לאור התהפוכות והטלטלות שעברה מדינת ישראל בשנים האחרונות, נדמה שאיש מאיתנו לא משקיע מאמץ מחשבתי ניכר באיתני הטבע כמקור לאתגרים עתידיים, ואולי טוב שכך, כי צרות יש לנו בשפע. מזל שבארצות הברית יש מי שמוכנים לכל תרחיש - כולל סופת שמש.
כפי שכבר סיפרנו לכם בעבר, סופות שמש יכולות להיות דבר לא נעים בעליל, בעיקר למערכות חשמל ותקשורת. אחד האירועים הללו התרחש במרץ 1989, כאשר התפרצות שמשית גרמה להפסקת חשמל במזרח קנדה ולנזק לתחנת כוח בניו ג’רזי.
תיעוד התפרצויות סולאריות בין התאריכים 3-9 במאי 2024
(צילום: NASA)
אירוע נוסף, שכונה “אירוע קרינגטון“, התרחש גם הוא לא מזמן במונחים אסטרונומיים - רק לפני 166 שנה. המערכות שהיו עשויות להיפגע ממנו בצורה משמעותית דווקא לא ממש נפגעו, משום שבאותם ימים הן עוד היו בחיתוליהן.
אירוע מוקדם יותר, שהתרחש לפני כ-13 אלף שנה, התגלה לימים כראשון בסדרה של אירועים שכונו “אירועי מיאקה“, ואף הותיר חותמו על טבעות של עצים בשל שינוי בהרכב האיזוטופי של פחמן.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
לדבורה יש בעיה – והיא פותרת אותה
סוד הצבעוניוּת של חשופיוֹת הים
המפעל נסגר – אפשר לנשום לרווחה?
3 צפייה בגלריה
"אירוע קרינגטון", התרחש גם הוא לא מזמן במונחים אסטרונומיים – רק לפני 166 שנה. ציור של התפרצות השמש כפי שצייר ריצ'רד קרינגטון ב-1859
(איור: ויקימדיה)
מהן סופות שמש?
סופות שמש מתוארות כהתפרצות משמעותית של חלקיקים טעונים, בדרך כלל פרוטונים או גרעיני הליום, מעטרת השמש - השכבה העליונה של הכוכב, שמכונה גם הילה או קורונה. אטמוספרת השמש מאיצה את החלקיקים הללו למהירויות גבוהות מאוד, והם שועטים בדהרה לעבר כוכבי הלכת, בכללם כדור הארץ. יממה או קצת יותר אחרי כן, גל הלם שנושא את שטף החלקיקים הזה פוגע בשכבת האלקטרונים החופשיים שבאטמוספרה, היונוספירה, וכן במעטפת המגנטית של כדור הארץ, המגנטוספירה.
בימים כתיקונם, הגעתם של החלקיקים הטעונים לכדור הארץ מחוללת תופעה מעוררת השתאות אך בלתי מזיקה - הזוהר הצפוני והדרומי. אלא שבזמנים של סופה דרמטית, מעבר להתרחבות הזוהר לאזורים שבהם הוא בדרך כלל לא נצפה, מתחילים לקרות דברים לא סימפטיים למערכות החשמל. הפגיעה במעטפת המגנטית מובילה לשינויים חדים בשדה המגנטי של כדור הארץ, שבתורם גורמים להיווצרותם של זרמים חשמליים בקרקע, ולאלה יש פוטנציאל לשבש משמעותית קווי מתח גבוה - שעלול להתפתח בהם קֶצֶר.
לכך מתווספים השיבושים שעלולים להיגרם לתקשורת מבוססת רדיו כתוצאה מהתנודות בהרכב היונוספירה, שכבה שממנה מוחזרים אותות רדיו ארוכי טווח; אותן תנודות גם יכולות לגרום לאי-דיוקים משמעותיים בתקשורת לוויינית וכך להשפיע על מערכות ניווט בכלי טיס. באופן כללי, ככל שהטכנולוגיה מתפתחת ואנו הופכים תלויים בה יותר, הפרעות כוח-עליון מעין אלה עשויות לגרום נזק בהיקף נרחב יותר.
3 צפייה בגלריה
בימים כתיקונם, הגעתם של החלקיקים הטעונים לכדור הארץ מחוללת תופעה מעוררת השתאות אך בלתי מזיקה – הזוהר הצפוני והדרומי. התופעה כפי שצולמה מתחנת החלל הבינלאומית
(צילום: NASA, Josh Cassada)
על אף שאירועי שמש משמעותיים כאלה הם נדירים, במעבדה לפיזיקה יישומית שמסונפת לאוניברסיטת ג’ונס הופקינס (APL) בארצות הברית לא לוקחים סיכונים מיותרים. המוסד הייחודי הזה, שהוקם בעיצומה של מלחמת העולם השנייה, הוא נכס לאומי שעומד לרשותם של משרד ההגנה האמריקאי וגופים נוספים בממשל הפדרלי. ברבות השנים הוא שימש לבדיקה והערכה של מערכות אסטרטגיות ולפיתוח מערכות לחימה, טילים, צוללות והגנה אווירית – בקיצור, כל הרכיבים במערך הכוח של מעצמת-העל האמריקנית. במערך הזה פועלים גדולי המוחות באקדמיה ובתעשייה הביטחונית, וכנראה אין גוף טוב יותר כדי לנהל את מאמצי ההיערכות לאירועים מהסוג הזה.
ב-APL הבינו שאנו מתקרבים לתקופה בעלת פוטנציאל גבוה יותר לסופת שמש דרמטית – תקופה בשם “המקסימום השמשי” שמתרחשת במחזוריות של 11 שנה, והם החלו לבנות מודל היערכות רב-מערכתי לטיפול בנזקי הסופה שעלולה להיות בדרך.
קרן שמש מתורגלת
במאי 2024 התכנסה נבחרת מומחים בהובלת APL לתרגיל שכולו על טהרת סופת השמש. השתתפו בו פיזיקאים שהקדישו את הקריירה המחקרית שלהם לחקר השמש; אנשי סוכנות החלל נאס”א ומנהל האוקיינוסים והאטמוספרה נוא”א (NOAA); נציגים של חברות לוויינים; בעלי שליטה בחברות חשמל ועוד ועוד, שהציבו לעצמם מטרה אחת: שיפור המוכנות של מקבלי ההחלטות בממשל ובתעשייה לתרחיש קיצון שבו ייאלצו להתמודד עם אירוע מכוכב אחר – בעיקר סופת שמש, אך מנהלי התרגיל אף הרחיקו לכת וכיוונו לכך שיעסוק ב”אירוע מזג אוויר חללי”, אף שלא ברור אם ישנם עוד אירועים מהסוג הזה.
3 צפייה בגלריה
בסוף השבוע השני של מאי 2024, במהלך התרגיל, התממשו תחזיות האימים של ג'ונס הופקינס בשידור חי. בערך. סופת השמש במאי 2024
(צילום: NASA/SDO)
לאורך התרגיל הבינו המשתתפים שאפשר לקצר חלק מזמן התגובה הרב-מערכתית לאירוע מזג אוויר חללי. מנהל התרגיל מטעם ג’ונס הופקינס, ד”ר איאן כהן, אמר כי “התרגיל קיבץ יחד מומחי מזג אוויר חללי לצד נושאי משרה בכירים בניהול משברים וחירום. זה סייע לנו, המדענים, לא רק להסב את תשומת לבם של הקברניטים הללו, אלא גם להבליט את הפערים המרכזיים במחקר ובתצפיות, וכן ללמוד כיצד לתווך בצורה הטובה ביותר את הנושאים המורכבים של מזג אוויר חללי למקבלי ההחלטות”.
בסוף השבוע השני של מאי 2024, במהלך התרגיל, התממשו תחזיות האימים של ג’ונס הופקינס בשידור חי. טוב, זה לא היה עד כדי כך דרמטי – סופת השמש אכן הגיעה לפתחם של מקבלי ההחלטות סביב השולחן, אבל היה מדובר באירוע קטן לעומת מרץ 1989 ואירוע קרינגטון. מקור הסערה היה בקבוצה של כתמי שמש שרוחבם הכולל גדול פי 15 מרוחב כדור הארץ, ואנשי נוא”א אף פרסמו אזהרה על כך. הנזקים לא היו חמורים, וכללו הפרעות רדיו קלות יחסית ושיבושים מסוימים של פעילות לווייני סטארלינק, לצד מספר נזקים למערכות לווייניות המשמשות למחקר ולמיפוי קרקע לצרכים חקלאיים. ככלל, נגרם הרבה פחות נזק מכפי שהיה עלול להיגרם אילו המוכנות הייתה נמוכה יותר.
בדוח סיכום התרגיל שהתפרסם לאחרונה כתבו המשתתפים שאכן המוכנות ויכולת ההתרעה טובות מבעבר, אולם פערים מסוימים בתיאום הבין-מערכתי בארצות הברית עדיין ניכרים. כמו כן, עלה הצורך בהכנת הציבור והפצת המידע, שכן רוב האזרחים לא ממש מודעים להשלכות האפשריות של סופות שמש על חיי היומיום שלהם.
ומה המצב אצלנו? נראה שלעת עתה אין צורך לחשוש. לא מכיוון שהמערכות הלאומיות ערוכות לתרחיש כזה – לצערנו הן לא מוכנות במיוחד גם לתרחישים ריאליים בהרבה. אלא שלמרבה המזל מדינת ישראל נמצאת בקווי הרוחב 29 עד 33 – הרחק ממוקדי ההתרחשות האפשריים של נזקי סופת שמש דרמטית, שנמצאים קרוב יותר לקטבים. נקווה לטוב.
יהונתן ברקהיים, מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
