未来太阳风暴可能造成毁灭性破坏

一项新模型表明,150 年后发生的此类重大事件可能相当于当前美国 GDP

类似于 2012 年 8 月的太阳耀斑可能会对地球上的电磁系统造成严重破坏。

图片由 NASA、太阳动力学天文台以及 AIA、EVE 和 HMI 科学团队提供

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人类已经开始共同应对气候变化等全球威胁的危险。但是,很少有机构在为灾难性的太阳风暴做计划——来自太阳的大规模物质和能量喷发会扰乱地球的磁场。在最近的一篇预印本论文中,两位哈佛大学的科学家估计,此类事件可能造成的潜在经济损失在未来将会增加,并且在 150 年后可能相当于当前美国 GDP——约 20 万亿美元。

这种风暴是有先例的。1859 年所谓的卡林顿事件始于一次明亮的太阳耀斑和一次磁化高能粒子的喷射,产生了地球上有记录以来最强烈的磁暴。它在大气层中造成了绚丽的极光,甚至给电报员带来了电击。但是,今天卡林顿规模的风暴会造成更大的危害,因为社会现在非常依赖电网、通信卫星和 GPS。

为了量化这种威胁,哈佛-史密森天体物理学中心的两位天体物理学家亚伯拉罕·勒布和马纳斯维·林甘开发了一个数学模型,该模型假设社会对太阳爆发的脆弱性将随着技术进步而增长。根据这个模型(在提交给 arXiv.org 的论文中描述),在未来 50 年内,潜在的经济损失将主要取决于随着时间推移强太阳风暴发生的几率上升。超过 50 年后,我们的脆弱性将随着技术进步呈指数级增长,直到后者趋于平稳。


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一些科学家质疑该模型的预测。“估计经济影响现在就具有挑战性,更不用说在一个多世纪以后了,”剑桥大学风险研究中心的副研究员爱德华·奥顿说。但他警告说,不确定性不应阻止我们进行实际准备,例如使电网更具弹性并改进预警系统。

勒布和林甘设想了一个更为大胆的策略:一个价值 1000 亿美元的磁偏转罩,位于地球和太阳之间。然而,科罗拉多大学博尔德分校大气与空间物理实验室主任丹尼尔·贝克说,鉴于太阳粒子从四面八方到达地球,这个想法似乎“相当荒谬”。

咨询公司 Abt Associates 的高级分析师斯泰西·沃曼说,更好地理解“空间天气”——地球外太空环境的变化条件,包括太阳辐射和粒子——可能有助于找到应对危险太阳风暴的最佳策略。“这是一个具有挑战性但很重要的问题,”沃曼说,“我们需要更多关注。”

Jeremy Hsu 是一位常驻纽约市的作家,曾为《大众科学》、《IEEE Spectrum》、《Undark Magazine》和《Wired》等出版物撰稿。

更多作者:Jeremy Hsu
大众科学 Magazine Vol 317 Issue 6本文最初以“太阳风暴末日?”为标题发表于《大众科学》杂志第 317 卷第 6 期(),第 22 页
doi:10.1038/scientificamerican122017-6VvfPDXYPtlbrMQ0hOMoba
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