آیا سال 2012 پایان عمر زمین است ؟
آیا سال 2012 پایان عمر زمین است ؟
تا سال 2013 يكي از شديدترين توفان‌هاي خورشيدي در يك قرن اخير روي مي‌دهديكي از بزرگ‌ترين فجايعي كه بشر امكان رويارويي با آن را خواهد داشت از 18 ساعت پس از زماني شروع مي‌شود كه 10 ميليارد تن پلاسماي داغ از خورشيد متصاعد شود. اين رويدادي است كه پيش از اين نيز روي داده است. اما دانشمندان مطمئن هستند كه باز هم روي خواهد داد. هنگامي كه اين حجم عظيم از پلاسما كه بيشتر شبيه ابر بارداري از ذرات موسوم به CME به زمين مي‌رسد جريان‌هاي الكتريكي شبكه‌هاي برق سراسر زمين را دچار آشفتگي مي‌كنند، ترانسفورماتورها نابود مي‌شوند، برق سراسر جهان قطع مي‌شود و به دنبال آن سيستم حمل و نقل سراسر جهان متوقف مي‌شود.
به اين ترتيب زندگي در سياره ما به حالت فلج در مي‌آيد. در عرض چند هفته حتي ژنراتورهاي اضطراري كه در نيروگاه‌هاي توليد برق هسته‌اي به كار گرفته شده‌اند از كار مي‌افتند و اين يعني يك فاجعه بزرگ، چون پمپ‌هاي الكتريكي كه آب را از مخازن مخصوص به حوضچه‌هاي خنك‌كننده منتقل مي‌كنند ديگر كار نمي‌كنند و به اين ترتيب احتمال نشت مواد راديواكتيو به بالاترين حد خود مي‌رسد. تنها كافي است تصور كنيد در سراسر آمريكا 30 تأسيسات اتمي در حد و اندازه چرنوبيل وجود دارد. دانشمندان هجوم حجم عظيمي از پلاسماي خورشيدي به زمين را فاجعه‌اي بزرگ مي‌دانند كه از كار افتادن تأسيسات اتمي تنها بخشي از تبعات آن به شمار مي‌آيد. حالا خبر نگران‌كننده اين است كه بنا به گفته بسياري از دانشمندان متخصص در زمينه تأثير اوضاع جوي و فضايي بر شبكه‌هاي برق، زمين در آستانه رويارويي با يكي از اين حملات قرار دارد. گرچه هجوم پلاسما به زمين مي‌تواند در هر زماني روي دهد اما تقريبا هر 11 سال يك بار يكي از شديدترين آنها روي مي‌دهد. به خاطر داشته باشيم كه جولاي 2013 پايان يكي از اين بازه‌هاي زماني 11 ساله است.
قدرتمندترين هجوم ذرات پلاسماي خورشيدي به زمين كه از زمان پيدايش سياره ما در در يك چرخه خورشيدي روي داده است به‌زودي باز هم تكرار مي‌شود. دانشمندان پيش‌بيني مي‌كنند اوج نسخه بسيار شبيه به آن تا سال 2013 زمين را تحت تأثير قرار خواهد داد. در حادثه مشابه ي كه سال 1859 روي داد و از آن به حادثه كارينگتون ياد مي‌شود تخليه الكتريكي روي داده در سراسر آمريكا اپراتورهاي تلگراف را شوكه كرد و حتي در بسياري از موارد ماشين‌آلاتي كه براي ارسال و دريافت تلگراف به كار گرفته مي‌شدند نيز به آتش كشيده شدند. در يكي ديگر از اين موارد كه به سال 1921 مربوط مي‌شود شبكه‌هاي راديويي در سراسر سواحل شرق آمريكا و زيرساختارهاي تلگراف در بسياري از مناطق اروپايي به شدت آسيب ديدند. گروهي از دانشمندان كه اين مقوله را دنبال مي‌كنند در گزارشي كه سال 2008 به آكادمي ملي علوم آمريكا ارائه كردند چنين برآورد كردند كه توفان خورشيدي مشابه آنچه سال 1921 روي داد مي‌تواند با از كار افتادن 350 ترانسفورماتور در شبكه برق فعلي آمريكا منجر شود كه در نتيجه آن 130 ميليون نفر در سراسر اين كشور در خاموشي مطلق قرار خواهند گرفت. البته مي‌توان ترانسفورماتورهاي از كار افتاده را با دستگاه‌هاي جديد تعويض كرد اما اين كار وقتگيري است و حداقل 2 سال براي ساخت آنها زمان لازم است.
خطري كه نيروگاه‌هاي اتمي آمريكا و جهان را تهديد مي‌كند
زماني كه جريان برق مورد استفاده در نيروگاه‌هاي اتمي متوقف مي‌شود ژنراتورهاي ديزلي شروع به كار مي‌كنند. اين دستگاه‌ها آب را به حوضچه‌هاي خنك كننده سوخت اتمي منتقل مي‌كنند. اما استفاده از اين ژنراتورها براي اين منظور نهايتا تا 30 روز امكانپذير است. ذوب شدن ميله‌هاي حاوي سوخت اتمي فرآيندي است كه در چنين شرايطي آغاز مي‌شود و اين همان چيزي است كه در حادثه زمين لرزه و سونامي چند ماه پيش ژاپن ديده شد كه در پي آن آسيب‌هاي فراواني به نيروگاه اتمي فوكوشيما وارد آمد. دانشمندان از ذوب شدن ميله‌هاي حاوي سوخت در چنين حالتي مطمئن هستند؛ چون پيش از اين نيز نمونه‌هاي مشابه ی روي داده است. نشت مواد راديو اكتيو نگراني‌هاي زيادي به همراه دارد؛ چون در اين وضعيت قرمز سلامت انسان‌هايي كه تا شعاع ده‌ها كيلومتري نيروگاه‌هاي اتمي آسيب ديده قرار دارند بشدت در معرض خطر قرار مي‌گيرد. يك ماه پيش از حادثه نيروگاه اتمي فوكوشيما، گروهي از مهندسان در آمريكا كه در بنيادي موسوم به Foundation for Resilient Societies عضويت دارند درخواستي روانه كميسيون مقررات هسته‌اي اين كشور كردند كه در آن پيشنهاداتي درخصوص بهبود و به روز رساني سيستم‌هاي امنيتي مربوط به مواقع اضطراري در نيروگاه‌هاي اتمي سراسر آمريكا ارائه شده بود. در اين درخواست عنوان شده است كه وقوع يك توفان سهمگين خورشيدي تبعاتي براي نيروگاه‌هاي اتمي آمريكا به همراه خواهد داشت كه فراتر از اثرات زمين لرزه 9 ريشتري ژاپن بر نيروگاه اتمي فوكوشيماست و در پي آن حدود دوسوم از نيروگاه‌هاي اتمي آمريكا براي يك تا دو سال بدون برق خواهند بود.
همانگونه كه بشر هنوز به توانايي‌هاي لازم جهت پيش‌بيني زمين‌لرزه دست نيافته است پيش‌بيني توفان‌هاي خورشيدي نيز هنوز به صورت قطعي امكانپذير نيست
البته جلوگيري از وارد آمدن چنين لطماتي به شبكه‌هاي برق و نيروگاه‌هاي اتمي كار چندان سخت و پيچيده‌اي نيست اما بسيار هزينه‌بر است. اگر دانشمندان پيش‌بيني زماني مناسبي از زمان آغاز اين توفان‌ها و رسيدن امواج آنها به زمين داشته باشند (حداقل تا چند ساعت قبل) شركت‌هاي اداره كننده شبكه‌هاي برق سراسر جهان مي‌توانند ترانسفورماتورهاي خود را خاموش كرده و پس از پايان توفان خورشيدي بار ديگر آنها را روشن كنند. اما در اينجا يك مسأله جدي وجود دارد. از كار انداختن موقتي شبكه‌هاي برق آن هم در چنين مقياس كلاني هزينه‌هاي ميليارد دلاري به همراه دارد، تازه اگر پيش‌بيني‌ها درباره زمان آغاز توفان با ضريب دقت بالايي صورت گرفته باشد.
اكتبر سال گذشته گروهي از دانشمندان ناسا از آغاز برنامه‌اي موسوم به سپر خورشيدي خبر دادند. اين برنامه براي نظارت بر فوران‌هاي خورشيدي و انجام پيش‌بيني‌هاي دقيق درخصوص زمان آغاز و رسيدن امواج آن به زمين در نظر گرفته شده است. اين يك گام جدي در راه مقابله با تبعات سنگين توفان‌هاي خورشيدي محسوب مي‌شود. مبناي اصلي كار در اين برنامه استفاده از ماهواره‌اي است كه در سال 1997 به فضا پرتاب شده است. محققاني كه در اين برنامه بي‌سابقه حضور دارند به خود مي‌بالند چون تنها گروهي در دنيا هستند كه با استفاده از ماهواره روي اين مقوله تخصصي كار مي‌كنند.
آب‌بندي كوچك براي رويارويي با سيلابي عظيم
كشورهايي نظير آمريكا كه انبوهي از نيروگاه‌هاي اتمي را در خود جاي داده‌اند بشدت نگران تبعات منفي توفان‌هاي خورشيدي هستند. ماهواره‌اي كه سال 1997 در قالب برنامه سپر خورشيدي به فضا پرتاب شد تنها براي 5 سال كار مفيد طراحي شده بود و اكنون با يك حساب ساده سرانگشتي مشخص مي‌شود كه نزديك به 12 سال از پايان عمر آن گذشته است و اين درحالي است كه سيستم پشتيبان ديگري براي آن در نظر گرفته نشده است. اين نگراني موجب شده تا وزارت امنيت داخلي آمريكا دست به كار شده و در زمينه استفاده از يك ترانسفورماتور جايگزين اضطراري سرمايه‌گذاري كند اما نكته مهم اين است كه اين پروژه تا چند سال آينده به سرانجام نمي‌رسد.
جان كاپنمن از چندي پيش خازن 100 هزار دلاري براي مقابله با توفان‌هاي خورشيدي ساخته است اما هنوز هيچ كس از كارايي آن و ساير تلاش‌هاي مشابه ی كه در اين زمينه صورت گرفته است مطمئن نيست. توماس پاپيك محققي است كه نقش اصلي را در تأليف گزارش ارائه شده به كميسيون مقررات هسته‌اي آمريكا داشته است. او مي‌گويد: توفان خورشيدي كه زمين در انتظار رويارويي با آن است شباهت كمي با توفان‌هايي دارد كه در صد سال گذشته روي داده‌اند. از اين‌رو مي‌توان گفت كارهايي كه براي محافظت از خود انجام داده ايم تنها شبيه ساخت آب‌بندي كوچك براي رويارويي با يك سيلاب عظيم است. او هشدار مي‌دهد كه ما بايد سيستم محافظتي بزرگي براي رويارويي با توفان خورشيدي صدساله طرحي كنيم.
در سپتامبر 1859 خورشيد يكي از قدرتمندترين توفان‌هاي خود را به نمايش گذاشت. شدت آن توفان تا به حدي بود كه بر فراز كوبا و هاوايي نمايش‌هاي خيره‌كننده‌اي از نورشمالگان برپا شده بود. گرچه بيش از 150 سال از آن رويداد مي‌گذرد اما همواره دانشمندان زيادي بوده‌اند كه يك پرسش اساسي را بارها و بارها مطرح كرده‌اند؛
چه اتفاقي روي خواهد داد اگر باز هم چنين توفان شديدي آغاز شود؟
صداي پاي خورشيد مي‌آيد!
توفان‌هاي خورشيدي همواره زمين را تحت تأثير قرار مي‌دهند اما تبعات آنها آنقدر چشمگير نيست كه نگراني‌هايي به همراه داشته باشد. در طول سال دانشمندان زيادي در گوشه و كنار جهان مشغول بررسي اين توفان‌ها هستند. پروفسور دانيل بيكر از دانشگاه كلورادو يكي از اين افراد است كه از وي به عنوان يكي از كارشناسان برجسته اوضاع جوي و فضايي در دنيا ياد مي‌شود. او مي‌گويد طي 4 سال گذشته شراره‌هاي قدرتمند خورشيد به شكل‌گيري توفاني منجر شده است كه برخي از ارتباطات زميني را مختل كرده است. مشاهدات ثبت شده نشان مي‌دهند كه در 15 فوريه شراره‌هاي قدرتمند خورشيد آنچنان غرشي داشته‌اند كه ميليون‌ها تن ذرات باردار روانه زمين كرده‌اند. اين هجوم پلاسمايي توفان زمين مغناطيسي نيز به همراه داشته است كه در نتيجه آن ميدان مغناطيسي زمين نيز تحت تأثير قرار گرفته است.
در صورتي كه توفان خورشيدي قدرتمندي روي دهد تنها نيروگاه‌هاي اتمي سراسر جهان نيستند كه مورد آسيب‌هاي جدي قرار مي‌گيرند بلكه مجموعه وسيعي از سيستم‌ها و فناوري‌هاي كاربردي كه نبود آنها لطمات جبران‌ناپذيري به زندگي انسان‌ها مي‌زنند نيز تحت تأثير قرار مي‌گيرند. از سيستم‌هاي ارتباطاتي ماهواره‌اي گرفته تا بسياري از فناوري‌هاي مرتبط با امور امنيتي و حتي سيستم‌هاي مسيريابي هوايي همگي تحت تأثير قرار مي‌گيرند. خدمه سيستم‌هاي پروازي و البته فضانوردان نيز از جمله انسان‌هايي هستند كه بيشترين آسيب‌ها را بابت فوران‌هاي خورشيدي و توفان‌هاي ناشي از آنها متحمل مي‌شوند. بيكر با اطمينان مي‌گويد: خورشيد كم كم بيدار مي‌شود. بديهي است طي يك قرن گذشته خورشيد يكي از آرام‌ترين دوران‌هاي خود را سپري كرده است. اما اكنون به نظر مي‌رسد كه زمان غرش كم سابقه آن فرا رسيده باشد.
منشأ شكل‌گيري توفان‌هاي خورشيدي
توفان‌هاي خورشيدي در دل خورشيد شكل مي‌گيرند اما چگونه؟ تمام درك دانشمندان در اين باره به اين حقيقت علمي ختم مي‌شود و آن اين‌كه كه ميدان‌هاي مغناطيسي خورشيد و خطوط ميداني آن علت اصلي شكل‌گيري اين توفان‌ها هستند. با اين حال اين هنوز يك درك بسيار ابتدايي است. ما هنوز شواهد روشني در اختيار نداريم كه نشان دهند چه شكلي از خطوط ميدان مغناطيسي خورشيد ممكن است در آستانه شكل‌گيري يك فوران عظيم خورشيدي ايجاد شود؟
البته حداقل مي‌دانيم كه در خورشيد حلقه‌هاي متصل به سطحي وجود دارند كه به طور طبيعي شدت فوران‌هاي خورشيدي را كم مي‌كند. اما بر اساس فرآيندي كه از آن به طناب مغناطيسي ياد مي‌شود توفان‌هاي خورشيدي شكل مي‌گيرند. در حقيقت اين طناب را مي‌توان عامل اصلي اين پديده انرژيكي ناميد. تا مدت‌ها هيچ كس از وجود اين عامل اطلاعي نداشت اما اكنون و به لطف مشاهدات دقيق دانشمندان درك ما از اين عامل افزايش يافته است. دانشمندان نظريه‌اي را در اين زمينه مطرح كرده‌اند كه بر اساس آن پديده طناب مغناطيسي شامل خطوط ميدان مغناطيسي مي‌شود كه به دور يك محور مركزي پيچيده شده و جريان الكتريكي توليد مي‌كنند. در ادامه اين جريان قوي اين قابليت را دارد تا نيروي الكترومغناطيسي بسيار قدرتمندي توليد كند كه با وجود آن خطوط ميدان مغناطيسي خورشيد قدرتمند شده و طناب مغناطيسي را با سرعت‌هايي كه شايد فعلا براي ما قابل درك نباشد به سمت بيرون هدايت مي‌كند.
در حال حاضر بشر بيشتر به دنبال دستيابي به فناوري‌هاي لازم جهت پيش‌بيني دقيق زمان آغاز توفان‌هاي شديد خورشيدي و رسيدن امواج پلاسمايي آن به زمين است. درك فرآيند فوران‌هاي خورشيدي مي‌تواند به دانشمندان در دستيابي به فناوري‌هاي مورد نظر كمك زيادي كند.
ماهواره‌ها فعلا از اولويت‌هاي اصلي دانشمندان در اين مسير دشوار به شمار مي‌آيند. به‌تازگي اين امكان منحصر به فرد فراهم شده است كه با استفاده از سيستم‌هاي ماهواره‌اي، بسياري از شبكه‌ها و سيستم‌هاي آسيب‌پذير در برابر توفان‌هاي خورشيدي در آستانه رسيدن امواج مخرب آنها به زمين از كار بيفتند و بلافاصله پس از پايان آنها بار ديگر كار خود را از سر بگيرند. همانگونه كه بشر هنوز به توانايي‌هاي لازم جهت پيش‌بيني زمين لرزه دست نيافته است، پيش‌بيني توفان‌هاي خورشيدي نيز هنوز به طور قطع امكانپذير نيست. اما آنچه در دو دهه گذشته در زمينه شناخت فوران‌هاي خورشيدي روي داده است نويدبخش روزهايي اميدواركننده است؛ دوراني كه آسيب‌ديدگي زيرساختارهاي ارتباطاتي، صنايع گوناگون و البته نيروگاه‌هاي اتمي ناشي از توفان‌هاي خورشيدي به‌حداقل مي‌رسد.