Explosões solares violentas podem causar danos sérios à estrutura tecnológica que usamos todos os dias
Por Chris Scott*, Professor da Universidade de Reading, no Reino Unido
Cientistas vêm alertando que uma violenta tempestade solar poderia interromper as comunicações na Terra e causar enormes danos econômicos. Por que as tempestades solares são uma ameaça tão grande?
Em 1972, dezenas de minas marítimas perto da costa do Vietnã explodiram misteriosamente - e foi recentemente confirmado que as explosões foram causadas por tempestades solares, que podem desestabilizar significativamente o campo magnético da Terra.
Hoje em dia, os efeitos de um evento como esse poderão ser muito mais sérios, prejudicando a tecnologia que usamos para tudo, desde satélites até redes de eletricidade. O custo para a economia de um evento inesperado como esse, somente no Reino Unido, foi estimado em 16 bilhões de libras (R$ 122,5 bilhões).
Existem boas razões para nossa vulnerabilidade a eventos que acontecem a milhões de quilômetros da Terra.
O que causa um evento solar extremo?
O Sol é uma estrela - uma massa de hidrogênio em ebulição, carregado de eletricidade. À medida que esse fluido se move, ele acumula energia no seu complexo campo magnético.
Essa energia magnética é liberada por intensos raios de luz conhecidos como erupções solares e por vastas emissões de material e campos magnéticos conhecidos como ejeções de massa coronal ou tempestades solares.
Embora as erupções possam prejudicar as comunicações por rádio na Terra, as tempestades solares são as que apresentam maiores ameaças. Cada tempestade contém energia equivalente a 100 mil vezes todo o arsenal nuclear do mundo, mas essa energia é espalhada ao longo de um enorme volume no espaço.
'A aurora boreal é um dos efeitos das tempestades solares sobre o campo magnético da Terra'
O Sol gira como um imenso conjunto de fogos de artifício giratórios, lançando emissões em todas as direções no espaço. Se uma dessas erupções for lançada em direção ao nosso planeta e seu campo magnético estiver em alinhamento oposto ao da Terra, os dois campos podem se unir. À medida que a tempestade solar varre o espaço, parte do campo magnético da Terra é distorcida em uma longa cauda.
E, no momento em que esse campo magnético distorcido se alinha novamente, ele acelera partículas eletrificadas em direção à Terra. Aqui, elas atingem a atmosfera superior e a aquecem, brilhando de forma espetacular e formando o que é conhecido como a aurora austral e boreal.
Mas essa distorção do campo magnético da Terra tem outros efeitos mais significativos. Acredita-se que ela tenha acionado as minas marítimas na costa do Vietnã em 1972. As minas haviam sido projetadas para detectar pequenas variações do campo magnético causadas pela aproximação de navios com cascos metálicos. Mas seus engenheiros não imaginaram que a atividade solar poderia ter o mesmo efeito.
Quando ocorrerá o próximo evento solar extremo?
Os cientistas estão em busca de indicações sobre o que ocasiona essas vastas erupções e, depois que elas tenham sido lançadas pelo Sol, como rastreá-las através do espaço interplanetário.
Nossos registros do campo magnético da Terra remontam a meados do século 19. Eles sugerem a probabilidade de ocorrência de um evento extremo do clima espacial a cada 100 anos, mas eventos menores ocorrem com mais frequência.
Em 1859, o Evento Carrington - a maior tempestade solar já registrada - causou fagulhas em sistemas telegráficos e a aurora boreal foi observada até nas Bahamas.
Na próxima vez em que ela acontecer, seus efeitos provavelmente serão muito mais sérios.
'Observadores acompanham o lançamento de um satélite. Os satélites são propensos a sofrer sérios danos em caso de eventos solares extremos'
A cada ciclo de atividade solar, nossa comunidade global torna-se mais dependente da tecnologia. Atualmente, os satélites espaciais são fundamentais para a comunicação e a navegação global, enquanto aeronaves conectam os continentes e extensas redes elétricas cruzam o planeta. Todos eles poderão ser seriamente afetados em consequência de eventos solares extremos.
Os sistemas eletrônicos dos aviões e espaçonaves poderão ser danificados, pois partículas de energia aceleradas na nossa atmosfera podem destruir seus circuitos eletrônicos miniaturizados. Já as redes de energia em terra podem ser sobrecarregadas pelo excesso de corrente elétrica.
Como podemos nos planejar
Vários satélites e redes elétricas falharam durante os últimos eventos espaciais, deixando claro que o Sol precisa ser cuidadosamente monitorado, para ajudar a prever quando uma tempestade solar irá afetar a Terra.
Especialistas em previsões estão trabalhando nisso em todo o mundo, desde os Escritórios Meteorológicos do Reino Unido e da Austrália até o Centro de Previsão do Clima Espacial Noaa, nos Estados Unidos. Se tudo correr bem, eles podem detectar quando uma tempestade estiver se dirigindo à Terra e prever seu horário de chegada com seis horas de antecedência.
Essa previsão ainda oferece relativamente pouco tempo de preparação, mas poderá reduzir os custos para a economia do Reino Unido, por exemplo, de 16 bilhões para 3 bilhões de libras (de R$ 122,5 bilhões para R$ 23 bilhões).
O clima espacial agora está incluído no registro de riscos do governo do Reino Unido, ao lado de outros riscos mais conhecidos, como pandemias de gripe e inundações graves. O clima espacial é considerado um risco equivalente a uma severa onda de calor ou ao surgimento de uma nova doença infecciosa.
As agências governamentais estão agora se comunicando com as companhias de energia, operadoras de espaçonaves e companhias aéreas para garantir que elas tenham planos estabelecidos para limitar o impacto de eventos extremos do clima espacial. É fundamental, por exemplo, garantir que haja energia suficiente para refrigerar estoques de alimentos e remédios, bem como garantir que a água e o combustível possam ser bombeados conforme o necessário.
Se a comunicação com alguns satélites for perdida, tecnologias conhecidas como satélites de navegação e televisão por satélite poderão parar de funcionar. Os engenheiros das espaçonaves estudam eventos extremos para poder fornecer resistência aos veículos espaciais, protegendo circuitos eletrônicos vulneráveis e instalando sistemas de backup.
'Com as previsões de eventos solares extremos, as companhias aéreas podem alterar a rota de voos que passam pelas regiões polares'
Previsões precisas do clima espacial permitirão que os operadores protejam melhor seus equipamentos, garantindo sua segurança depois que a tempestade passar.
Muitos aviões voam sobre o polo norte em suas viagens entre a Europa e a América do Norte. Durante eventos espaciais, os operadores das aeronaves desviam seus aviões para longe dos céus polares, por onde a maior parte das partículas de energia entra na atmosfera da Terra. Esse desvio permite limitar a exposição a doses elevadas de radiação e garantir comunicação via rádio confiável.
Nós aprendemos muito sobre o clima espacial desde os eventos de 1972, mas, à medida que as tecnologias modernas evoluem, precisamos garantir que elas possam suportar até as piores condições que o Sol pode nos oferecer.
* Chris Scott é professor de física atmosférica e espacial da Universidade de Reading, no Reino Unido.
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