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3,000 年三現強勁太陽風暴 再出現或致全球長期停電 學者:要作最壞打算

2019/3/12 — 13:18

資料圖片:2014年9月的太陽風暴,圖片來源:nasa

資料圖片:2014年9月的太陽風暴,圖片來源:nasa

無電世界會是如何?最新刊於《美國國家科學院院刊 (PNAS) 》研究發現, 2,600 年前地球曾受一次強勁的太陽質子風暴 (proton storm) 影響,其強度更比現代記錄的任何太陽風暴強約 10 倍。研究團隊又發現,類似風暴會定期影響地球,如未來再出現相似規模的質子風暴,將會嚴重破壞各地電網,全球將會長期無電可用。

太陽質子風暴是指太陽輻射的質子,因接近太陽閃焰或在星際空間受到和激波關聯的日冕物質拋射,被加速成非常高的能量,這些高能質子可穿透地球磁場,導致磁暴 (geomagnetic storm) ,造成類似極光效果,不同的是極光由電子而非質子造成;高能質子除了破壞地表電力供應以及電子設備,也會對太空人和太空船造成重大輻射傷害。

磁暴會干擾無線電和雷達的電離層擾動,導航所用的羅盤、 GPS 會顯示異常,同時磁暴發生時會增強電離層的游離化,引發短波通訊特性失常,情況嚴重時可能使短波通訊完全中斷。除此之外,磁暴也會產生雜訊掩蓋通訊時的正常訊號,甚至使通訊中斷,也可能使高壓電線產生瞬間超高壓,造成電力中斷。

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例如在 1989 年,質子風暴曾在幾秒鐘之內就令整個加拿大魁北克省陷於黑暗之中,遠至美國新澤西州的變壓器也受破壞,令美國電網由大西洋中部到太平洋西北地區都中斷供電。

而在不足一個世紀前,學界才開始研究質子風暴,因此暫時仍未完全清楚估計極端質子風暴頻率或其實際強度有多大。

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帶領研究的瑞典隆德大學環境物理學家 Raimund Muscheler 指,現代人類有很多基礎設施都可能受到質子風暴嚴重破壞,航班與太空船的乘客亦更易受高能輻射影響。

據 2013 年一份研究顯示,被稱為卡靈頓事件 (Carrington Event) 的 1859 年太陽風暴,釋放出比 1989 年事件多 10 倍能量,是現今有記錄以來最強勁磁暴。該研究曾指,如果現代再出現同強勁磁暴,全球停電情況可能持續數周、數月甚至是以年計。

先前的研究已發現極端質子風暴,可在大氣中產生鈹-10 、氯-36和碳-14 的放射性原子;而在樹木年輪和冰芯中能找到這些證據,為學者提供研究古代太陽活動的方法。最新的研究,則在格陵蘭島兩個冰芯樣本中發現,約在公元前 660 年鈹-10 和氯-36 水平曾突然飆升,數字亦與此前發現的同期樹木年輪碳-14 大幅增加吻合,顯示地球曾出現一次比卡靈頓事件嚴重得多的磁暴。

此前有研究以類似方法找到兩次古代質子風暴,分別發生在公元 774-775 年以及 993-994 年,前者更是人類已知最大型的太陽風暴,而新發現的公元前 660 年太陽風暴可能與公元 774 年一次一樣,都比現代記錄的任何太陽風暴強約 10 倍,至於公元 993 年一次則比這兩次事件小型 2-3 倍。

Muscheler 指,由於數據估算不足,目前尚未清楚這些古代質子風暴如何與卡靈頓事件相比,但相信一旦再次出現,應要以超越卡靈頓事件最壞情況作打算。另外,他又提醒,過去 3,000 年已曾出現三次強勁太陽風暴,這種太陽活動將會不斷重覆影響地球。未來,學界也需要更有系統地從環境中搜集更多證據,更了解太陽活動的影響,以更好準備規模相若的災難。

來源:
Live Science, Ice Samples Reveal a Massive Sun Storm Hit Earth in Ancient Times...And It Could Happen Again, 11 March 2019

報告:
O’Hare, P., Mekhaldi, F., Adolphi, F., Raisbeck, G. & et al. (2019). Multiradionuclide evidence for an extreme solar proton event around 2,610 B.P. (∼660 BC). PNAS Mar 2019, 201815725. DOI:10.1073/pnas.1815725116

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho、TC Chow

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