Perturbação dos sistemas eléctricosEditar

Foi sugerido que uma tempestade geomagnética à escala da tempestade solar de 1859 hoje causaria milhares de milhões ou mesmo triliões de dólares de danos aos satélites, redes de energia e comunicações rádio, e poderia causar apagões eléctricos a uma escala maciça que poderiam não ser reparados durante semanas, meses, ou mesmo anos. Tais apagões eléctricos repentinos podem ameaçar a produção de alimentos.

Rede eléctrica principalEditar

Quando os campos magnéticos se movem na proximidade de um condutor como um fio, uma corrente geomagneticamente induzida é produzida no condutor. Isto acontece em grande escala durante as tempestades geomagnéticas (o mesmo mecanismo também influenciou as linhas telefónicas e telegráficas antes da fibra óptica, ver acima) em todas as linhas de transmissão longas. As linhas de transmissão longas (muitos quilómetros de comprimento) estão assim sujeitas a danos por este efeito. Isto inclui principalmente operadores na China, América do Norte e Austrália, especialmente em linhas modernas de alta tensão e baixa resistência. A rede europeia consiste principalmente em circuitos de transmissão mais curtos, que são menos vulneráveis a danos.

As correntes (quase directas) induzidas nestas linhas por tempestades geomagnéticas são prejudiciais ao equipamento de transmissão eléctrica, especialmente transformadores – induzindo a saturação do núcleo, restringindo o seu desempenho (bem como disparando vários dispositivos de segurança), e causando o aquecimento de bobinas e núcleos. Em casos extremos, este calor pode desactivá-los ou destruí-los, induzindo mesmo uma reacção em cadeia que pode sobrecarregar os transformadores. A maioria dos geradores são ligados à rede através de transformadores, isolando-os das correntes induzidas na rede, tornando-os muito menos susceptíveis a danos devido à corrente geomagneticamente induzida. Contudo, um transformador que seja sujeito a isto actuará como uma carga desequilibrada para o gerador, causando corrente de sequência negativa no estator e consequentemente aquecimento do rotor.

De acordo com um estudo da Metatech Corporation, uma tempestade com uma força comparável à de 1921 destruiria mais de 300 transformadores e deixaria mais de 130 milhões de pessoas sem energia nos Estados Unidos, custando vários triliões de dólares. A extensão da perturbação é debatida, com alguns testemunhos do Congresso indicando uma paragem potencialmente indefinida até que os transformadores possam ser substituídos ou reparados. Estas previsões são contraditadas por um relatório da North American Electric Reliability Corporation que conclui que uma tempestade geomagnética causaria instabilidade temporária na rede, mas nenhuma destruição generalizada de transformadores de alta tensão. O relatório salienta que o colapso da rede do Quebec, amplamente citado, não foi causado pelo sobreaquecimento dos transformadores, mas pelo disparo quase simultâneo de sete relés.

Além de os transformadores serem vulneráveis aos efeitos de uma tempestade geomagnética, as empresas de electricidade também podem ser indirectamente afectadas pela tempestade geomagnética. Por exemplo, os fornecedores de serviços de Internet podem cair durante as tempestades geomagnéticas (e/ou permanecer inoperacionais muito tempo depois). As companhias de electricidade podem ter equipamento que requer uma ligação à Internet em funcionamento para funcionar, pelo que durante o período em que o fornecedor de serviços de Internet estiver em baixo, a electricidade também pode não ser distribuída.

Ao receber alertas e avisos de tempestades geomagnéticas (por exemplo, pelo Centro de Previsão do Tempo Espacial; através de satélites meteorológicos como SOHO ou ACE), as companhias de electricidade podem minimizar os danos no equipamento de transmissão de energia, desligando momentaneamente transformadores ou induzindo apagões temporários. Existem também medidas preventivas, incluindo a prevenção da entrada de GICs na rede através da ligação neutro-terra.

CommunicationsEdit

Sistemas de comunicação de alta frequência (3-30 MHz) utilizam a ionosfera para reflectir sinais de rádio a longas distâncias. As tempestades ionosféricas podem afectar a comunicação via rádio em todas as latitudes. Algumas frequências são absorvidas e outras são reflectidas, levando a sinais que flutuam rapidamente e a caminhos de propagação inesperados. As estações de televisão e rádio comercial são pouco afectadas pela actividade solar, mas a transmissão de ondas curtas terra-ar, navio-terra e rádio amador (principalmente as bandas abaixo dos 30 MHz) são frequentemente perturbadas. Os operadores de rádio que utilizam as bandas HF dependem de alertas solares e geomagnéticos para manter os seus circuitos de comunicação em funcionamento.

Sistemas de detecção militar ou de alerta precoce que operam na gama de alta frequência são também afectados pela actividade solar. O radar de sobre-horizonte emite sinais fora da ionosfera para monitorizar o lançamento de aeronaves e mísseis a longa distância. Durante as tempestades geomagnéticas, este sistema pode ser severamente dificultado pela desordem de rádio. Também alguns sistemas de detecção de submarinos utilizam as assinaturas magnéticas dos submarinos como uma entrada para os seus esquemas de localização. As tempestades geomagnéticas podem mascarar e distorcer estes sinais.

A Administração Federal de Aviação recebe rotineiramente alertas de explosões de rádio solar para que possam reconhecer problemas de comunicação e evitar manutenção desnecessária. Quando um avião e uma estação terrestre estão alinhados com o Sol, podem ocorrer níveis elevados de ruído nas frequências de rádio de controlo do ar. Isto também pode acontecer nas comunicações via satélite UHF e SHF, quando uma estação terrestre, um satélite e o Sol estão alinhados. A fim de evitar manutenção desnecessária nos sistemas de comunicações por satélite a bordo de aeronaves, a AirSatOne fornece uma alimentação ao vivo para eventos geofísicos a partir do Centro de Previsão Meteorológica Espacial da NOAA. A alimentação ao vivo da AirSatOne permite aos utilizadores ver as tempestades espaciais observadas e previstas. Os Alertas Geofísicos são importantes para as tripulações de voo e o pessoal de manutenção para determinar se alguma actividade ou história futura tem ou terá um efeito nas comunicações por satélite, navegação GPS e comunicações HF.

Linhas de telégrafo no passado foram afectadas por tempestades geomagnéticas. Os telégrafos utilizavam um único fio longo para a linha de dados, esticando-se por muitos quilómetros, usando o solo como fio de retorno e alimentado com corrente contínua a partir de uma bateria; isto tornava-os (juntamente com as linhas de energia mencionadas abaixo) susceptíveis de serem influenciados pelas flutuações causadas pela corrente do anel. A tensão/corrente induzida pela tempestade geomagnética poderia ter diminuído o sinal, quando subtraída da polaridade da bateria, ou a sinais excessivamente fortes e espúrios quando adicionados a ela; alguns operadores aprenderam a desligar a bateria e a confiar na corrente induzida como fonte de energia. Em casos extremos, a corrente induzida era tão elevada que as bobinas do lado receptor rebentaram em chamas, ou os operadores receberam choques eléctricos. As tempestades geomagnéticas afectam também as linhas telefónicas de longo curso, incluindo os cabos submarinos, a menos que sejam de fibra óptica.

Danos aos satélites de comunicações podem perturbar as ligações telefónicas não terrestres, televisão, rádio e Internet. A Academia Nacional de Ciências informou em 2008 sobre possíveis cenários de perturbação generalizada no pico solar 2012-2013.

Sistemas de navegaçãoEdit

O Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS), e outros sistemas de navegação como o LORAN e o agora extinto OMEGA são adversamente afectados quando a actividade solar perturba a sua propagação de sinal. O sistema OMEGA consistia em oito transmissores localizados em todo o mundo. Aviões e navios utilizaram os sinais de frequência muito baixa destes transmissores para determinar as suas posições. Durante os eventos solares e tempestades geomagnéticas, o sistema deu aos navegadores informações imprecisas até várias milhas. Se os navegadores tivessem sido alertados de que um evento de prótons ou tempestade geomagnética estava em curso, poderiam ter mudado para um sistema de reserva.

GNSS os sinais são afectados quando a actividade solar causa variações súbitas na densidade da ionosfera, fazendo com que os sinais de satélite cintilem (como uma estrela cintilante). A cintilação dos sinais de satélite durante as perturbações ionosféricas é estudada no HAARP durante experiências de modificação ionosférica. Foi também estudada no Observatório de Rádio de Jicamarca.

Uma tecnologia utilizada para permitir que os receptores GPS continuem a funcionar na presença de alguns sinais confusos é a Monitorização da Integridade Autónoma do Receptor (RAIM). Contudo, a RAIM baseia-se no pressuposto de que a maioria da constelação GPS está a funcionar correctamente, e por isso é muito menos útil quando toda a constelação é perturbada por influências globais, tais como tempestades geomagnéticas. Mesmo se o RAIM detectar uma perda de integridade nestes casos, pode não ser capaz de fornecer um sinal útil e fiável.

Danos no hardware do satéliteEditar

Tormentas geomagnéticas e aumento do calor de emissão ultravioleta solar na atmosfera superior da Terra, provocando a sua expansão. O ar aquecido sobe, e a densidade na órbita dos satélites até cerca de 1.000 km aumenta significativamente. Isto resulta num maior arrastamento, fazendo com que os satélites abrandem e mudem ligeiramente de órbita. Os satélites de baixa órbita terrestre que não são repetidamente impulsionados para órbitas mais altas caem lentamente e acabam por arder.

A destruição de Skylab em 1979 é um exemplo de uma nave espacial que reentra prematuramente na atmosfera terrestre como resultado de uma actividade solar superior à esperada. Durante a grande tempestade geomagnética de Março de 1989, quatro dos satélites de navegação da Marinha tiveram de ser retirados de serviço durante até uma semana, o Comando Espacial dos EUA teve de colocar novos elementos orbitais para mais de 1000 objectos afectados e o satélite Solar Maximum Mission caiu da órbita em Dezembro do mesmo ano.

A vulnerabilidade dos satélites depende também da sua posição. A Anomalia do Atlântico Sul é um local perigoso para a passagem de um satélite.

Como a tecnologia permitiu que os componentes das naves espaciais se tornassem mais pequenos, os seus sistemas miniaturizados tornaram-se cada vez mais vulneráveis às partículas solares mais enérgicas. Estas partículas podem danificar fisicamente microchips e podem alterar os comandos do software nos computadores transportados por satélite.

Outro problema para os operadores de satélites é a carga diferencial. Durante as tempestades geomagnéticas, o número e a energia de electrões e iões aumentam. Quando um satélite viaja através deste ambiente energizado, as partículas carregadas que atingem a nave espacial carregam diferentemente porções da nave espacial. As descargas podem fazer arco através dos componentes da nave, prejudicando-os e possivelmente incapacitando-os.

Carga profunda (também chamada carga profunda) ocorre quando partículas energéticas, principalmente electrões, penetram na cobertura externa de um satélite e depositam a sua carga nas suas partes internas. Se se acumular carga suficiente em qualquer componente, esta pode tentar neutralizar-se descarregando para outros componentes. Esta descarga é potencialmente perigosa para os sistemas electrónicos do satélite.

GeofísicaEditar

O campo magnético da Terra é utilizado pelos geofísicos para determinar estruturas rochosas subterrâneas. Na sua maioria, estes geodésicos estão à procura de depósitos de petróleo, gás ou minerais. Só o podem fazer quando o campo terrestre é silencioso, para que as verdadeiras assinaturas magnéticas possam ser detectadas. Outros geofísicos preferem trabalhar durante tempestades geomagnéticas, quando fortes variações nas correntes eléctricas sub-superficiais normais da Terra lhes permitem detectar estruturas sub-superficiais de petróleo ou minerais. Esta técnica é chamada magnetotérmica. Por estas razões, muitos agrimensores usam alertas e previsões geomagnéticas para programar as suas actividades cartográficas.

PipelinesEdit

Campos geomagnéticos com flutuações rápidas podem produzir correntes induzidas geomagneticamente em condutas. Isto pode causar múltiplos problemas aos engenheiros de oleodutos. Os medidores de caudal dos oleodutos podem transmitir informações erradas de caudal e a taxa de corrosão do oleoduto pode ser dramaticamente aumentada.

Perigos de radiação para os humanosEdit

Atmosfera e magnetosfera da Terra permitem uma protecção adequada ao nível do solo, mas os astronautas estão sujeitos a envenenamento por radiação potencialmente letal. A penetração de partículas de alta energia nas células vivas pode causar danos cromossómicos, cancro e outros problemas de saúde. Grandes doses podem ser imediatamente fatais. Os prótons solares com energias superiores a 30 MeV são particularmente perigosos.

Os eventos de prótons solares também podem produzir radiação elevada a bordo de aeronaves voando a grandes altitudes. Embora estes riscos sejam pequenos, as tripulações de voo podem ser expostas repetidamente, e a monitorização de eventos de protões solares por instrumentos de satélite permite monitorizar e avaliar a exposição, e eventualmente ajustar as trajectórias de voo e as altitudes para baixar a dose absorvida.

Efeito nos animaisEditar

Os cientistas ainda estão a estudar se os animais são ou não afectados, alguns sugerem que as tempestades solares induzem as baleias à praia elas próprias. Alguns especularam que animais migratórios que usam a magnetorrecepção para navegar, tais como aves e abelhas melíferas, também podem ser afectados.