Το φαινόμενο του “μαύρου κύκνου” μιας ηλιακής καταιγίδας που κατευθύνεται στη γη θα μπορούσε να προκαλέσει μια “Αποκάλυψη στο Διαδίκτυο” σε ολόκληρο τον κόσμο που θα μπορούσε να διαρκέσει αρκετούς μήνες, προειδοποιεί νέα έρευνα.
Η επίκουρη καθηγήτρια του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια Ίρβιν Σανγκίθα Άμπντου Τζιόθι παρουσίασε τη νέα έρευνα, με τίτλο «Ηλιακές καταιγίδες: Σχεδιασμός για Διαδικτυακή Αποκάλυψη», τον περασμένο μήνα κατά τη διάρκεια του ετήσιου συνεδρίου της Ένωσης Υπολογιστικών Μηχανημάτων για την Ομάδα Ειδικών Ενδιαφεροντών για την Επικοινωνία Δεδομένων (SIGCOMM).
«Ένας από τους μεγαλύτερους κινδύνους που αντιμετωπίζει το Διαδίκτυο με τη δυνατότητα παγκόσμιου αντίκτυπου είναι μια ισχυρή ηλιακή καταιγίδα», έγραψε η Τζιόθι στη νέα ερευνητική εργασία.
«Αν και οι άνθρωποι προστατεύονται από αυτές τις καταιγίδες από το μαγνητικό πεδίο και την ατμόσφαιρα της γης, αυτές μπορούν να προκαλέσουν σημαντικές ζημιές στις ανθρωπογενείς υποδομές. Η επιστημονική κοινότητα έχει γενικά επίγνωση αυτής της απειλής με τις προσπάθειες μοντελοποίησης και τα προληπτικά μέτρα που λαμβάνονται, ιδίως στο πλαίσιο των δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας. Ωστόσο, η κοινότητα δικτύωσης έχει σε μεγάλο βαθμό παραβλέψει αυτόν τον κίνδυνο κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού της τοπολογίας δικτύου και των γεωκατανεμημένων συστημάτων όπως το DNS και τα κέντρα δεδομένων», συνέχισε.
Μια ηλιακή καταιγίδα, επίσης γνωστή ως στεφανιαία μαζική εκτίναξη (CME), συμβαίνει όταν μια μεγάλη μάζα πλάσματος και εξαιρετικά μαγνητισμένα σωματίδια εκτοξεύονται βίαια από τον ήλιο. Τα μεγάλα CME μπορούν να περιέχουν έως και ένα δισεκατομμύριο τόνους ύλης και μπορούν να επιταχυνθούν σε μεγάλα κλάσματα της ταχύτητας του φωτός.
Όταν η γη βρίσκεται στην άμεση πορεία ενός CME, αυτά τα μαγνητισμένα και φορτισμένα ηλιακά σωματίδια αλληλεπιδρούν με το μαγνητικό πεδίο της γης, παράγοντας γεωμαγνητικά επαγόμενα ρεύματα (GIC) που μπορούν δυνητικά να διαταράξουν δορυφόρους επικοινωνίας και καλώδια μεγάλων αποστάσεων που παρέχουν στον κόσμο το Διαδίκτυο.
Σύμφωνα με την έρευνα της Τζιόθι, τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας, οι αγωγοί πετρελαίου και φυσικού αερίου και τα καλώδια δικτύωσης είναι τα πιο ευάλωτα στις επιπτώσεις της GIC, ενώ τα υποβρύχια καλώδια, τα οποία εκτείνονται σε εκατοντάδες ή χιλιάδες χιλιόμετρα, είναι ακόμη πιο ευάλωτα από τα χερσαία καλώδια, λόγω του μεγαλύτερου μήκους τους.
Λόγω της έλλειψης πραγματικών δεδομένων για τις επιπτώσεις των GIC σε αυτά τα υποβρύχια καλώδια, οι επιστήμονες εξακολουθούν να μην γνωρίζουν πόσο καιρό θα χρειαζόταν για την επισκευή τους εάν συνέβαινε ένα τέτοιο γεγονός και – όπως και οι φυσικές καταστροφές π.χ. σεισμοί – τα CME είναι εξαιρετικά δύσκολο για τους επιστήμονες να προβλέψουν.
Η έρευνα σημείωσε ότι «η διανομή των υποδομών διαδικτύου είναι στρεβλή σε σύγκριση με τη διανομή των χρηστών του Διαδικτύου», και τα κλίματα υψηλού γεωγραφικού πλάτους διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο σε περίπτωση ηλιακής καταιγίδας.
Απόδοση καλλιτέχνη μιας ηλιακής καταιγίδας που χτυπά τον Άρη και απομακρύνει τα ιόντα από την ανώτερη ατμόσφαιρα του πλανήτη. (NASA)
Καλώδια σε διακομιστές σε κέντρο δεδομένων στο Διαδίκτυο στη Φρανκφούρτη, Δυτική Γερμανία, στις 25 Ιουλίου 2018. (YANN SCHREIBER/AFP/Getty Images)
«Οι ΗΠΑ είναι μία από τις πιο ευάλωτες τοποθεσίες με υψηλό κίνδυνο αποσύνδεσης από την Ευρώπη κατά τη διάρκεια ακραίων ηλιακών φαινομένων. Οι ενδοηπειρωτικές συνδέσεις στην Ευρώπη διατρέχουν μικρότερο κίνδυνο λόγω της παρουσίας μεγάλου αριθμού μικρότερων χερσαίων και υποβρυχίων καλωδίων που διασυνδέουν την ήπειρο», σημειώνει η έκθεση.
Εν τω μεταξύ, εάν συνέβαινε μια σοβαρή ηλιακή καταιγίδα, η Σιγκαπούρη θα διατηρούσε καλή συνδεσιμότητα με τις γειτονικές χώρες, ενώ οι πόλεις στην Κίνα θα ήταν πιο πιθανό να χάσουν τη συνδεσιμότητα από την Ινδία επειδή η Κίνα συνδέεται με πολύ μακρύτερα καλώδια.
Η Αυστραλία, η Νέα Ζηλανδία και άλλες νησιωτικές χώρες της περιοχής διατρέχουν υψηλό κίνδυνο να χάσουν τις περισσότερες από τις συνδέσεις μεγάλων αποστάσεων.
Η έρευνα προειδοποιεί ότι μια κατάρρευση του Διαδικτύου – ακόμη και μιας που διαρκεί λίγα λεπτά – θα μπορούσε να προκαλέσει καταστροφικές απώλειες στους παρόχους υπηρεσιών και να βλάψει τα κυβερνο-φυσικά συστήματα. Ο οικονομικός αντίκτυπος μιας διακοπής του Διαδικτύου για μια ημέρα στις Ηνωμένες Πολιτείες εκτιμάται ότι είναι πάνω από 7 δισεκατομμύρια δολάρια.
Ενώ η πιθανότητα μια ηλιακή καταιγίδα να χτυπήσει τη Γη είναι σπάνια –με τους αστροφυσικούς να παρατηρούν ότι η πιθανότητα ακραίων διαστημικών καιρικών φαινομένων που επηρεάζουν άμεσα τη Γη είναι μεταξύ 1,6 και 12 τοις εκατό ανά δεκαετία–είναι υπαρκτή παρόλα αυτά.
Το 1921, μια ηλιακή καταιγίδα, που προκλήθηκε από μια σειρά στεφανιαίων μαζικών εκτινάξεων, προκάλεσε εκτεταμένες διακοπές ρεύματος και προκάλεσε ζημιές σε τηλεφωνικά και τηλεγραφικά συστήματα που σχετίζονται με σιδηροδρομικά συστήματα στη Νέα Υόρκη και σε ολόκληρη την πολιτεία.
Χρόνια αργότερα, το 1989, μια ηλιακή καταιγίδα προκάλεσε ένα μπλακάουτ ηλεκτρικής ενέργειας σε ολόκληρη την επαρχία του Κεμπέκ του Καναδά.
«Αν και έχουμε διαστημικά σκάφη “φρούρησης” που μπορούν να εκδώσουν έγκαιρες προειδοποιήσεις για CMEs παρέχοντας τουλάχιστον 13 ώρες χρόνου προετοιμασίας, οι άμυνές μας κατά της GIC είναι περιορισμένες. Ως εκ τούτου, πρέπει να προετοιμάσουμε την υποδομή για μια ενδεχόμενη καταστροφή για να διευκολύνουμε την αποτελεσματική διαχείριση καταστροφών», δήλωσε η Τζιόθι.
Η έρευνα επεσήμανε την «αυξανόμενη ικανότητα σε χαμηλότερα γεωγραφικά πλάτη για βελτιωμένη ανθεκτικότητα κατά τη διάρκεια ηλιακών καταιγίδων» και ότι έχει «μηχανισμούς για την ηλεκτρική απομόνωση καλωδίων που συνδέονται με υψηλότερα γεωγραφικά πλάτη από τα υπόλοιπα» σε υποβρύχια σημεία απόθεσης καλωδίων για την πρόληψη ζημιών μεγάλης κλίμακας.
Η εργασία δεν έχει εμφανιστεί ακόμη σε κάποιο περιοδικό που έχει αξιολογηθεί από ομοτίμους.