太陽嵐は私たちの歴史に影響を与えてきた – 太陽嵐が私たちの未来をどのように脅かす可能性があるかを環境史家が説明する

2024 年 5 月、太陽の一部が爆発しました。

太陽は、プラズマと呼ばれる過熱ガスの巨大な球です。プラズマは導電性であるため、磁場が太陽表面からループ状に発生します。サーフェスのさまざまな部分が異なる速度で回転するため、フィールドはもつれます。最終的には、輪ゴムをきつく引っ張りすぎたように、切れてしまう可能性があります。そして、それが昨年起こったのです。

太陽フレアとしても知られるこれらの巨大なプラズマ爆発は、それぞれ水素爆弾 100 万発分のエネルギーを放出します。太陽の磁場の一部も、数十億トンのプラズマを含んだ磁気バブルとして解放されました。

コロナ質量放出（CME）と呼ばれるこれらの気泡は、民間ジェット旅客機の約 6,000 倍の速度で宇宙空間を衝突しました。数日後、彼らは地球を包む磁場に次々と衝突した。各 CME 内のプラズマが私たちに向かって押し寄せ、鮮やかなオーロラと強力な電流が発生し、地殻に波紋が広がりました。

気づいていないかもしれません。冷蔵庫の磁石の反対極がパチッとくっつくためには一直線に並ぶ必要があるのと同じように、CME 内のプラズマが地球に到達するには、地球の磁場の極と到来する CME がちょうどぴったりと並ぶ必要があります。今回はそうしなかったため、プラズマの大部分は深宇宙へと飛び去ってしまいました。

人間はいつもそれほど幸運だったわけではありません。私は環境史家であり、新しい本『宇宙の海の波紋: 太陽系における私たちの場所の環境史』の著者です。

この本を執筆中に、電信から衛星に至る一連の技術的進歩により、現代社会が太陽嵐、つまりフレアやCMEの影響に対してますます脆弱になっていることを知りました。

19 世紀以来、これらの嵐は地球上の生命を繰り返し混乱させてきました。今日、それらが私たちが知っている文明の存続そのものを脅かしているというヒントがあります。

電報：最初の警告

1859 年 9 月 1 日の朝、2 人の若い天文学者、リチャード・キャリントンとリチャード・ホジソンが人類で初めて太陽フレアを観測しました。彼らが驚いたことに、それは非常に強力で、2分間、太陽の残りの部分をはるかに上回りました。

約18時間後、鮮やかな血のように赤いオーロラが赤道付近まで夜空にちらつき、その一方で新しく建設された電信線がヨーロッパとアメリカ大陸でショートした。

後にキャリントン現象と呼ばれるようになったこの出来事は、太陽の環境が激しく変化する可能性があることを明らかにした。また、電信などの新興技術が、現代生活と太陽の最も爆発的な変化による異常な暴力を結び付け始めていることも示唆した。

1 世紀以上にわたって、こうした接続は、時折電信が停止するなど、不便にすぎませんでした。これは、キャリントン現象に匹敵する太陽嵐がなかったことも一因です。しかし、その理由のもう一つの部分は、世界の経済と軍事が、太陽の変化に対して非常に脆弱であることが判明したテクノロジーへの依存を徐々に増やしていたことだった。

ハルマゲドンのブラシ

そして1967年5月が来た。

ソ連とアメリカの軍艦が日本海で衝突し、アメリカ軍が北ベトナムに進入し、中東は六日間戦争の瀬戸際に陥った。

米国とソ連を全面戦争から遠ざけたのは、新しいテクノロジーの恐ろしい組み合わせにすぎませんでした。核ミサイルは数分以内に国を破壊できるようになったが、レーダーは報復に間に合うように接近を探知できるようになる。どちらかの超大国に対する直接攻撃は自殺行為だ。

5月23日突然、一連の激しい太陽フレアが強力な電波で地球を襲い、アラスカ、グリーンランド、イギリスにあるアメリカのレーダー基地を壊滅させた。

予報官らは北米防空軍団（NORAD）の将校に対し、太陽嵐が予想されると警告していた。しかし、レーダー停電の規模の大きさから、空軍士官らはソ連側の責任であると確信した。それはまさにソ連が核攻撃を開始する前に行うような行為だった。

核兵器を積んだアメリカの爆撃機が報復の準備を整えた。太陽嵐により無線通信が非常に混乱したため、離陸後に電話をかけ直すことは不可能だったのかもしれません。間一髪、予報官らは太陽の観測結果を利用して、太陽嵐がレーダーを妨害したのだとNORAD職員に説得した。彼らが成功したからこそ、私たちは今日生きているのかもしれない。

停電、変圧器、崩壊

核戦争の危機に瀕した太陽嵐は、人類の生存に対する潜在的な脅威を意味する、存亡の危機の源となった。しかし、そのリスクの大きさが注目されるようになったのは、立て続けにコロナ質量放出が起こる前に11回の強力なフレアが発生した1989年3月になってからである。

20 年以上にわたり、北米の電力会社は発電所から消費者に電力を中継する広大な送電システムを構築してきました。 1989 年に、このシステムはコロナ質量放出が地球の地殻を通過する流れに対して脆弱であることが判明しました。

ケベック州では、都市の下にある結晶質の岩盤は電気を通しにくい。海流は岩石を通って流れるのではなく、世界最大の水力送電システムに流れ込みました。崩壊し、数百万人が氷点下で停電した。

修理の結果、何か不穏なことが判明しました。電流により複数の変圧器が損傷していました。変圧器は、回路間で電気を伝達する巨大な特注装置です。

変圧器の交換には何か月もかかる場合があります。 1989 年の嵐がキャリントン事件と同じくらい強力だったら、何百もの変圧器が破壊されていたかもしれません。北米全土で電力を復旧するには何年もかかったかもしれません。

太陽嵐: 存亡の危機

しかし、キャリントン現象は本当に太陽が引き起こす最悪の嵐だったのでしょうか?

科学者たちは、2012年に日本の科学者チームが西暦8世紀の樹木の年輪の中で高エネルギー粒子の異常な爆発の証拠を発見するまで、それがそうだと考えていた。それらの主な説明は、キャリントン現象を小さくするほどの巨大な太陽嵐です。科学者たちは現在、これらの「三宅イベント」は数世紀に一度起こると推定しています。

天文学者らはまた、太陽に似た星が、これまでに観測された最も強力な太陽フレアよりも最大 10,000 倍強力なスーパー フレアで爆発する可能性があることを、1 世紀ごとに発見しました。太陽はこれらの恒星のうちの多くよりも古く、自転が遅いため、スーパーフレアの発生ははるかにまれで、おそらく 3,000 年に 1 回程度発生する可能性があります。

それにもかかわらず、その影響は憂慮すべきものである。かつて強力な太陽嵐は、鮮やかなオーロラを生み出すことによってのみ人類に影響を与えました。今日の文明は、下水道から衛星群に至るまで、商品、情報、人々が世界中を移動できるようにする電気ネットワークに依存しています。

これらのシステムが何か月、場合によっては数年にわたって大陸規模で突然崩壊したらどうなるでしょうか?何百万人も死ぬでしょうか？そして、たった一度の太陽嵐がそれを引き起こす可能性があるでしょうか？

研究者たちはこれらの疑問に答えるべく取り組んでいます。今のところ、確かなことが 1 つあります。これらのネットワークを保護するには、科学者が太陽をリアルタイムで監視する必要があるということです。そうすることで、CME が接近したときに事業者は送電網を流れる電力を削減したり、経路を変更したりすることができます。ちょっとした準備で崩壊を防ぐことができるかもしれません。

幸いなことに、今日地球上の衛星と望遠鏡により、太陽は常に観察されています。しかし米国では、NASAの科学予算を削減しようとする最近の取り組みにより、老朽化した太陽観測衛星を置き換える計画に疑問が投げかけられている。世界最高の太陽観測所であるダニエル・K・イノウエ太陽望遠鏡でさえ、間もなく閉鎖されるかもしれない。

こうした削減の可能性は、手遅れになるまで存続リスクを軽視する私たちの傾向を思い出させます。

この記事は、複雑な世界を理解するのに役立つ事実と信頼できる分析を提供する非営利の独立系報道機関である The Conversation から再公開されたものです。作者: ダゴマー・デグルート ジョージタウン大学

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ダゴマー・デグルートはNASAから資金提供を受けています。