Una gran tormenta solar eventualmente golpeará la Tierra. ¿Cómo impactará tu vida?

A las disrupciones a nivel global provocadas por el cambio climático, se le suma una nueva amenaza que proviene del espacio: las tormentas solares
Por Tangible Ciencia y Tecnología El Universal

A las 2.44 de la madrugada del lunes 13 de marzo de 1989, toda la provincia de Quebec, en Canadá, se hundió en la oscuridad. En pleno invierno, más de seis millones de personas quedaron desprovistas de un servicio crucial para la vida moderna: electricidad. Los hogares se enfriaron, los ascensores dejaron de funcionar, las pantallas permanecieron apagadas y los teléfonos, muertos. 

Nadie lo había previsto ni por entonces entendía cuáles eran las causas de aquel apagón general que se duró doce horas. Solo había preocupación, dudas e indicios. Poco tiempo antes, la aparición de auroras extremadamente intensas —vistas tan al sur como Florida y Cuba— hicieron sospechar a muchos que había estallado una guerra nuclear.

Algunos satélites habían sufrido fallos electrónicos y hasta un transformador en una planta de energía nuclear en Nueva Jersey, Estados Unidos, había sido destruido. De pronto, todas las piezas encajaban: las causas no había que buscarlas en la Tierra sino en el espacio

Tormenta geomagnética

El culpable era ni más ni menos que el Sol. Nuestra estrella, que nos provee de luz y calor, había incitado la oscuridad. El viernes 10 de marzo de 1989 los astrónomos habían detectado una poderosa explosión solar. En minutos, una llamarada o “eyección de masa coronal” del tamaño de 36 Tierras salió desprendida directamente hacia nuestro planeta a 1,6 millones de kilómetros por hora provocando la interferencia de señales de radio. 

Dos días después, la vasta burbuja o nube de plasma solar —esto es, un gas de partículas cargadas eléctricamente— finalmente golpeó el campo magnético de la Tierra, el escudo que funciona como una burbuja protectora contra la radiación. La violencia de esta “tormenta geomagnética” fue tal que causó espectaculares “luces del norte” y un brillo rojo que apareció en el cielo nocturno de la mayor parte del mundo.

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Foto ilustrativa de las “luces del norte” | Foto: Especial

Los efectos de la tormenta espacial se extendieron hasta la superficie de la Tierra provocando sobrecargas eléctricas en las redes eléctricas de América del Norte, como la hidroeléctrica de Canadá Hydro-Québec.

Fue entonces cuando la comunidad científica y los gobiernos comenzaron a tomar en serio a estos fenómenos naturales extremos. En un informe de 2013, el mercado de seguros Lloyd de Londres estimó los costos que una gran tormenta solar podría tener para la economía global: entre 600.000 millones y 2,6 billones de dólares al desactivar una gran parte de la red de energía eléctrica y afectar servicios clave como el abastecimiento de agua, la salud, el transporte, con el caos y los disturbios consecuentes.

Es algo que no podemos predecir cuándo va a ocurrir pero sabemos que una gran tormenta solar eventualmente va a volver a golpear a la Tierra“, dice el físico Américo González Esparza, desde Boulder, Colorado, donde presentó nuevos estudios para determinar la vulnerabilidad de México ante este tipo de eventos en la conferencia internacional Space Weather Workshop. “Toda la cadena de eventos físicos que inicia con una explosión en el Sol afecta diversos sistemas tecnológicos a diferentes tiempos”.

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Imagen ilustrativa | Foto: Especial

Las amenazas, así, no provienen solo desde abajo (movimientos sísmicos) o desde nuestro alrededor (huracanes y tormentas). También se originan en el espacio. Además de interrumpir la distribución de energía eléctrica por períodos prolongados, las erupciones del Sol pueden interrumpir las comunicaciones, perturbar los sistemas de GPS, dañar la electrónica de satélites y exponer a pilotos de aviones y pasajeros a niveles de radiación poco saludables.

Ya no solo basta con escuchar a los pronosticadores del tiempo. Ahora también hay que prestarle atención a los especialistas en clima espacial o meteorología del espacio.

Evento Carrington

El “Quebec Blockout” —como se llamó al apagón eléctrico de 1989 en Canadá— no fue el único incidente provocado por una tormenta solar. 

El primer impacto del clima espacial en la tecnología humana que se haya registrado sucedió en 1841 cuando los sistemas telegráficos en Inglaterra se vieron afectados por fuertes fluctuaciones en el campo magnético durante una tormenta magnética. “El 18 de octubre de 1841 se registró una perturbación magnética muy intensa”, informó la revista Nature. La perturbación causó que un tren se retrasara por 16 minutos ya que “era imposible determinar si la línea estaba despejada. El superintendente en Exeter a la mañana siguiente, informó que alguien estaba haciendo trucos con los instrumentos”.

La perturbación geomagnética más poderosa registrada ocurrió en septiembre de 1859 y se la conoce como “evento Carrington”, llamado así por el astrónomo aficionado inglés Richard Christopher Carrington quien, mientras observaba al sol, divisó unas manchas. Aproximadamente 17 horas más tarde observó una gran llamarada de luz blanca que afectó a los por entonces rudimentarios sistemas eléctricos.
 
Las comunicaciones de radio y teléfono se interrumpieron ampliamente también durante una tormenta de mayo de 1921. Mientras una estación telefónica en Suecia ardía, un operador de telégrafos estadounidense afirmó que “fue expulsado de su instrumento por una llamarada que envolvió la centralita y encendió el edificio”. En Francia, testigos dijeron que las líneas de telégrafos “parecían estar poseídas por espíritus malignos”.

Durante la Segunda Guerra Mundial, un bombardeo golpeó a la Tierra desde del espacio: del 18 al 19 de septiembre de 1941, una enorme tormenta geomagnética interfirió con el funcionamiento de las redes eléctricas, interrumpió las transmisiones de radio e iluminó el cielo nocturno. Se vieron auroras donde nunca se habían visto antes. El periódico Brooklyn Eagle describió las “luces de neón” celestiales. El Chicago Tribune informó que un “pincel cósmico pintó el cielo de Chicago con luz”. Según el Washington Post, algunas personas se preguntaban si los curiosos eventos tenían algo que ver con la defensa nacional. Incluso, los alemanes bombardearon Leningrado bajo las luces de la aurora boreal. 
 

Las erupciones del Sol pueden interrumpir las comunicaciones, perturbar los sistemas de GPS, dañar la electrónica de satélites y exponer a pilotos de aviones y pasajeros a niveles de radiación poco saludables.
Foto: Imagen ilustrativa del “Evento Carrington” | Imagen: Especial

Viejas conocidas

Las tormentas solares han ocurrido siempre. Los científicos se han dado cuenta en la última década de que cuando las partículas de alta energía alcanzan el suelo pueden aparecer en anillos de árboles y núcleos de hielo utilizados para estudiar el clima antiguo.

Por ejemplo, recientemente un equipo liderado por el geólogo Raimund Muscheler  de la Universidad de Lund en Suecia descubrió bajo la capa de hielo de Groenlandia, a casi medio kilómetro por debajo de la superficie, rastros de una enorme tormenta solar que azotó la atmósfera y roció la Tierra con partículas radiactivas hace más de 2.500 años.

Los investigadores también han encontrado eventos similares que datan de los años 774 y 993. “Si una tormenta solar de ese tipo ocurriese hoy, los efectos en nuestra sociedad tan dependiente de la tecnología serían desastrosos”, dijo el investigador. “Es por eso que debemos aumentar la protección contra las tormentas solares”.

Ojos en la Tierra y en el cielo

En el Reino Unido, la amenaza de una tormenta solar se agregó en 2011 al Registro Nacional de Riesgos y figura como uno de los mayores peligros naturales detrás de la gripe pandémica, las inundaciones costeras y las erupciones volcánicas.

Como consecuencia de esto, en 2014 se inauguró el Centro de Operaciones de Clima Espacial en Exeter. Proporciona pronósticos y advertencias las 24 horas y es, junto al Space Weather Prediction Center de Estados Unidos, uno de los más importantes del mundo. 

En América del Sur, Brasil cuenta un programa de estudio y monitoreo del clima espacial llamado EMBRACE. Con sede en el Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales de Brasil (Inpe), vigila la interacción entre las partículas solares y el campo magnético terrestre.

Un informe de la Oficina del Gabinete del Reino Unido de 2015 determinó que solo se tendría 12 horas de advertencia sobre la llegada de una dañina tormenta solar. Hasta ahora estas alarmas toman como información la suministrada por sondas espaciales como SOHO, STEREO, el satélite Advanced Composition Explorer y el Deep Space Climate Observatory, lanzado en 2015. Sin embargo, esta naves están envejeciendo rápidamente y la precisión de los pronósticos de tiempo se ha degradado.

Monitoreo para la prevención

Así surgió la necesidad de una actualización y de nuevos ojos en el espacio que se sumen a la reciente Parker Solar Probe. Si bien no podemos controlar nuestro Sol ni predecir estas tormentas, sí se puede estar preparados al contar con alertas oportunas que permitan a las autoridades civiles y sectores comerciales tomar medidas de protección, ayudando a minimizar las pérdidas económicas.  En este sentido, se encuentra en preparación una misión espacial europea llamada Lagrange que permitirá el monitoreo de las manchas solares potencialmente peligrosas y las corrientes de viento solar de alta velocidad antes de que se vean desde la Tierra.

“Se aventurará más lejos de nuestro planeta que cualquier otra misión meteorológica espacial obteniendo una mejor visión de lo que está sucediendo”, asegura la física Lucie Green de la University of Central Lancashire en Inglaterra.

En lugar de estar en órbita alrededor de la Tierra, la nave espacial se enviará a un “punto de Lagrange”, es decir, una ubicación estable entre las órbitas del Sol y de la Tierra, a a 150 millones de kilómetros del planeta. Debería lanzarse a mediados de la década de 2020. 
 

Los observatorios espaciales STEREO de la NASA han logrado por primera vez medir con precisión la velocidad, la trayectoria y la forma tridimensional de una tormenta solar, lo que permitirá predecir estos fenómenos como se hace con un huracán, informó la agencia espacial. Estos “tsunamis” solares surgen de una erupción en la atmósfera externa del sol que lanza miles de millones de toneladas de plasma al espacio a miles de kilómetros por hora, y se propagan por el espacio en forma de nube.
Foto: EFE

Impacto en México

México cuenta desde octubre de 2014 con el Servicio de Clima Espacial Mexicano (SCIESMEX) del Instituto de Geofísica de la UNAM, bajo la dirección de Américo González.

Hasta hora se pensaba que, por su ubicación geográfica, en México los efectos de las tormentas solares son menos severos que en las regiones cercanas a los polos.  Pero las últimas investigaciones muestran que el país no saldría inmune ante una tormenta solar fuerte (un “evento Carrington”). “Nos estamos dando cuenta que pese a lo que pensábamos éstos eventos globales si tendrían efectos sobre nuestros sistemas tecnológicos”, dice González, investigador del Instituto de Geofisica de la UNAM en Morelia (Michoacán). “Necesitamos desarrollar protocolos de monitoreo y reacción para prevenir desastres ocasionados por las tormentas solares. Hasta el momento hemos tenido eventos menores”.

El SCIESMEX provee un sistema de alerta temprana. Dependiente del Laboratorio Nacional de Clima Espacial —una colaboración entre la Universidad Nacional Autónoma de México y la Universidad Autónoma de Nuevo León— recoge información proveniente de varias redes de instrumentos instalados en el territorio y de satélites de la NOAA (Administración Nacional Oceánica y Atmosférica) y la NASA y sus investigadores le hacen llegar al Sistema Nacional de Protección Civil sus predicciones. Se trata de una notificación en tiempo real de lo que está ocurriendo y puede ocurrir. 

Por ejemplo, se ha determinado que las instalaciones eléctricas de mayor riesgo son las que se encuentran por arriba de los 30° de latitud como las de Samalayuca, Cerro Prieto Tres, Presidente Juárez y Los Cipreses, entre otras. Aunque una tormenta solar severa afectaría a instalaciones de la red eléctrica nacional ubicadas a lo largo del territorio nacional, como el complejo hidrológico Grijalva y la central nucleoeléctrica Laguna Verde.

En septiembre de 2017, se conjugaron tres eventos que podrían haber terminado en tragedia. Mientras que el huracán Irma devastaba las islas del Caribe, la tormenta tropical Katia flotaba sobre el Golfo de México y la tormenta tropical José se acercaba desde el océano, en la superficie del Sol, a 150 millones de kilómetros de distancia, se estaba gestando otra tormenta. Una erupción solar cortó las comunicaciones de radio afectando el sistema de salvamento. “El clima espacial y el clima terrestre se alinearon para aumentar una situación ya tensa en el Caribe”, dijo por entonces Rob Redmon, científico espacial de los Centros Nacionales de Información Ambiental de la NOAA. 

Y como si fuera poco, el 7 de septiembre de ese año el Servicio Sismológico Nacional reportó un sismo con magnitud 8.2 con epicentro en las cercanías de Pijijiapan, en el estado de Chiapas. “En redes sociales comenzó a circular una gran desinformación y fake news que decían que las tormentas solares producían sismos”, recuerda González, responsable del Observatorio de Centelleo Interplanetario de Coeneo, Michoacán. “Con el Sistema de Protección Civil, tuvimos que salir a decir que se trataba de dos fenómenos naturales sin relación física directa”. 

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Imagen ilustrativa de los pronósticos del clima espacial | Foto: EFE

Vigilancia global

La cooperación internacional es fundamental para vigilar de manera continua la actividad del Sol y los efectos de clima espacial en diferentes regiones de la Tierra. La mejor protección es estar preparado. Si se sabe que va a ocurrir un gran evento de clima espacial, los operadores de satélites pueden poner los satélites en “modo seguro” para resistir la tormenta. Los encargados de la red eléctrica, por su parte, pueden solicitar a los clientes de alto uso, como las fábricas, que reduzcan la actividad.

También pueden vigilar de cerca el rendimiento de los transformadores de alto voltaje en las subestaciones eléctricas para asegurarse de que no se sobrecalienten. O invertir en nuevas tecnologías. En Quebec, el gobierno canadiense ha gastado alrededor de 1.200 millones de dólares en estas tecnologías desde el apagón de 1989.
Y cuando sucedan, los viajes programados a la Luna y Marte deberán contar con pronósticos del clima espacial. 

Los ciclos del Sol

La mayoría de las eyecciones del Sol no se emiten en la dirección de la Tierra. De hecho, gran parte de los eventos de clima espacial son de bajo nivel y no tienen un impacto en nuestra vida cotidiana.

Pero eso no garantiza que no seamos blanco en el futuro de severas tormentas solares como quedó demostrado que sucedieron en el pasado.

Las tormentas solares son un fenómeno natural y todavía no podemos predecir cuándo van a suceder los eventos extremos —determinó un informe del Laboratorio Nacional de Clima Espacial (LANCE) de la UNAM—. Lo que sí sabemos es que un próximo evento Carrington va a volver a ocurrir, es parte de la naturaleza del Sol”.

Los científicos saben que el Sol tiene un ciclo que dura aproximadamente once años. En un primer momento, manchas comienzan a aparecer en su superficie, acompañadas por varias tormentas solares por día. Luego se disipan.

“Durante los próximos tres años tendremos poca actividad solar —advierte González—. En estos momentos, nos encontramos en la parte descendente del ciclo solar y se espera que vuelva a alcanzar su máximo en los años 2024-2025. Debemos prepararnos para la próxima gran tormenta solar. Se trata de un asunto de seguridad nacional”.

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