在不久的将来,一场引发灾难的强大地磁风暴是不可避免的,可能会导致停电、卫星故障等等。与超级火山或小行星等对地球的其他威胁不同,灾难性地磁风暴(由太阳爆发对地球磁场造成破坏而引起)的时间相对较短。它可能在下一个十年或在下一个世纪发生。我们所知道的是,根据以前的事件,我们的星球几乎肯定会很快被击中,可能在100年内。

地磁暴是由太阳黑子、太阳耀斑和日冕物质抛射引起的,导致我们现代技术社会越来越容易受到灾难的影响。大多数专家认为发生在1859年9月的所谓超级风暴卡灵顿事件是有记录以来最强大的地磁风暴。但新的数据表明,1921年5月的一场风暴在强度上可能与卡灵顿事件相当,甚至超过了卡灵顿事件,在美国、加拿大和瑞典至少引发了三场大火,并突显了这些风暴对当今地球的破坏性影响。

在杂志上发表的一篇论文中空间天气美国地质调查局的杰弗里·洛夫(Jeffrey Love)和他的同事们比以往任何时候都更详细地重新研究了1921年那场被称为“纽约铁路风暴”的事件的强度。尽管存在不同的强度测量方法,但地磁暴通常根据一个名为扰动风暴时间(Dst) -一种通过在多个地点测量的地球磁场强度的平均值来测量全球磁场活动的方法。我们星球的基准夏时值水平约为-20纳特斯拉(nT),当水平低于-250纳特斯拉时,就被定义为“超级风暴”。对卡灵顿事件非常有限的磁数据的研究表明,其强度在-850到- 1050纳特斯拉之间。然而,根据勒夫的研究,1921年的风暴强度约为-907纳特斯拉。勒夫说:“1921年的风暴可能比1859年的风暴更强烈。”“在我们的论文发表之前,(1921年的风暴)被认为是强烈的,但有多强烈并不清楚。”

美国国家海洋和大气管理局空间天气预测中心(SWPC)的克里斯·鲍尔奇(Chris Balch)没有参与这篇论文,他指出,有几种方法可以测量地磁风暴的强度。他说,虽然Dst是过去事件的一个很好的测量方法,但它对现代风暴强度和能量的实时分析用处不大,而是依赖于一种叫做kp指数的东西。他说:“夏令时是基于世界各地的低纬度天文台。”“对于(kp指数),有13个天文台位于极光区和中纬度地区。”由于距离地球磁极较近,这些监测站能够更好地处理磁场强度的波动。

对地磁风暴进行历史测量并不容易。虽然今天我们在世界各地有一系列仪器来监测这样的事件,但我们在1957年(Dst正式记录开始时)之前的知识依赖于分散在全球各地的不同磁力计所采集的不同数据。在洛夫的论文之前,数据只来自一个天文台曾用于估算1921年那场风暴的强度。但他从澳大利亚、西班牙和巴西的其他地方找到了更多的手写记录。把这四个地点的读数平均起来,勒夫和他的合著者比以往任何时候都更准确地重建了1921年风暴的强度——例如,比目前仅依靠印度的单一磁力计测量的卡灵顿事件的强度估计准确得多。科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado Boulder)的德洛丽丝·克尼普(Delores Knipp)说:“我真的很兴奋,终于看到了1921年事件的定量测量。空间天气.“我认为这实际上会让很多人感到惊讶。”

卡灵顿事件以其对地球的影响而闻名,它使地磁感应电流穿过地球刚刚形成的电网,在全球范围内引发火灾。一项新的分析发表在空间天气然而,在勒夫的论文发表前一个月,研究表明1921年纽约铁路风暴的影响同样严重,甚至更严重。尽管后者得名于5月15日纽约塔台火灾导致的列车中断,但英国卢瑟福·阿普尔顿实验室的研究作者迈克·哈普古德发现,这些事件与风暴之间的联系很弱。但哈普古德通过查阅之前被忽视的书面记录,注意到同一天发生了三场大火。其中一起火灾是由纽约布鲁斯特(Brewster)一个火车站的电报线中的强电流引发的,将整个火车站夷为平地。第二起火灾发生在瑞典卡尔斯塔德,烧毁了一个电话交换机。第三起火灾发生在安大略省。

1921年的大爆炸分为两个阶段,先是爆发了破坏,然后逐渐增强成为一场成熟的超级风暴。例如,在卡尔斯塔德,电话交换机的夜班操作员最初报告说他们的设备出现故障,并开始冒烟。烟雾散去后,在黎明前的几个小时,交易所的电缆突然起火,最终点燃了整个建筑。日出时,内部已化为灰烬。

哈普古德的研究显示了1921年的风暴到底有多大的影响——不仅仅是在美国和瑞典。来自离赤道不远的萨摩亚群岛的记录显示,即使在这个低纬度地区,观测者也能看到极光。“这是一个惊人的观察,”哈普古德说。巴黎附近和亚利桑那州也有极光记录,而英国、新西兰、丹麦、日本、巴西和加拿大的电报系统和电话线路中断。“(这场风暴)有一段时间的早期活动造成了一些问题,”哈普古德说,“然后第二天晚上,一切都乱成一团了,”一开始是来自太阳的一个更温和的事件,强度越来越大,变得更具破坏性。

今天,我们已经有了哨站航天器,比如美国宇航局的高级成分探测器,来监测太空天气,并在大风暴朝我们的方向袭来时向地球发出警告。该系统可以在风暴到来时关闭电网或卫星,以减轻其影响。但如果再来一场巨大的风暴——一场巨大的风暴2012年几乎是这样-无论预警如何,结果都可能很严重。洛夫说:“如果1921年的风暴发生在今天,将会对多个技术系统产生广泛的干扰,而且影响相当大”,其影响包括停电、电信故障,甚至一些卫星的损失。“我不会说这将是世界末日,但我可以很有信心地说,将会出现广泛的混乱。”

虽然另一个大事件无疑会造成问题,但SWPC等组织密切监测空间天气,为地球做好最坏的准备。克尼普认为,政策制定者现在已经开始对这个问题给予“适当程度的关注”,但他指出,可以做的准备工作只有这么多。尽管卡灵顿事件一直是预测未来可能发生什么的典型风暴,但现在纽约铁路风暴及其影响也应该受到同样的尊重。“我认为1921年的风暴可能同样值得讨论,”勒夫说。“看看这两场风暴,它们无疑是有史以来最大的风暴。”