lunedì 12 marzo 2012

Le tempeste magnetiche del 1859 e i loro riflessi sui telegrafi: e se oggi si verificasse un altro "Evento Carrington"?

Il nuovo massimo undecennale di attività del Sole sta arrivando e si vedono i primi effetti, con le prime forti tempeste magnetiche degli ultimi giorni. Nella serie di tempeste solari massicce dell'ottobre – novembre 2003 ci furono gravi malfunzionamenti dei sistemi radio (anche con blocchi durati parecchie ore), black-out nella distribuzione di energia elettrica, la momentanea sospensione dell'attività di diversi satelliti (alcuni purtroppo non sono più ”resuscitati” a causa dei gravi danni arrecati dalle intense radiazioni ) e i trasporti aerei finirono nel caos, in quanto difficoltà di comunicazioni e alto livello di radiazioni costrinsero le compagnie aeree a modificare le rotte che dovevano andare nelle zone polari e abbassando tutti i voli ad una quota di sicurezza.
Dovremo dunque convivere con fenomeni come quelli registrati nei giorni scorsi,  più possibili rispetto anche a solo un anno fa e questa situazione di rischio perdurerà per almeno un annetto. Ma c'è da augurarsi di evitare un qualcosa tipo la Tempesta Solare del 2 settembre 1859, il cosiddetto "evento Carrington"


Le tempeste magnetiche (o tempeste solari) si originano a partire dai brillamenti solari (ne vediamo uno qui accanto). Di solito i brillamenti sono associati a macchie solari e sono ben visibili lungo il cerchio del sole. In pratica consistono di eruzioni che formano delle protuberanze arcuate a cui segue dalla zona coronale della stella una massiccia espulsione di massa: miliardi di tonnellate di materiale ionizzato. Nel periodo di attività solare massima ci sono più macchie solari e più brillamenti, quindi più tempeste solari che, sulla Terra, senza le perturbazioni operate nei confronti di apparecchiature costruite dall'uomo, si rifletterebbero solo nelle Aurore Boreali.
Il Sole presenta anche altri cicli a scala più lenta, che influenzano anche (ma solo in parte!) il clima e le temperature globali: la Piccola Era Glaciale, il periodo caldo medievale e le altre alternanze climatiche degli ultimi 10.000 anni hanno una origine solare. Oggi oltre alla fase più “calda” del Sole, anche le emissioni antropiche di CO2 contribuiscono generosamente al riscaldamento globale.

Venendo ai cicli undecennali, che vennero scoperti anche grazie alle variazioni del costo del grano in Inghilterra che, come osservo Herschel padre, mostravano un andamento ciclico particolare (in quanto negli anni meno caldi il prezzo era più elevato in quanto la produzione era minore), ci stiamo avvicinando ad un nuovo massimo.
Le previsioni di qualche anno fa erano per un massimo “particolarmente forte” ma sono state un po' ridimensionate. Resta il pericolo che forti tempeste magnetiche colpiscano la Terra provocando interruzioni momentanee del funzionamento di sistemi che si basano sull'elettromagnetismo, dalle comunicazioni, ai satelliti alla distribuzione di energia.
Bisogna annotare che non c'è un legame diretto fra intensità della tempesta e risentimento sulla Terra: una tempesta molto forte può dare effetti praticamente nulli come una di media intensità fare un bel “chiasso”. Questo perchè sono fenomeni molto direzionali e quindi per subire degli effetti particolari bisogna avere la sfortuna che il brillamento ed il conseguente invio ad altissima velocità di plasma solare siano diretti proprio nella zona dove orbita la Terra.

Nella prima metà del XIX secolo erano state ben definite le macchie solari e i brillamenti, ma prima che venissero effettuate registrazioni magnetiche ancora il concetto di “tempesta magnetica” era lontano dall'essere definito.
Il legame fra brillamenti e tempeste magnetiche è stato definitivamente accertato durante la terribile “doppia” di tempeste che si verificò tra fine agosto e primi settembre del 1859, quando c'è stato un mix sconvolgente fra potenza e direzione.
Fu così che Richard Christopher Carrington (all'epoca astronomo importante ma ufficialmente proprietario di una fabbrica di birra che lo impegnava troppo per occuparsi come voleva di astronomia) e Balfour Steward, direttore dell'osservatorio astronomico di Kew misero insieme le loro osservazioni (l'uno osservò con il telescopio il brillamento del 1 settembre, l'altro effettuava misurazioni magnetiche continue) e trovarono la correlazione fra brillamenti solari, aurore boreali e tempeste magnetiche.
In base alle misurazioni dei nitrati intrappolati nel ghiaccio antartico (che aumentano vistosamente durante le tempeste magnetiche) si è visto che eventi come i due del 1859 sono estremamente rari (almeno negli ultimi 450 anni, l'intervallo di queste analisi)

Fino a pochi decenni prima del 1859 non erano conosciuti né i brillamenti né le macchie solari, svelati proprio nella prima metà del secolo da illustri astronomi passati alla storia come gli Herschel, Carrington, De la Rue e tanti altri, tantomeno le tempeste magnetiche perchè non c'era nessuna macchina umana che ne venisse influenzata.
L'elettromagnetismo è una acquisizione abbastanza recente e siccome le Aurore Boreali e quelle Australi rappresentavano l'unico fenomeno visibile prima dell'era delle “macchine elettriche” nessuno aveva la possibilità di conoscere altri aspetti – oggi così preoccupanti – delle tempeste magnetiche.

Il 24 maggio 1844 Morse effettuò la prima comunicazione telegrafica e già nel 1847 furono segnalate le prime interferenze sulle nuove apparecchiature, di non chiaro significato. Comunque gli operatori telegrafici più attenti collegarono ben presto queste anomalie alle Aurore Boreali.
Ma quello che accadde nel 1859 ha del clamoroso: l'intensità della prima tempesta magnetica fu tale che i telegrafi furono fuori uso per ore. George C. Prescott, il sovrintendente di un ufficio telegrafico di Boston (ignoro se fosse l'unico ufficio telegrafico della città) vide gli effetti della corrente indotta dalla tempesta del 28 agosto sul nastro che veniva inchiostrato normalmente dalla corrente prodotta dalle batterie del telegrafo e pensò che l'apparecchiatura potesse funzionare da sola durante una tempesta magnetica (o meglio, rimanendo allo “stato dell'arte della ricerca” di allora, prima, durante e dopo la notte in cui era visibile una aurora boreale). Non immaginava di poter provare la sua idea appena 5 giorni dopo, quando si scatenò l'aurora del 2 settembre. L'operatore di servizio dell'ufficio di Boston staccò il cavo dalle batterie e lo collegò al suolo, chiedendo di fare così anche al suo collega di Portland.
Ne seguì questo dialogo: 
Boston: “stiamo lavorando con la sola corrente dovuta all'aurora Boreale. Come ricevete il mio messaggio?
La risposta da Portland fu “molto bene, anzi meglio che con le batterie inserite: sono molto minori le variazioni di corrente e il funzionamento degli elettromagneti è più regolare. E se continuassimo a lavorare così fino alla fine dell'Aurora?
Boston rispose: “D'accordo”.
Questo è lo scambio di impressioni più noto ma sembra che altri telegrafisti avessero fatto lo stesso, non so se avendo letto l'articolo che Prescott scrisse in proposito nel Boston Journal del 31 agosto.

Nella comunicazione si nota come gli operatori fanno appunto riferimento all'Aurora Boreale in quanto il concetto di Tempesta Magnetica (o Solare) non era ancora stato coniato.

Fu un'aurora eccezionale, con una luce paragonabile a quella lunare che permetteva di leggere i titoli degli articoli di giornale e fu vista fino alla latitudine della Florida. In Europa ne fu immune sicuramente Atene ma in tutta la zona centrale e settentrionale i telegrafi cessarono di funzionare o ebbero grandi difficoltà. ed è passata alla storia proporio come "L'Evento Carrington" in quanto l'astronomo inglese dopo aver vistio il brilamento il 30 settembre, propose che una nuova tempesta si stava abbattendo sulla Terra.

La domanda che ci si pone, razionalmente e senza catastrofismi, è questa: la “doppia” del 1859 è stata sicuramente la peggiore tempesta degli ultimi 450 anni, secondo gli studi sulle carote glaciali. Ma con il livello tecnologico che abbiamo raggiunto e – soprattutto – la delicatezza della maggior parte del sistema delle comunicazioni, diventato fin troppo essenziale, che cosa potrebbe succedere nel caso si abbattesse sulla Terra nei prossimi 12 / 15 mesi una tempesta di quel livello? Evitate di rispondere “rimarremo senza cellulari per un pò” oppure “in macchina non avremo il GPS”. Ci sarebbero in vista guai ben peggiori....

1 commento:

jumpjack ha detto...

Bell'articolo.
Se ti interessa, sul sito del New York Times ( http://query.nytimes.com/mem/archive-free/pdf?_r=1&res=9A05EEDB113CEF34BC4D53DFBF668382649FDE ) puoi trovare gli articoli di giornale originali dell'epoca.

C'e' anche una ricerca ufficiale sugli effetti moderni di una "Tempesta Carrington"; riassunto: saremmo spacciati.
http://books.nap.edu/catalog.php?record_id=12507