Tarihteki En Şiddetli Güneş Olayı Bugün Tekrar Gerçekleşseydi, Dünyamıza Ne Olurdu?

1 Eylül 1859’da, amatör gök bilimci Richard Carrington dünyayı sonsuza dek değiştirecek bir keşif yaptı. O zamanlar 33 yaşında olan Carrington, pirinç teleskobunu gökyüzüne çevirdiğinde bir grup büyük güneş lekesinin üzerinde aniden parlak bir ışığın belirdiğini fark etti. İlk başta, ekipmanında bir arıza olduğunu düşündü. Ancak kısa bir süre sonra, Güneş’te bir patlama olayını izlediğini anlayacaktı.

pexels

Artık, Carrington’un gözlemlediği olayın dünya tarihinde kayıtlara geçen en şiddetli jeomanyetik fırtına olduğunu biliyoruz. Sonraki günlerde Carrington Olayı, gezegene 10 milyar atom bombası enerjisine karşılık gelen elektrikli gaz ve atom altı parçacıkları püskürterek, telgraf iletişiminin aksamasına ve elektrikli sistemlerin alev almasına neden oldu. Normalde kutup daireleri etrafında yaygın olan auroralar, Küba ve Hawaii gibi güney bölgelerden bile görüldü. Oluşan ışıklar o kadar şiddetliydi ki, tanıkların, yalnızca auroralar sayesinde karanlıkta gazete okumaları bile mümkün oluyordu.

Unutmayın, tüm bunlar ilk başarılı benzinli motorun tanıtıldığı yıl gerçekleşti. Teknolojinin her adımımızı yönlendirdiği bu çağda benzer bir güneş olayının, özçekim ("selfie") gönderme yeteneğinizden tuvaletinizin sifonuna kadar hayatın neredeyse her alanını etkileyecek zararlı etkileri olacaktır. Ancak böyle bir olayın bugün dünyamızı nasıl etkileyeceğini anlamak için öncelikle "uzay havasının" veya "uzaydaki hava durumunun" nasıl işlediğini kavramamız gerekiyor.

Güneş Fırtınasının Üç Aşaması

Güneşin gücü nükleer füzyondan gelir, hidrojeni helyuma dönüştürür ve enerjiyi ısı ve ışık şeklinde serbest bırakır. Hidrojen, yüklü bir plazma formundadır ve hareket ettikçe güçlü akımlar ve manyetik alanlar yaratır.

1. Aşama

Bir güneş fırtınasının ilk aşaması süresince bu manyetik enerji muhteşem bir şekilde salınabilir ve buna X-ışını ve ultraviyole (UV) emisyonları eşlik eder. Bunlara güneş patlamaları adı verilir.

2. Aşama

Eğer bu patlamalar, yüksek enerjili partiküllerin salınmasıyla ilişkiliyse, tam teşekküllü güneş fırtınaları veya koronal kütle püskürmeleri (İng: "Coronal Mass Ejection" ya da kısaca "CME") haline gelebilir. Biraz daha esprili bir yaklaşımla bunları, Güneş’in “geğirmesi” olarak düşünebiliriz. Tabii açığa çıkan enerjinin 20 milyon nükleer bomba gücünde olduğunu unutmadan...

Koronal kütle püskürmeleri sırasında Güneş'ten, plazma olarak adlandırılan gaz kabarcıkları püskürür ve Güneş Sistemi boyunca salınan şok dalgaları gönderir. Gökbilimciler bunların tam olarak neden gerçekleştiğini bilmiyorlar, ancak Güneş’in manyetik alanının bununla bir ilgisi olduğu konusunda hemfikirler.

3. Aşama

Güneş katı değildir, sıvı benzeri, elektrik yüklü bir madde olan plazma formundadır. Bu durum türbülansa, türbülans ise Güneş’in manyetik alan çizgilerinin tıpkı bir lastik bandı gerdiğimiz zamanki gibi hareket etmesine sebep olur. Eğer lastiği çok fazla gererseniz, kopar.

Bu üç aşamanın hepsi birleşerek mükemmel güneş fırtınasını yaratır.

NASA

Güneş fırtınaları sık sık meydana gelir, ancak bunların etkilerinin Dünya’ya yansıması çok sık karşılaşılan bir olay değildir. Bugüne kadar, Carrington Olayı’ndan sorumlu olan güneş fırtınalarından çok daha küçük fırtınalar elektrik sistemlerimizi ve altyapılarımızı tahrip etti. Daha büyük ölçekte bir güneş fırtınası, gezegenimize çok daha büyük bedeller ödetebilir.

NASA tarafından finanse edilen 2009 tarihli bir araştırmaya göre, neredeyse hiçbir şey uzayda gerçekleşen olaylardan muaf değildir ve bu olaylar modern toplumumuzu hemen hemen her açıdan etkiler. Ulusal Araştırma Konseyi'nin 2008 tarihli raporuna göre, büyük ölçekli bir güneş fırtınası gerçekleşmesi durumunda yalnızca ABD'de, zararlar muhtemelen ilk yıl 1-2 trilyon dolar olacak ve tam bir iyileşme on yıl kadar sürecek. Yapılan diğer tahminler de buna benzer şekilde.

Dünya İklimi Üzerindeki Potansiyel Etkiler

Güneş, görünür dalga boyundan, kızıl ötesi ve ultraviyole dalgalara kadar birçok dalga boyunda enerji üretir. Güneş'ten aldığımız enerji miktarı 11 yıllık bir döngüde değişir. Bu sebeple, uzay havasının etkileri söz konusu olduğunda UV ışığı özellikle önemlidir.

2019 yılının Aralık ayında yeni bir döngü olan Döngü 25'e girdik, yani güneş minimumunu aştık ve önümüzdeki birkaç yıl içinde daha aktif bir maksimuma doğru ilerliyoruz. Güneş daha aktif olduğunda, stratosferin kimyasal bileşimini etkileyebilen ve atmosferin sıcaklığını değiştirebilen daha fazla UV ışığı elde ederiz. NOAA’nın Uzay Hava Durumu Tahmin Merkezi (SWPC), UV ışığının Dünya’nın değişen iklimindeki rolü hakkında çok az şey bilindiğini bildiriyor; ancak bir teori, Güneş’in döngüsü boyunca kozmik ışınların atmosferde çekirdeklenme oluşturabileceğini savunuyor. Bu, bulut oluşumunu potansiyel olarak tetikleyebilir, daha bulutlu hava koşulları yaratabilir ve Dünya'ya ne kadar ışık ulaşacağını daha çok etkileyebilir.

“Nasıl yani, hep mi felaket senaryosu?” diyorsanız eğer, cevap hayır. Aurora Borealis (Kuzey Işıkları) ve Aurora Australis (Güney Işıkları), Dünya'nın üst atmosferinde, atmosfer yüzeyinin 80 ila 500 kilometre üzerinde çarpışan elektronların sonucu oluşur. En azından nefes kesici bir manzaraya sahip olacağız.

Elektrik Güç Şebekeleri

1859 yılında Dünya, bugün olduğu kadar birbirine bağlı veya güç sistemlerine bağımlı değildi. Elektrik çoğunlukla insan yapımı sistemlerde bulunur, ancak aynı zamanda doğada kendiliğinden de oluşur. Dünya, okyanusları ve atmosferi, gezegenin dönüşüne tepki verir. Tıpkı Ay’ın yerçekimine ve Güneş’ten gelen radyasyon değişimine tepki verdiği gibi. Jeomanyetik fırtınalar bu sistemlerde sıkıntılara neden olabilir. Jeomanyetik fırtınaların ilk kez gözlemlendiği 1940 yılından beri, güç kesintilerini tetiklediği, ekipman fonksiyonlarını bozduğu, trafo kayıplarına neden olduğu ve uzun hatlı iletişim kablolarında sıkıntılara sebep olduğu bilinmektedir.

unsplash

NASA yayınladığı bir raporda ve 130 milyondan fazla insanın güçsüz kalacağını şu sözlerle özetliyor:

Elektrik gücü, neredeyse tüm diğer altyapı hizmetlerin bağlı olduğu modern toplumun köşe taşı teknolojisidir. Su dağıtımı birkaç saat içerisinde etkilenirdi; 12 ile 24 saat içinde yiyecekler bozulabilir, ilaçlar kaybolabilirdi; ısıtma kaybı yaşanabilir ve hava koşulları değişebilirdi, kanalizasyon boşaltma, telefon servisleri, yakıt ikmali ve daha nicesi bu durumdan etkilenirdi.

Benzer bir olay Mart 1989’da yaşandığında, bir jeomanyetik fırtına Kanada’nın Hydro-Quebec elektrik şebekesinin çökmesine neden oldu ve milyonları dokuz saat kadar elektriksiz bıraktı; Kuzeydoğu ABD’den Orta Atlantik’e, doğudan orta batıya uzanan elektrik şebekesinde yaklaşık 200 anomali hissedildi. 2017’de büyük bir güneş lekesi, Avrupa, Afrika ve Atlantik Okyanusu’ndaki kısa dalga radyolarında kesintiye sebep olan ve on yılın en büyük güneş patlaması haline gelen bir CME üretti.

Küresel Konumlandırma Sistemleri

Neredeyse her cep telefonu, otomobil ve tarım ve inşaattan keşif ve incelemeye kadar herhangi bir seviyede hassas konum ölçüm gerektiren her türlü ekipman küresel bir konumlandırma sistemi (GPS) kullanır. Bu sistemin etkisinin önümüzdeki yıllarda daha büyük bir kapasitede hissedilmesi ve sektörün önümüzdeki beş yıl içinde yaklaşık 3 milyar dolar değerinde olması bekleniyor.

unsplash

GPS radyo sinyalleri uydudan yerdeki alıcılara ulaşır ve iletişimi olumsuz etkileyecek uzay hava koşulları olmadığı sürece iyonosferden geçer. Bu durumda GPS sistemlerimizin sunduğu modeller bir metre civarı mesafelerde oldukça doğrudur. Ancak iyonosfer, uzay hava olaylarından olumsuz etkilenirse, artık GPS sistemlerinin sunduğu veriler doğru olmayacaktır. Büyük ölçekte gerçekleşecek olası bir güneş fırtınası, bu cihazların doğruluğunu onlarca metre veya belki de daha fazla etkileyebilir.

Yüksek Frekanslı Radyo İletişimi

unsplash

İyonosfer değişiklikleri, araba stereolarından ticari havayollarına ve federal iletişimlere kadar her şeyde kullanılan radyo yayınlarımızı da etkileyebilir. Bir radyasyon fırtınası sırasında güneş patlamaları, başarısız uydu iletişimlerine benzer şekillerde radyo iletişimini bozabilir, ancak bunlar kısa süre sonra normale dönme eğiliminde olacaklardır.

Uydu Sistemleri

Günümüzde uydu iletişimi hayatımızın her anını yönetiyor ve bu olay uzaydaki bir uydu ile iletişim kuran herhangi bir nesne veya varlık aracılığıyla geçekleşiyor. Bu gün yaklaşık 2.000 tane uyduyu aktif olarak kullanıyoruz. Uydu iletişimi radyo sinyallerine benzer yüksek frekanslı sinyalleri kullanır. Bu sinyaller çevresel koşullardan etkilenir ve Plazmanın iyonosferin içinde olması gibi durumlarda tamamen iletişim kaybı yaşanabilir.

canva

Bu tarz bir olay 2003 yılında, yaklaşık üç hafta süren bir dizi güneş patlaması ve koronal kütle püskürmeleri sırasında meydana geldi. Cadılar Bayramı Fırtınaları olarak bilinen bu vaka İsveç'te elektrik kesintilerine sebep oldu, uydulara zarar verdi ve bunların yanı sıra, uzay aracındaki aletlerin geçici olarak kapanmasına sebep olarak büyük bir korku yarattı. NASA'nın güneş bilimcisi Holly Gilbert yaptığı açıklamada şöyle diyor:

Bu fırtınaların etkileri öylesine korkunçtu ki pilotlar uçakları yeniden yönlendirmek zorunda kaldı, uydu sistemlerini ve iletişimi etkiledi. Ayrıca İsveç'te yaklaşık bir saat elektrik kesintisine neden oldu.

Böyle Bir Felakete Nasıl Hazırlanıyoruz?

2012 yılında yapılan tahminler, 2020 yılına kadar felaket bir mega fırtına göreceğimiz yönündeydi. Ancak bunun ne zaman veya ne kadar güçlü olabileceğini tam olarak tahmin etmemizin bir yolu yok. NASA böyle bir duruma hazırlıkla olmamız için enerji şirketlerinin bir fırtına vurmadan önce transformatörleri çevrimdışı duruma getirmelerini sağlayacak bir altyapının yeniden tasarlanmasını istiyor. Uzay ajansı, daha iyi tahmin önlemlerinin, araştırmacıların bu güneş patlamalarının ne zaman ve nerede göründüğünü daha iyi tahmin etmelerine olanak sağlayacağını ve eğer Dünya'ya yönelirlerse operatörlere, gerekli ayarlamaları yapmak için zaman kazandıracağını söylüyor.

Avrupa'daki GREGOR teleskopu, Inouye Güneş Teleskobu ve Yüksek Çözünürlüklü Koronal Görüntüleyici gibi teleskoplar ve NASA'nın Parker Solar Probe ve ESA'nın Solar Orbiter gibi görevleri sayesinde, son birkaç yılda Güneş'in şimdiye kadarki en yüksek çözünürlüklü görüntülerini elde ettik. Bu gelişmeler, yıldızımız hakkında daha fazla bilgi edinmemize ve daha keskin tahminler yapmamıza olanak sağlıyor.

Bu tedbirlere rağmen, olur da her şey başarısız olursa, güzel bir gösteri için gökyüzüne bakın.