Las tormentas solares pueden ser aún peores si vives cerca de ciertas rocas

Nuestro Sol es una estrella inquieta. Cuando está particularmente activo, puede expulsar paquetes efervescentes de energía magnética y partículas cargadas, conocidas como erupciones solares. Si libera una erupción menor destinada a la Tierra, el material solar puede producir inofensivas pero espectaculares exhibiciones de auroras cuando choca con nuestra atmósfera.

Sin embargo, las explosiones solares más poderosas pueden originar tormentas geomagnéticas que causen estragos en la burbuja magnética de la Tierra, y esto podría producir daños graves en la infraestructura del planeta.

Y resulta que la habilidad de tu ciudad para aguantar una tormenta geomagnética potente puede depender de los tipos de rocas que están bajo tus pies.

Una reciente investigación del Servicio Geológico de los Estados Unidos analizó cómo las diferentes rocas interactúan con las tormentas geomagnéticas en el noroeste de los Estados Unidos. El trabajo muestra que el potencial daño a las redes eléctricas puede ser significativamente amplificado o disminuido conforme a los tipos de rocas regionales. El estudio establece que los habitantes de la montañosa Nueva Inglaterra, por ejemplo, poseen un mayor riesgo de experimentar daños importantes durante una tormenta geomagnética, mientras que aquellos que se encuentren en la llanura costera del Atlántico Central tienen un riesgo mucho menor. Hace tiempo que los científicos saben que la geología juega un papel importante en los daños de una tormenta solar.  Pero el estudio de Love, publicado en diciembre en la revista Space Weather, va más allá, al cuantificar precisamente cómo las diferencias geológicas controlan el potencial daño en lugares específicos del noroeste estadounidense. Y, aunque este estudio solo se enfocó en una parte del país, tiene consecuencias globales.

En este momento, no hay suficiente información detallada sobre los riesgos geomagnéticos, así como tampoco hay datos sobre la frecuencia y la intensidad de las tormentas solares y nuestra respuesta tecnológica a ellas. Esto significa que el análisis de los riesgos de la meteorología espacial está varias décadas atrasado respecto de los análisis de amenazas como huracanes o terremotos, lo que hace que los planes de atenuación sean “extremadamente desafiantes”, señala Edward Oughton, investigador asociado sénior del Instituto de cambio ambiental de la Universidad de Oxford. Emprender un mapeo regional más detallado de los riesgos geoeléctricos ayudará a remediar las lagunas existentes, y las iniciativas australianas y chinas ya están en marcha.

“En un plano más general, realizar estos estudios y recolectar información geomagnética no es muy costoso”, señala Jeffrey Love, líder del estudio y geofísico del Programa de Geomagnetismo del Servicio geológico de los Estados Unidos. “Pero hace falta iniciativa para hacerlo”.

Danza eléctrica interplanetaria

Las tormentas solares poderosas no deben tomarse a la ligera. Cuando el Sol arroja una erupción fuerte a la Tierra, la energía electromagnética golpea al planeta a la velocidad de la luz. Esto excita a las partículas en la atmósfera alta y altera las señales de radio. Si la erupción es lo suficientemente fuerte, las comunicaciones de radio utilizadas por las aerolíneas y las redes de navegación satelital funcionarán mal o dejarán de funcionar.

Después de 30 minutos, llegará un gran torrente de electrones y protones que se moverán cerca de la velocidad de la luz. Este embate dañará los circuitos electrónicos de los satélites y los astronautas que se encuentren fuera de la burbuja magnética de la Tierra podrían quedar expuestos a una dosis de radiación potencialmente mortal.

Luego, desde 18 horas hasta varios días de comenzado el evento, una nube de plasma colosal, conocida como eyección de masa coronal, podría chocar contra la burbuja magnética de la Tierra a 3057 kilómetros por segundo. Estos procesos son capaces de crear grandes alteraciones en el campo magnético de nuestro planeta, lo que se conoce como tormentas geomagnéticas.

Si son lo suficientemente fuertes, dichas tormentas podrían provocar corrientes eléctricas potentes en estructuras conductoras muy largas en las redes eléctricas, lo que causa daños graves y, a veces, permanentes en ellas. Esto puede desencadenar apagones generalizados; en 1989, una tormenta geomagnética hizo que las luces de todo Quebec se apagaran. Durante la guerra de Vietnam, la meteorología espacial extrema hizo que las minas en el mar de Vietnam exploten.

Una de las tormentas geomagnéticas más poderosas y grandes de la historia, el evento Carrington de 1859, alteró los sistemas de telégrafo y sus operadores sufrieron descargas eléctricas. La tormenta desencadenó auroras hasta Hawái y la gente descubrió que podía leer los diarios al aire libre de noche. Si un evento similar sucediera hoy, probablemente provocaría una devastación generalizada y extremadamente costosa a nuestra infraestructura eléctrica cada vez mayor.

Sobrealimentando a una tormenta eléctrica

A nivel regional, la composición geológica subyacente puede influir significativamente en el potencial daño de una tormenta. Las rocas sedimentarias tienden a tener espacios de poro que contiene agua, lo que las hace eléctricamente conductivas, señala Ciaran Beggan, geofísica de British Geological Survey. Las rocas metamórficas e ígneas son más densas y menos porosas, por lo que son eléctricamente más resistivas.

Pero, durante una tormenta geomagnética, la actividad magnética errante provoca corrientes eléctricas en la superficie del planeta que puede causarle problemas a una ciudad construida encima de rocas metamórficas o ígneas. Aunque la corriente no puede fluir fácilmente por estas rocas, “si has provocado un cortocircuito en la parte aislante de la tierra con una red eléctrica, la corriente fluye a través de ella”, causando daño, afirma Love.

Esto significa que cuando llegue la próxima gran tormenta geomagnética, “una red eléctrica en una parte de Europa puede estar tranquilamente bien, pero, el mismo evento puede impactar gravemente a otra, a solo unos pocos cientos de kilómetros”, indica Juha-Pekka Luntama, director de meteorología espacial del programa de concientización de la situación de la Agencia Espacial Europea.

Este efecto se aplica a todas las regiones del mundo. Por ejemplo, el norte de Escocia posee montones de rocas resistivas, lo que significa que sus redes eléctricas están en riesgo de experimentar campos geoeléctricos peligrosamente poderosos, señala Beggan. En cambio, el sur de Inglaterra está generalmente repleto de rocas sedimentarias de bajo riesgo.

La costa complica las cosas. A lo largo de la orilla, hay tanto arena resistiva como agua salada conductiva. Eso puede crear un “efecto de canalización, en donde la corriente se fortalece a lo largo de la línea costera”, menciona Beggan. Esa es una mala noticia para las redes eléctricas de la costa.

Para su último trabajo, el equipo de Love obtuvo registros de tormentas magnéticas detectadas en observatorios, luego las combinó con nuevos estudios que midieron el campo magnético local y su campo eléctrico. Al hacer esto, podían calcular las sobrecargas eléctricas que acompañaron las últimas tormentas geomagnéticas, que podían usarse para simular eventos de similar potencia.

El equipo encontró que el riesgo variaba considerablemente de región en región, con algunas rocas eléctricamente resistivas que aumentaban el peligro geoeléctrico regional por cien. Las grandes cantidades de rocas ígneas y metamórficas en los Apalaches implicaban que las redes eléctricas situadas sobre ellas sufrirían bastante la próxima vez que el Sol descargara su ira.

Asimismo, la forma en la que la red eléctrica está orientada desempeña una función, señala Love. Las líneas eléctricas que corren perpendicular en los Apalaches aumentan el potencial daño, más que una red que corre paralela.

Contemplando al Sol

También necesitamos saber con cuánta frecuencia se dan las tormentas geomagnéticas poderosas. Lamentablemente, la instrumentación moderna las ha estado documentando solo por, aproximadamente, 70 años, lo que significa que nuestro registro es, en el mejor de los casos, desigual.

Esta es la razón por la que los científicos han estado intentando desenterrar información más antigua. En un estudio de la revista PNAS publicado a principios de mes, un equipo liderado por Raimund Muscheler de la Universidad Lund examinó las huellas químicas en tres anillos y centros helados, y encontró evidencia de una tormenta solar que golpeó a la Tierra alrededor del año 660 a. C.. Esta tempestad fue 10 veces más potente que la conocida tormenta solar de 1956.

No obstante, la información sigue haciendo ruido, por lo que encontrar tormentas solares reales enterradas es una tarea complicada, afirma Muscheler. “Actualmente, creo que nos falta todo entre los dos grandes eventos [el del 660 a. C.] y el de 1956”, menciona.

Al mismo tiempo, la Agencia Espacial Europea se encuentra entre los muchos grupos que trabajan en maneras de observar la producción de tormentas futuras a fin de atenuar sus efectos.

Si para finales de noviembre la financiación está asegurada, la misión Lagrange de la Agencia Espacial Europea se establecerá cerca del Sol, y mantendrá los ojos abiertos y advertirá a la Tierra sobre cualquier paroxismo entrante. De esta manera, justo antes de que la Tierra y el Sol renueven su peligrosa alianza, las empresas de energía eléctrica podrían abrir tantos circuitos como sea posible para diseminar la electricidad por todo el sistema.