The article 'Stilte na de storm' (Dutch) is from the magazine Quest.nl
The text is based on an interview of an STCE scientist.
Het is 1 september 1859. Op een strakblauwe ochtend richt de Engelse astronoom Richard Carrington zijn telescoop op de zon. Plots ziet hij een felle lichtflits op het oppervlak van onze ster. Het verrast hem, maar na vijf minuten is de zon weer normaal en lijkt er niets aan de hand. Tot zeventien uur later.
2 september 1859. Kleurige lichtslierten dansen wereldwijd door de hemel. Poollicht is er niet alleen aan de noord- en zuidpool, maar ook bij Rome en Hawaii. Sommige mijnwerkers in de Verenigde Staten zien de roodverlichte hemel aan voor daglicht en beginnen midden in de nacht aan het ontbijt. Ze kunnen zelfs de krant lezen bij het nachtelijke licht. En telegrafen doen ook raar. De communicatiemiddelen geven berichten niet meer door, vliegen in brand of werken ineens zonder stroom. Wat er aan de hand was? Twee dagen lang werd de aarde getroffen door een enorme geomagnetische storm, later het Carrington Event genoemd, die apparatuur verstoorde. Voor de mensen destijds was het vooral een apart natuurverschijnsel. Voor onze maatschappij vol smartphones, computers en andere technische snufjes kan het veel meer zijn dan dat. Wat is een geomagnetische storm? Wat zou een Carrington Event nu aanrichten? Kan onze technologie dat aan? En is zo’n noodsituatie voorspellen?
Start van de storm
Een geomagnetische storm begint op de zon, vertelt ruimteweerexpert Petra Vanlommel van het Belgische Solar-Terrestrial Centre of Excellence. Haar instituut houdt de zon en het ruimteweer in de gaten. ‘Onze zonnewacht is wat het KMI (het Belgische KNMI, red.) voor het weer is, maar dan in de ruimte.’ De zon veroorzaakt drie soorten ruimteweer, legt ze uit: lichtflitsen, wind en regen. De lichtflitsen zijn explosies aan de buitenkant van de zon. De ‘wind’ bestaat uit geladen deeltjes die in een gas constant wegwaaien van de zon. Af en toe ontsnappen ook flinke wolken met zonnemateriaal. En ‘regen’ is een constante miezer van losse geladen deeltjes die uit de zon komen. ‘Bij een storm spreek je van een deeltjesstortbui’, voegt Vanlommel toe. Al deze ruimteweerfenomenen traden in 1859 op. ‘Maar het zijn de zonnewind en zonnewolken die geomagnetische stormen veroorzaken.’
Als die wind en wolken de zon verlaten, gaan ze alle kanten op. Alleen als ze de aarde bereiken, merken we daar wat van. Rondom onze planeet hangt gelukkig een onzichtbaar magnetisch schild dat ons beschermt.
‘Maar dit schild kan wel stevig door elkaar geschud worden als er een heel felle zonnewind of zonnewolk tegenaan knalt’, zegt Vanlommel. ‘Precies deze verstoring is de geomagnetische storm.’ Een mooi zichtbaar effect daarvan is het noorder- en zuiderlicht (zie het kader ‘Noorderneonlicht’). Iedere keer dat zulk poollicht de hemel siert, wordt ons magnetisch schild geteisterd door ruimteweer. Bij lichte verstoringen is de aurora alleen bij de polen te bewonderen. Maar bij grote verstoringen, zoals destijds in 1859, kan het poollicht ook dichter bij de evenaar te zien zijn.
Carrington event 2.0
Een zonnestorm heeft ook andere effecten. Niet direct op de gezondheid van mensen en dieren, maar wel op onze technologie. Stel dat je morgen, de dag nadat je dit artikel las, de gordijnen ’s ochtends opent en dat de lucht rood en groen kleurt. Dan is er een geomagnetische storm van het type Carrington Event losgebarsten. Wat staat je te wachten? ‘Hoe een vergelijkbare storm nu uitpakt is heel lastig in te schatten’, zegt Vanlommel. ‘Sinds de start van het ruimtevaarttijdperk hebben we onze technologische systemen heel erg uitgebouwd, en dat heeft ons enorm kwetsbaar gemaakt.’ Doordat de aarde na 1859 niet meer geconfronteerd is met een zonnestorm van zo’n omvang, hebben we onze technologie nog niet kunnen testen op die kwetsbaarheid.
‘Toch hebben we wel al hints gekregen’, zegt Vanlommel. Zo verloor ruimtevaartbedrijf SpaceX begin 2022 veertig net gelanceerde satellieten. Dat kwam, legt Vanlommel uit, doordat een kleine geomagnetische storm energie in de atmosfeer pompte, die daardoor uitzette. Satellieten die normaal net boven de atmosfeer vliegen kwamen zo in die vergrote dampkring terecht. De wrijfkracht die ze dan ondervinden kan hun baan veranderen, waardoor ze dalen en in de atmosfeer verbranden. Dat is wat de veertig SpaceXsatellieten overkwam. Bij een grotere zonnestorm kunnen ook satellieten die wat hoger zweven het gebraden haasje zijn. ‘We verwachten dat een deel van ons satellietnetwerk dan verloren gaat’, zegt Vanlommel. Signalen verstommen Maar ook satellieten op grote hoogte, buiten het bereik van een uitzettende dampkring, kunnen ontregeld raken. Dat merkten we tijdens een reeks zonnestormen in oktober 2003, die een atmosferische laag vol elektrisch geladen deeltjes ontregelde. Gevolg was dat de signalen van gps- en satellietnavigatiesystemen die daarboven hun werk doen, werden verstoord. Destijds waren er nog geen telefoons met apps die satellietdata gebruiken, maar die zouden nu door zulke uitbarstingen snel uitvallen. Diezelfde stormen gaven ook een griezelig voorproefje van een ander geomagnetisch effect: stroomstoringen. Diverse Zweedse transformatoren brandden in 2003 door, met stroomuitval als gevolg. De oorzaak? Verstoringen in het aardmagneetveld leidden tot elektrische stromen in geleidende structuren zoals een elektriciteitsnet. In 1859 waren de draden van telegraaflijnen de klos.
En in maart 1989 hadden grote delen van de Canadese provincie Quebec geen stroom na een zonnestorm. Negen uur lang zaten miljoenen mensen in het donker. Branden dan meteen alle apparaten door? Nee, gelukkig vliegen pacemakers en mobieltjes niet direct in de fik. Vanlommel: ‘Deze stormen geven vooral problemen bij lange lijnen, zoals destijds bij telegrafen.’ Nu zou is het goed mogelijk zijn dat onderzeese internetkabels een optater krijgen bij een zware ruimtestorm.
Leven valt stil
Terug naar de rood-groene hemel van morgenochtend. Om extra van het noorderlicht te genieten, wil je een kopje koffie zetten. Maar dat gaat even niet nu de stroom eruit ligt. Naar het café om de hoek dan maar. Sorry, daar ligt ook alles plat, en zonder pin zou je er niet eens kunnen betalen. Snel kijk je op je mobiel voor nieuws, maar je ziet alleen maar blokjes. Langzaam slaat de paniek toe. En niet alleen bij jou hier in Nederland, ook Nieuw-Zeelanders, Zuid-Afrikanen en Amerikanen maken dit mee.
Wereldwijd verwachten we dus dat in grote gebieden stroom, internet en andere communicatiemiddelen langdurig uitvallen. De gevolgen zijn niet te overzien. Het leven dat we nu kennen komt tot stilstand. Verkeerslichten vallen uit, er is geen openbaar vervoer en als ook noodgeneratoren zijn uitgevallen, zitten ziekenhuizen zonder stroom. Ook kunnen voedsel- en watervoorzieningen verstoord raken. Kortom, de maatschappij wordt plotseling een paar eeuwen teruggeworpen in de tijd.
En na de storm? Zodra die is gaan liggen, is de aarde nog niet van de problemen af. Het kan nog weken tot maanden duren voordat alles hersteld is. Astrofysicus Daniel Baker van de University of Colorado (VS) denkt dat we, in het ergste doemscenario, jaren later nog steeds de brokstukken zullen moeten oprapen. ‘Maar het is echt heel lastig om in te schatten,’ benadrukt Vanlommel. ‘Ten eerste moet je weten hoe groot de storm is en ten tweede hoe groot de impact daarvan gaat zijn op onze technologie.’ Het zou dus ook allemaal mee kunnen vallen en bij een paar kortdurende storingen blijven.
Gespannen afwachten
Wanneer raakt de volgende superstorm ons? Dat weet niemand. Kleine verstoringen van het magnetische schild vinden maandelijks plaats, maar zo’n heftige storm als het Carrington Event komt niet vaak voor. ‘Om de honderd tot 150 jaar,’ zegt Vanlommel. Sinds 1859 hebben we geen last meer gehad van een zeer zware storm. Dat is al langer dan 150 jaar geleden, zodat de aarde toe lijkt te zijn aan een nieuwe klapper. Het had 2012 geweest kunnen zijn. Toen schoot de heftigste zonnewolk die ooit is waargenomen van de zon weg, maar die vloog een andere kant op de ruimte in en miste de aarde.
Naast een wachttijd die over datum raakt, is er nog een reden dat zo’n zware storm in de nabije toekomst kan ontstaan. De zon heeft namelijk rustige en actieve periodes waarin zij weinig of juist veel ruimteweer veroorzaakt. Samen vormen ze een cyclus van zo’n elf jaar. Een grote geomagnetische storm kan op elk moment ontstaan, maar tijdens het hoogtepunt van de cyclus is de kans daarop iets groter. Zo’n volgende piek valt naar verwachting in 2024 en 2025.
Zonnig, met kans op wolken
Zonnestormen vallen niet zomaar uit de lucht, dus verwacht niet dat die over vijf minuten uitbreekt. Ze zijn te voorzien, alleen niet maanden vooruit. De zonnewacht houdt onder andere de zonnevlekken op onze ster in de gaten. ‘Zonnevlekken zijn hoogrisicogebieden. Als die dynamischer worden, is een kans op een lichtflits en een zonnewolk groter’, vertelt Vanlommel. ‘Zodra een wolk naar de aarde vertrekt, voorspellen we de aankomsttijd en de grootte van de storm.’ De wolken overbruggen met zo’n 400 kilometer per seconde meestal in iets meer dan vier dagen de afstand naar de aarde. ‘Maar sommige zonnewolken hebben olympische snelheden en bereiken de aarde al binnen een dag.’
Een waarschuwing voor een gigastorm komt dus waarschijnlijk tientallen uren tot enkele dagen voordat de impact plaatsvindt naar buiten. Dan heb je als het goed is nog net genoeg tijd voor een rondje boodschappen en een spoedcursus rooksignalen.
