. Helens nel 1980.
    Il fatto che la Terra abbia oggetti potenzialmente distrutti in tal senso è indubbio.
    Yellostone è il supervulcano più famoso, ma c’è anche ad esempio il Toba e non dimentichiamo mai Campi Flegrei. Tutto il tufo del centro-sud fu proprio generato da due eruzione di campi flegrei. Oltre a quelli vi sono vulcani assi pericolosi come, per l’appunto, il Grimnsvotn, il Laki o il Tambora. Quest’ultimo diede vita al cosiddetto “anno senza estate” proprio a causa di un’ultrapliniana che sparò un qualcosa come 10 km3 di polvere in atmosfera. Il filtro alla radiazione solare dovuto alle polveri provocò l’effetto meteorologico (da cui è facile intuire la valenza del ragionamento fatto a proposito della radiazione solare). Oppure pensiamo alla “Sand Summer” legata proprio all’eruzione del Laki e all’impatto climatico derivate dalle emissioni di gas e polveri.
    Od anche all’eruzione del Pinatubo o di El Chichón con la sua iniezione di anidride solforosa in statosfera.
    Quindi il rischio vulcanesimo c’è e si è manifestato anche in epoche recenti.
    Ma il rischio per la vita sulla Terra c’è solo se parte un supervulcano con un’eruzione davvero importante. Vice versa il danno è contenibile e confinato nel tempo.

    Quindi i rischi legati a quegli eventi ci sono, ma la probabilità che questi si realizzino risulta bassissima, molto più bassa, ad esempio, di morire in un incidente stradale.
    Qundi sposare il catastrofismo non è pratica a mio avviso particolarmente costruttiva.
    Credo sia molto più vantaggioso dare il giusto peso alle cose per dar poi vita a scelte sensate e vantaggiose.

    NB: Ringrazio Andrea per il commento. Colgo l’occasione per sottolineare che Andrea è un Astrofisico, il suo parere è quindi piuttosto informato.
    gg

    • A de Orleans-B.

      Forse, per stimare un tempo di ritorno per un “Carrington event” potremmo procedere come segue (ma sto rispondendo a un astrofisico, quindi lo scrivo tenendo un rispettoso “cappello in mano”!):

      1. Oggi disponiamo di un crescente archivio di dati ed immagini satellitari che dovrebbero gradualmente permettere una stima delle frequenze ed intensità delle CME (come si traduce “CME” in italiano?) prodotte dal sole, quindi

      2. dovremmo poter calcolare l’angolo solido medio interessato da una CME ed, in base alla loro frequenza e direzione, stimare l’intensità e rispettiva frequenza di quelle CME che potrebbero eventualmente interessare la Terra.

      Il tema mi sembra però più complesso e forse anche più interessante, per le seguenti ragioni:

      a. la nostra società è sempre più “digitale” (meno cartacea), con dati personali, aziendali e istituzionali archiviati in sistemi sempre più remoti (“cloud”, ecc.) di cui ignoriamo le specifiche tecniche rispetto a fenomeni elettromagnetici impulsivi ma che alimentano sistemi logistici sempre più ottimizzati, leggi: riducendo margini, inventari;

      b. da questo punto di vista la stima dei danni possibili dovuti a disturbi sistemici sembrerebbe crescere costantemente per la concomitanza di molte variabili: la crescente sensibilità elettromagnetica dei microcircuiti al diminuire delle loro dimensioni — la crescente propensione a rinunciare a “hard copies” — la crescente concorrenza dei costi che portano a limare lo studio, la progettazione e la esecuzione di protezioni elettroniche a tutti i livelli — la crescente complicazione di una distribuzione elettrica sempre più interconnessa ma anche più “granulare” con molti produttori di dimensioni ed affidabilità molto differenti connessi ad utenti sempre più con interfaccie “smart”, il cui comportamento concomitante in condizioni atipiche è tutto da sperimentare.

      Vi è una piccola sovrapposizione tra disturbi elettromagnetici naturali tipo gli eventi CME e quelli di origine umana tipo EMP (detonazioni nucleari ad alta quota), nel senso che gli eventi EMP hanno una componente impulsiva “lunga” (E3) che approssima quella delle CME, ma anche delle componenti impulsive “brevi” (E1 + E2) assenti nei fenomeni naturali.

      Un comparazione dei due tipi di eventi si trova in:
      http://www.futurescience.com/emp.html

      Uno studio del 2009 del National Research Council americano sui possibili effetti sociali ed economici di “Severe Space Weather Events” si trova qui (pdf scaricabile gratis):
      http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=12643

      Una commissione ufficiale USA ha prodotto uno studio (2004) sul danno stimato di un evento EMP sulle infrastrutture, il cui sommario e testo completo si trovano qui:
      http://www.empcommission.org/
      Ricordo però ancora che CME e EMP sono eventi elettromagnetici impulsivi molto dissimili!

    • luca

      In merito al post a proposito di eruzioni,ho ripreso con interesse il commento del Sig. Andrea Zamboni sull’argomento “magnetismo solare e sviluppo tecnologico”. In base a quanto scritto,soprattutto in riferimento all'”equilibrio solare” che ha garantito la biosfera che permette la vita, mi sorge spontanea una domanda da 1 milione di dollari. Visto che è molto d’attualità e si va a legare anche con l’ultimo post di Guido Guidi dal titolo “elementare Watson” chiedo schiettamente a chiunque desidera esprimere il suo parere,cosa ha provocato e credo provocherà,visto che esiste una chiara ciclicità,le ere glaciali?? Sarebbe interessante approfondire l’argomento,in quanto secondo il mio parere,qui possono emergere informazioni e fattori molto importanti x dare una risposta o comunque x fare luce su molti dubbi legati alle ciclicità climatiche, geologiche….Ringrazio in anticipo x gli eventuali approfondimenti

    • Luca,
      il tuo commento ha un tempismo perfetto. Dopodomani uscirà un post di Luigi Mariani che affronta proprio questo argomento.
      gg

  2. Luigi Mariani

    Il tema di un’eruzione solare rivolta verso la Terra (per la quale utilizzerò qui di seguito il nome “Dangerous Solar Flare” o DSF) mi richiama due temi:
    1. il dimensionamento delle arginature dei grandi fiumi che se non erro è fatto con riferimento ad eventi di piena con tempi di ritorno grossomodo di 80 anni, nel senso che riferirsi ad eventi con tempi di ritorno più lunghi avrebbe costi inaccettabili.
    2. la resilienza rispetto ad impatti da meteorite o ad esplosioni di supernove, altri rischi spaziali che incombono da sempre sulla nostra civiltà.
    Ovviamente quando si parla di un fiume, per quanto grande esso sia, il danno è in genere limitato a parti di una o più nazioni mente nel caso di meteoriti l’effetto potrebbe essere locale ovvero planetario ( a seconda delle dimensioni dell’oggetto) e nel caso infine di supernove l’effetto sarebbe planetario come per l’evento DSF di cui si discute qui.
    Io credo anzitutto che gli astronomi, alla luce delle serie storiche sulle tempeste solari, siano oggi in grado di stimare il tempo di ritorno di un evento DSF (ma su questo sarebbe utile sentire il parere di un astronomo).
    Ho dubbi invece sul fatto che si disponga oggi delle tecnologie atte a mettere in sicurezza i nostri sistemi tecnologici da un evento DSF, che forse avrebbe effetti simili a quelli indotti da una guerra termonucleare, evento già richiamato in questo post e su cui in epoca pre-AGW si fecero moltissime analisi a livello di scenario (e qui sarebbe utile il parere di un tecnologo).

    • Sandro1

      Le Alpi e gli Appennini possono, internamente. essere ottimi rifugi. dalla favola dei tunnel marziani, si potrebbe prendere spunto. e costruire oltre che a basi sotterranee. tunnel che potrebbero allacciarsi alla rete ferroviaria in superficie, treni ad alta velocità pressurizzati.

  3. Sandro1

    Abbiamo il fatto reato avvenuto, ma non il colpevole, mettiamola cosi!
    E quindi l’interazione Sole e pianeti con riferimento sistema Terra è un sistema molto più sensibile e complesso di quanto possa sembrare. Su scala planetaria ingannevole a mio avviso; variabile nel tempo ed internamente dinamico; caotico nell’interazione geomagnetica con altri sistemi geofisici esterni; pianeti. Anche la struttura della terra, la geodinamica interna ed esterna sono certamente molto più complesse, di quanto tutti noi sappiamo, o sottovalutiamo. Abbiamo sempre l’impressione, che non siano correlate direttamente le dinamiche solari e planetarie con quelle terrestri; perché sono forze che non vediamo o perché a volte, alcuni eventi tettonici terrestri non sono sistematici, rispetto i punti di riferimento planetari.
    Il nucleo solido terrestre ” galleggia” in uno strato liquido esterno al nucleo, entrambi sono metallici. Può ruotare? Può avere cicli di rotazione? Orientarsi? Avere una sua geomeccanica, a cui ne corrisponde, verso gli strati esterni? Ed entro un raggio di azione, variare, nel tempo, subire forze mareali lunari o esterne asteroidi, pianeti? oscillare? Dopo queste domande a me viene facile pensare subito al Sole, come riferimento, ed alla sua attività, dopo questa considerazione, alla sua e nostra attività geomagnetica. Se rallentano, o accelerano tali attività geodinamiche.
    E’ tutto questo ingannevole, quanto era nel medioevo l’impressione che fosse il Sole a ruotare attorno alla Terra.
    Saluti

  4. Sandro1

    una guerra termonucleare avrebbe un impatto devastante sulla civiltà umana, specie in un era geologica instabile quanto la nostra, la fascia tropicale sarà abbondantemente su gran parte dell’europa centro meridionali, sino a gennaio prossimo; e gli effetti di un guerra nucleare sull’emisfero boreale, in tal caso, inimmaginabili.
    l’asse terrestre si sta spostando, gradualmente, lentamente relativamente l’evento sumatra 2009, Maule 2010 e tōhoku 2011 i trigger geofisici sono ad esempio yellowstone grimsvot e eyjafjallajokull, eccetera. bisogna capire quale relazione ha con i vulcani vicini (alaska?) la caldera di yellowstone. conseguentemente capire dove il nucleo terrestre polarizzandosi, interagisce. su scala emisferica; a livello geomagnetico con il sole, la sua attività. tornando a yellowstone c’è la relazione con il terremoto del cile Maule 2010?
    evento geofisico imminente.

  5. Andrea G.

    E stiamo a parlare di variazioni della temperatura media(?) terrestre di alcuni decimi (!!!) di grado…

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