Tormentas solares

Cuando nuestro mejor amigo se convierte en nuestro peor enemigo

Hoy que dependemos tanto de la tecnología, que no podemos salir de casa sin el teléfono móvil, vivir sin la TDT, sin estar conectados a la Red a todas horas… ¿Qué pasaría si se repitiera una supertormenta solar como la de 1859? Los científicos están de acuerdo, sería una especie de tsunami cósmico. ¿Tan catastrófica es una supertormenta? Veamos qué pasó en la última que hubo en nuestro Astro Rey.
Al caer la noche del domingo 28 de agosto de 1859 se vieron en los cielos de la mitad del continente americano auroras boreales. ¡Qué bonito!, ¿no?. Hermosas cortinas de luz cubrieron el firmamento desde Maine hasta la punta de Florida. Los cubanos, sorprendidos, las observaron justo sobre sus cabezas. Los cuadernos de bitácora de los barcos que navegaban cerca del ecuador describen luces rojizas. Muchos pensaron que sus ciudades ardían. Los intrumentos de tierra fueron registrando pequeños cambios de magnetismo del planeta hasta que de repente la medida se salió de la escala. Los telégrafos empezaron a verse afectados, en Baltimore, los técnicos trabajaron desde las ocho de la tarde hasta las diez de la mañana sólo para transmitir una noticia de prensa de 400 palabras.
Poco antes del mediodía de jueves 1 de septiembre, el astrónomo inglés Richard C. Carrington tomaba unos bocetos de un curioso grupo de manchas solares, curioso por el enorme tamaño de las regiones oscuras. A las 11:18 horas fue testigo de un intenso destello de luz blanca procedente de dos puntos del grupo de manchas. El espectáculo duró cinco minutos escasos. Carrington llamó para que alguien más pudiera verlo, pero estaba solo, es lo que tienen los astrónomos encerrados en sus observatorios, que rara vez encuentran con quién compartir su emoción. Diecisiete horas más tarde, una segunda oleada de auroras boreales convirtió la noche en día en América, desde el norte hasta Panamá. Se podía leer el periódico a la luz rojiza y verdosa, los mineros de oro de las Montañas Rocosas se levantaron y desayunaron a la una de la madrugada creyendo que amanacía. Los sistemas telegráficos dejaron de funcionar en Europa y Norteamérica.
En aquellos días se sabía muy poco de las Auroras Boreales. Pensaban que eran producidas por materia meteórica procedente del espacio, de luz reflejada por los icebergs polares o de una especie de relámpagos que se producían a mucha altura. Ahora sabemos que las auroras tienen su origen en sucesos violentos del sol, que lanzan al espacio grandes nubes de plasma que perturban temporalmente el campo magnético de nuestro planeta.

La Gran Aurora de 1859 no tuvo mayores consecuencias porque nuestra civilización tecnológica se encontraba en pañales. Ahora sería otra cosa, teniendo en cuenta no sólo el desarrollo técnológico con el que vivimos, sino los miles de satélites artificiales que rodean nuestro planeta.
Testigos en el hielo han demostrado que una tormenta de tal magnitud ocurre apenas una vez cada 500 años. Bien, parece que la próxima no nos verá vivos. Pero tormentas de la mitad de esa intensidad golpean una vez cada 50 años. La última tuvo lugar el 13 de noviembre de 1960, causó perturbaciones geomagnéticas por todo el globo y apagones de radio. No es por ser alarmista, pero la siguiente nos toca dentro de nada. ¿Podemos estar tranquilos?. Se han evaluado los costes, económicos, claro, e igualarían los de los mayores huracanes y terremotos. Sin contar con que podríamos tardar años en volver a la normalidad actual, vía satélite. Está claro que deberíamos prestar un poquito más de atención al Sol y conocerlo mejor.
¿Qué es una tormenta solar?

El número de manchas solares, así como otros datos de la actividad magnética solar, sube y baja a lo largo de un ciclo de 11 años. El ciclo actual, llamado mínimo solar, comenzó el mes de enero de 2008; tras esta pausa, pasados 5 años (2013) la actividad solar será cada vez mayor. En los últimos 11 años han estallado en la superficie del Sol 21.000 fulguraciones y 13.000 nubes de gas ionizado (de plasma). Estos fenómenos, colectivamente llamados tormentas solares, surgen del estado de continua agitación de los gases del Sol. En cierto sentido, son cómo las tormentas terrestres pero a mayor escala, con la importante salvedad de que los gases solares están acompañados de campos magnéticos que les dan forma y proporcionan energía. Las fulguraciones son análogas a las tormentas de rayos, pero en forma de rayos X. Las eyeccionesde masa coronal, en cambio, son como los huracanes; se trata de gigantescas burbujas magnéticas con diámetros de millones de km. que arrojan nubes de miles de millones de toneladas de plasma al espacio a gran velocidad. La mayoría de estas tormentas encienden auroras boreales en los cielos árticos, comparado a una tormenta terrestre su equivalente sería un chaparrón. En ocasiones, sin embargo, el sol libera un vendaval.
¿Qué ocurriría en caso de una supertormenta?

1. Se avecina la tormenta. La condición previa a la supertormenta de 1859 consistió en la aparición en el sol de un gran grupo de manchas cerca del ecuador, casi en el pico del ciclo solar. Las manchas eran de tal magnitud que incluso podían apreciarse a simple vista (con una protección adecuada, claro). En el momento en que se produjo la eyección inicial de masa coronal (el huracán solar), el grupo de manchas estaba frente a la Tierra. Estábamos en el punto de mira solar, aunque tanta puntería por parte del Sol no es necesaria, aunque nos pille de soslayo hace daño. Cuando las burbujas de gas ionizado (la materia coronal) alcanza la órbita terrestre, se despliega en una extensión de 50 millones de km., miles de veces el tamaño de nuestro planeta. Cuando la Tierra es alcanzada por la estela de una de estas burbujas, se inducen corrientes eléctricas que viajan por las tuberías, los cables y los transformadores eléctricos.

2. La primera ráfaga. Por los datos de los magnetómetros de 1859, la supertormenta liberó dos eyecciones de masa coronal. La primera tardó el tiempo habitual en llegar a la tierra: de 40 a 60 horas, y parece que el campo magnético del plasma expulsado era helicoidal. En el primer contacto con la tierra, apuntaba al norte, reforzando el campo magnético propio de la Tierra por lo que los efectos se minimizaron. La eyección comprimió la magnetosfera terrestre (la región del espacio próxima a la Tierra donde el campo magnético de nuestro planeta domina al del Sol). Se registró en los magnetómetros, pero, por lo demás, hasta ahí pasó inadvertida.

3. Fulguración de rayos X. Las eyecciones de masa coronal suelen coincidir con una o más fulguraciones intensas. La supertormenta de 1859 no fue ninguna excepción. la fulguración que pudo ver Carrington el 1 de septiembre debió de tener temperaturas de casi 50 millones de grados Kelvin. Es muy probable que no solo emitiera luz visible, sino también rayos gamma y rayos X. La radiación alcanzó la tierra tras viajar unos ocho minutos y medio; llegó bastante antes que la segunda eyección coronal. de haber habido en aquella época radios de onda corta, hubieran quedado inutilizadas por la energía depositada en la ionosfera terrestre, la capa alta de gas ionizado que refleja las radioondas.

4. Segunda ráfaga. Antes de que el viento de plasma solar ambiental tuviera tiempo de rellenar la cavidad dejada atrás por la primera eyección coronal, el Sol disparó una segunda. con muy poco material interpuesto que se le resistiese, alcanzó la Tierra en 17 horas. Esta vez, el campo magnético del plasma apuntaba al sur en el momento del impacto. El caos geomagnético no se hizo esperar. Comprimió la magnetosfera terrestre hasta solo unos 7.000 km, comparados con 60.000 habituales. Quizá penetrase incluso en la alta estratosfera. Como el cinturón de radiación de Van Allen que rodea nuestro planeta desapareció temporalmente, se descargaron gigantescas cantidades de protones y electrones en la atmósfera. Estas partículas podrían haber sido la causa de las intensas auroras boreales rojas que se observaron.

5. Protones energéticos. La fulguración solar y la fuerte eyección coronal aceleraron los protones hasta energías de 30 milones de electrovolt y mayores. En el Artico, donde el campo magnético presenta la menor protección, eses partículas entraron hasta una altitud de unos 50 km., depositando energía extra en la ionosfera. La lluvia de protones redujo la capa de ozono estratosférico en un 5%, necesitando 4 años para recuperar lo perdido. Los protones más poderosos, con energías por encima de mil millones de electrovolt, reaccionaron con los núcleos de nitrógeno y oxígeno del aire, producioendo neutrones y generando anomalías en las cantidades de los nitratos. Una lluvia de neutrones alcanzó la superficie (a esto se le llama ahora “suceso a ras del suelo”), pero no existía por entonces ningún aparato para detectar el ataque. Por fortuna, no resultó perjudicial para la salud, al parecer.

6. Corrientes eléctricas masivas. Mientras las auroras boreales se extendían, las corrientes eléctricas de la ionosfera y de las propias auroras inducían en el suelo corrientes intensas que atravesaban los continentes. Estas corrientes entraron en los circuitos de los telégrafos, quemando varias estaciones.
¿Y si mañana hay una tormenta solar?

Mirad a vuestro alrededor y veréis la cantidad de cables, tuberías, lineas de alta tensión, cableado de antena, de telefonía, tuberías de agua, gas… es decir, los posibles conductores con los que vivimos. Pero en nuestro caso no va a ser una super, sino una tormenta normal la que nos caiga encima, de manera que las principales víctimas, serán los satélites artificiales.
Adiós a los satélites.

Cuando vuelva a suceder una tormenta geomagnética semejante, las víctimas más claras serán los satélites. Incluso en condiciones normales, las partículas de los rayos cósmicos erosionan los paneles solares y reducen su capacidad de generar energía en un 2% anual. Muchos se han perdido o estropeado por este motivo. En cuestiones de horas, una tormenta solar fuerte puede hacer perder el equivalente de uno a tres años de vida de un satélite, además de producir cientos de fallos en los sistemas, desde instrucciones erráticas hasta descargas electrostáticas destructivas. Sin contar con la interrupción en la retransmisión de datos. La vida media de un satélite a crecido desde los 5 años en 1980 hasta los 17 actuales. Los satélites de comunicaciones geosíncronos son muy robustos, en sus paneles solares, se ha sustituido el silicio por una aleación de galio y arsénico en estado de oxidación -3 para aumentar la producción de energía y reducir la masa. Además, los operadores de satélites reciben avisos del Centro de Predicción del Tiempo Espacial, por lo que tienen más margen de maniobralidad.
Pero es mucho más difícil protegerse de una supertormenta. Los rayos X expanden energía a la atmósfera, con lo que aumentan las fuerzas de arrastre sobre los satélites comerciales y militares, que orbitan a menos de 600 km. de altitud, corriendo el riesgo de abrasarse en la atmósfera. Los operadores de satélites deberían desconectar las secuencia de órdenes críticas con los que están programados. O bien perderían su órbita o bien se estrellarían contra la órbita terrestre.

Los cortes de electricidad a nivel de superficie no tardarían. Los grandes transformadores están conectados a tierra eléctricamente, por lo que son susceptibles de daños por las corrientes continuas geomagnéticas inducidas. Estas fluyen por los cables de tierra de los transformadores y pueden llevar los picos de temperatura en las bobinas hasta los 200 grados y más; a estas temperaturas, los refrigerantes se vaporizan y los dispositivos se funden.

Una supertormenta también incidiría en las señales de radio, incluidas las del Sistema de Posicionamiento Global (GPS). Las fulguraciones solares no sólo perturban la ionosferra, por la que se propagan las señales temporales, sino que aumentan el ruido en la frecuencia GPS. Se inducirían errores de más de 50 metros en las posiciones, inutilizaría los GPS en muchas aplicaciones militares y civiles, perjudicando sobre todo a los aviones que estuvieran en pleno vuelo. También se producirían fallos masivos en los ordenadores, borrando archivos, formateando discos duros.
Las últimas investigaciones científicas preveen una tormenta solar de considerables dimensiones para el año 2013, aunque paradójicamente, el aumento de la vulnerabilidad coincide con un desinterés público. ¿Volveremos a las románticas cenas con velas, a leer libros, a escribir a mano, a cocinar en fogatas y a buscar las direcciones en mapas de papel?.