Solar superstorm: l’incubo delle società moderne

Il flusso di particelle cariche prodotto da un evento solare esplosivo che raggiungesse il nostro pianeta potrebbe causare danni alle infrastrutture tecnologiche nello spazio e a terra con pesanti conseguenze economiche e sociali. È un evento raro che non possiamo prevedere

Supponiamo un black out di parecchie ore che colpisca un’area grande come tutto il Nord America: le città e le case rimangono al buio, i treni si fermano nella campagna, gli aerei rimangono sulle piste, i servizi di emergenza riescono con fatica a coprire tutte le richieste. Supponiamo che in contemporanea l’elettronica dei satelliti di telecomunicazione e meteorologici vada in tilt o fornisca segnali sbagliati. Supponiamo ancora che, nello stesso tempo, intense correnti elettriche vaganti nell’aria a bassa quota e nel sottosuolo provochino danni alle linee ad alta tensione, ai cavi sottomarini, alle pipeline e ai grandi impianti industriali.
Incubi da fantascienza? Niente affatto: tutto questo potrebbe essere il disastroso effetto di un solar superstorm (super-tempesta solare), un’esplosione sulla superficie del Sole che sprigiona nello spazio un flusso rarefatto ma molto ricco di energia di particelle cariche (protoni, elettroni, elioni ecc.). Alcune correnti di questo flusso, accelerate sino a quasi la velocità della luce, raggiungerebbero la Terra nel giro di poche ore; altre più lente si dispiegherebbero nello spazio interplanetario in una estesa nube di particelle che investirebbe il nostro pianeta dopo uno o due giorni. Le correnti elettrizzate penetrerebbero nell’atmosfera terrestre attraverso le cuspidi polari (finestre sullo spazio che si aprono per la quasi coincidenza dei poli magnetici e geografici) provocando perturbazioni ai campi elettrici e magnetici naturali del nostro pianeta, a loro volta generatrici di anomale correnti elettriche aeree e a terra. Ad alta quota, sarebbero molto esposti i delicati dispositivi elettronici dei satelliti artificiali, la maggior parte dei quali sono impiegati nelle comunicazioni intercontinentali e nel rilevamento di dati ambientali e meteorologici. A quote inferiori, le alterazioni alla conducibilità elettrica della ionosfera potrebbero generare disturbi alle rilevazioni dei Gps e alle comunicazioni radio, con ricadute sul traffico aereo e i trasporti a terra.

Correnti elettriche vaganti a bassa quota e sottoterra genererebbero danni alle reti elettriche ad alta tensione, ai grandi impianti industriali e alle reti (centrali elettriche, condutture sotterranee, cavi sottomarini, pipeline ecc.). I danni potrebbero essere tali da sconvolgere per un tempo piuttosto lungo la vita di ampie comunità, con seri problemi sociali e di sicurezza e con pesanti conseguenze economiche. Le regioni più esposte a questi fenomeni sono quelle polari nelle quali, a causa della conformazione bipolare del campo magnetico terrestre e la quasi corrispondenza con i poli geografici, i flussi particellari di origine solare si incanalano più facilmente. Di fatto, i rischi maggiori riguardano l’emisfero boreale che, rispetto a quello australe, alle alte latitudini è oggi più popolato e più industrializzato. Peraltro, data l’attuale globale diffusione e interconnessione delle reti wireless e fisiche nello spazio e a terra, il problema riguarda strutture e sistemi su cui si basa l’organizzazione sociale ed economica di quasi tutto il pianeta.

UNA MINACCIA ATTUALE

Nel passato, tutto questo passava inosservato per l’assenza di infrastrutture esposte a questo genere di perturbazioni. Ma dalla metà dell’Ottocento le cose sono cambiate perché i primi estesi e complessi sistemi tecnologici basati su tecnologie magnetiche ed elettriche si sono dimostrati sensibili agli effetti indotti dalle perturbazioni ambientali di origine solare. Fortunatamente, non sempre la Terra nel suo moto attorno al Sole incrocia i flussi di particelle diffusi nello spazio dai superstorm e non tutti questi eventi posseggono lo stesso grado di intensità e pericolosità. La super-tempesta solare è un evento raro di cui purtroppo non riusciamo ancora a cogliere le avvisaglie, per cui a poco servono le diverse sonde che dallo spazio tengono il Sole sotto costante osservazione. Tuttavia, nella speranza che la fisica solare riesca in un prossimo futuro a capire quali segnali possano avvisarci con un buon anticipo di alcune saltuarie ma poco benevole intenzioni della nostra stella, è proprio degli allarmi inviati dalle sonde spaziali che dobbiamo accontentarci. Questi segnali di pericolo,
però, arrivano sulla Terra quando i fenomeni solari sono già innescati e i pericolosi flussi particellari sono già in viaggio. Le correnti più veloci ed energetiche impiegano poche ore a raggiugere il nostro pianeta e quindi l’allarme delle sonde ne precede l’arrivo solo di un paio d’ore. Potrebbero però essere sufficienti per mettere al riparo le infrastrutture più esposte, nello spazio e sul nostro pianeta. In effetti, i pericoli non riguardano tanto gli eventi di media o alta intensità, fronteggiabili in parte con ordinarie misure di prevenzione, quanto l’evento estremo, molto raro ma statisticamente certo. Seppur a fronte di una casistica molto limitata, si ritiene che la distanza temporale più probabile fra due eventi solari di intensità elevata vada dai 30 ai 70 anni (più o meno quella fra due devastanti terremoti) e quella fra due eventi di intensità eccezionale dai 100 ai 250 anni.

LA PRIMA VITTIMA FU’ IL TELEGRAFO

Il 1° settembre del 1859 l’astronomo dilettante inglese Richard Carrington (1826-1875), mentre faceva la sua quotidiana ispezione del disco solare, fu sorpreso nel vedere, all’interno di un grande gruppo di macchie, due piccole zone molto luminose che svanirono nel giro di pochi minuti. A posteriori sappiamo che Carrington aveva visto un solar superstorm così violento da apparire anche nella frequenza ottica. Nei giorni successivi, imponenti aurore polari e tempeste magnetiche si manifestarono a latitudini molto più basse del solito in entrambi gli emisferi. Ma più sorprendenti ancora furono i disturbi registrati in quei giorni dal sistema telegrafico in Nord America e Nord Europa (Italia compresa), una rete di comunicazione già allora estesa e ben funzionante. Molti i guai segnalati in varie località: cortocircuiti e surriscaldamenti delle linee elettriche, blocchi e malfunzionamenti delle apparecchiature di trasmissione e ricezione dei segnali Morse, scosse e scottature alle mani degli addetti. Fu la prima volta in cui si cominciò a sospettare che un evento extraterrestre potesse aver generato effetti tecnologici, oltre che geofisici. Seppur in assenza di valutazioni strumentali, l’evento del 1859 è ritenuto il più imponente tra quelli registrati sino ai giorni nostri. Oggi è noto come “evento Carrington” (Carrington event) e costituisce una specie di unità di misura di tutti i solar superstorm, di cui da almeno una cinquantina di anni possiamo valutare bene l’entità e gli effetti.

Gli eventi che in questi decenni si sono avvicinati come intensità a quella dell’evento Carrington non sono stati molti. L’episodio del 4 agosto 1972 è balzato agli onori della cronaca perché ritenuto la causa, oltre che dei soliti disturbi elettromagnetici in quota, di correnti elettriche telluriche che hanno innescato una trentina di mine sottomarine installate dagli americani davanti al porto di Haiphong, in Vietnam, durante la lunga guerra con i Viet Cong, come ha confermato un rapporto dell’US Navy, desecretato nel novembre 2018. Pesanti, invece, furono le conseguenze della tempesta del 13 marzo 1989 che provocò, oltre ad aurore polari estese sino alle latitudini della Florida, la fusione degli avvolgimenti dei trasformatori di alcune grandi centrali elettriche in Quebec (Canada) e in New Jersey, negli Stati Uniti, innescando un black out che ha interessato per parecchie ore milioni di persone. Altri due superstorm che hanno mandato in confusione i dispositivi elettronici di diversi veicoli spaziali e che hanno disturbato le comunicazioni radio sono stati quelli del 14 luglio 2000 (Bastille storm) e del 1° novembre 2003 (Halloween storm). Ancora più forte è stato il superstorm del 23 luglio 2012 che, fortunatamente, si è sviluppato in una zona interplanetaria solo sfiorata dal nostro pianeta: se ci avesse investito, le conseguenze tecnologiche sarebbero state catastrofiche.

Dal terribile e sinora insuperato Carrington event sono passati quasi 200 anni: è il caso di preoccuparci?