Aurinkomyrsky voi pimentää kaupunkeja ja sekoittaa navigoinnin – Myös yksittäinen kansalainen voi varautua häiriötilanteeseen

Jaa artikkeliLähetä vinkki
Auringon koronanmassa­purkauksen aiheuttama geomagneettinen pyrskäys voi sotkea avaruussään maan ilmakehän yläpuolella. Se voi aiheuttaa ongelmia myös maan päällä. © iStock
Auringon koronanmassa­purkauksen aiheuttama geomagneettinen pyrskäys voi sotkea avaruussään maan ilmakehän yläpuolella. Se voi aiheuttaa ongelmia myös maan päällä. © iStock
Vuonna 1859 lennätinlinjat hiljenivät massiivisen aurinkomyrskyn seurauksena. Nyt odotetaan jälleen samanlaista megaluokan myllerrystä. Mitä se tarkoittaa ­nyky-yhteiskunnassa, joka pyörii sähkön ja satelliittien varassa?

Elo-syyskuun vaihteessa 1859 harrastaja-astronomi Richard Carrington tarkkaili aurinkoa ja piirsi paperille kopiota sen pinnalla näkyvästä massiivisesta auringonpilkusta, kun jotain yllättävää tapahtui.

Pilkku räjähti ja siitä purkautui voimakas valoilmiö. Vain reilu 17 tuntia myöhemmin alkoi poikkeuksellinen tapahtumasarja.

Revontulet leimusivat lähes päiväntasaajalla saakka. New Yorkissa niiden valossa pystyi lukemaan. Elettiin tuon aikaisen tietoliikenteen voimakasta kehityskautta: ensimmäinen Atlantin alittava lennätinlinja oli yhdistänyt Pohjois-Amerikan Eurooppaan vuotta aikaisemmin. Enää ei oltu kirjepostin varassa.

Muuntajat iskivät kipinää. 60 kilometrin mittainen lennätinlinja Bostonista New Bedfordiin toimi vain jaksoissa. Linja New Yorkista Philadelphiaan oli mykkä.

Kristianian kaupungissa Oslon kupeessa paperipino syttyi pöydällä tuleen, kun lennätinlaitteisto kipunoi.

Häiriöistä raportoi myös ruotsalaislehti Gränna Tidning:

”Näyttää siltä, että revontulet eivät ole vain pohjoisnavan jäävuorien heijastumia taivaalla, vaan saavat alkunsa sähköilmiöstä ilmakehässä”, lehti kirjoitti.

Tieteellinen tutkimuskin oli jo niin pitkällä, että intialaisella magnetometrillä Mumbaissa saatiin mittaustietoa tästä poikkeuksellisen voimakkaasta geomagneettisesta häiriöstä.

Richard Carrington tarkkaili aurinkoa omasta observatoriostaan, jonka hän rakennutti Englantiin Surreyn kreivikuntaan vuonna 1852. © Solar Storms

Richard Carrington tarkkaili aurinkoa omasta observatoriostaan, jonka hän rakennutti Englantiin Surreyn kreivikuntaan vuonna 1852. © Solar Storms

Seuraava aurinkomyrsky tulossa

Carringtonin myrskyjä, siis megaluokan geomagneettisia pyrskähdyksiä maapallon ilmakehässä, osuu kohdalle tilastollisesti kerran 100–150 vuoden aikana.

Silti näitä auringon pinnalla tapahtuvia jättimäisiä koronan massapurkauksia tapahtuu tämän tästä. Useimmiten aurinko vain röyhtäisee maapallosta ohi.

Edellinen megamyrsky osui maahan runsaat sata vuotta sitten, vuonna 1921. Seuraavaa siis odotellaan.

Nyky-yhteiskunnalle myrsky voi olla paljon hurjempi kokemus kuin ennen. Meidän elämässämme hyvin moni asia riippuvainen toimivista satelliiteista ja sähköstä. Asioista, jotka ovat kaikkein alttiimpia aurinkomyrskyn tuhoille.

”Suomen sähköverkko on kestänyt pienemmät avaruussään häiriöt hyvin, mutta Carringtonin myrskyn voimassa niitä ei ole testattu”, kertoo Minna Palmroth, Helsingin yliopiston laskennallisen avaruusfysiikan professori ja Kestävän avaruustieteen ja -tekniikan huippuyksikön johtaja.

Avaruussäätä kyetään jo mallintamaan. Suomessa on siihen maailman tarkimmat vehkeet.

Palmrothin työryhmän kehittämä Vlasiator-mallinnusjärjestelmä laskee Kainuun perukoilla sijaitsevan supertietokoneen avulla kuvausta avaruussäälle. Ja tekee sen äärimäisellä tarkkuudella. Nyt maapallon ilmakehän yläpuolisista keliolosuhteista saadaan jo kolmiulotteista kuvaa.

”Ongelma on siinä, me fyysikot pystymme juuri ja juuri kuvaamaan sen ympäristön, johon aurinkomyrsky iskee, mutta emme tiedä, mitä kaikkea siitä voi seurata.”

Osa vaikutuksista pystytään arvaamaan. Kaikki mikä liittyy sähköön, satelliittisignaaleihin tai radiosignaaleihin, voi häiriintyä. Sen hahmottaminen, mikä kaikki voi lakata toimimasta, jos signaalit tai sähkö menetetään, on kysymyksenä paljon vaikeampi.

Revontulet toimivat mittarina

Auringosta vapautuu avaruuteen varautuneita hiukkasia jatkuvasti. Ilmiötä kutsutaan aurinkotuuleksi. Ne ohjautuvat napa-alueille loimottamaan revontulina. Suomen Lapissa revontulia humahtelee taivaankannella keskimäärin joka toinen päivä.

Varsinaiset aurinkomyrskytkään eivät ole harvinaisia. Silloin revontulien vannemainen vyöhyke leviää pohjoiselta napa-alueelta kohti etelää ja etelänavalta kohti pohjoista.

Etelä-Suomessa nähdään revontulia keskimäärin kerran kuukaudessa. Pienemmät myrskyt ovat suomalaisille siis varsin tuttuja.

Keskikokoisen aurinkomyrskyn aikana revontulet tanssivat Keski- ja Etelä-Euroopan taivaalla saakka. Näin tapahtuu kerran pari vuosikymmenessä. Vuoden 1859 Carringtonin myrkyssä niitä saatiin ihailla Karibialla saakka.

Ihailusta on tosin aiheellista puhua vain, jos julma avaruussää ei riko muuntajia ja pimennä kaupunkeja. Niin on tapahtunut jo keskikokoistenkin myrskyjen kohdalla.

Auringon aktiivisuussykli vaihtelee 11 vuoden jaksoissa. Aktiivisuuden ollessa korkeimillaan, revontulia nähdään eniten. © Markus Pentikäinen/Kuvaryhmä/SKOY

Auringon aktiivisuussykli vaihtelee 11 vuoden jaksoissa. Aktiivisuuden ollessa korkeimillaan, revontulia nähdään eniten. © Markus Pentikäinen/Kuvaryhmä/SKOY

Tuomiopäivän skenaario Amerikassa

Vuonna 2003 Ruotsin kolmanneksi suurin kaupunki Malmö pimeni: 50 000 ihmistä oli tunnin ajan vailla sähköä. Kanadan Quebecissä menetettiin sähköt 9 tunniksi vuonna 1989. Molemmat laajoista sähkökatkoista aiheutti keskisuuri aurinkomyrsky.

Aurinkomyrsky rasittaa sähköverkkoa, koska se aiheuttaa vaihtovirtaa välittävään verkkoon ylimääräisiä tasavirtoja. Muuntajat kärähtävät.

Yhdysvalloissa uhkaan on varauduttu järeämmin keinoin kuin missään muualla. Ensimmäiset arviot Carringtonin myrskyn mahdollisista seurauksista tuottivat tuomiopäivän skenaarion. Sähköverkko voisi kaatua 4–10 vuodeksi alueelta, jolla asuu 130 miljoonaa ihmistä.

Heti ensimmäisenä täytyy todeta, että tutkijat eivät usko, että näin rajut seuraukset toteutuvat. Toisekseen Yhdysvalloissa käytetään muuntajatyyppiä, jota ei pidetä hyllyllä kuin pieniä määriä.

Jos muuntajia hajoaisi kerralla iso määrä, koko verkon korjaaminen veisi pitkään. Etenkin, jos uusia muuntajia pitäisi rakentaa varavoimalla.

”Se ensimmäinen arvaus kuitenkin herätti jenkit. Nyt heillä on lainsäädäntö, joka velvoittaa sähköverkko-operaattorit ottamaan avaruusmyrskyt tosissaan”, Minna Palmroth kertoo.

Miljardöörin satelliitteja maahan

Viimeisin aurinkomyrskyn aiheuttama episodi tapahtui tammi-helmikuun vaihteessa 2022. Teknologiamiljardööri Elon Musk oli lähettänyt maata kiertävälle radalle 49 satelliittia tarkoituksenaan rakentaa eräänlainen taivaallinen internet.

Osalle satelliiteista kävi kalpaten, kun aurinko tyrskäytti hiukkasmyrskyn kohti maata.

Myrskyisä avaruussää voi hajottaa satelliittien tekniikkaa, mutta Muskin satelliittien kohtaloksi koitui toinen fysikaalinen ilmiö: joulen lämmitys.

Yläilmakehän sähkövirrat lämmittävät ilmakehää ja se tihenee. Satelliitit kohtaavat tavallista suuremman ilmanvastuksen ja niiden korkeus putoaa.

”Satelliiteilla on mukanaan polttoainetta, jolla niiden lentorataa voidaan korjata avaruusmyrskyjen jälkeen”, Minna Palmroth selittää.

Satelliitteja menetetään todennäköisesti myös seuraavassa Carringtonin myrskyssä – ja niiden mukana satelliitteihin perustuva navigointi.

”Suunnistavatko laivat sitten paperikartoilla? Pysyvätkö lentokoneet maassa? Monet yritykset eivät vielä edes tajua, että heidän palvelunsa ovat satelliiteista riippuvaisia.”

Lue myös: Jos vesi on poikki eikä sähköäkään tule, kaupunkilainen kakkaa muovipussiin

Aikaa reagointiin reilut 17 tuntia

Aurinkomyrsky voidaan havaita ennakkoon. Vuonna 2012 liippasi jo läheltä. Nasan satelliitit havaitsivat Carringtonin kokoluokan purkauksen auringon pinnalla. Jos purkaus olisi tapahtunut pari päivää aiemmin, se olisi osunut maahan.

Usein auringonpurkaus lähtee auringon aktiiviselta alueelta, jossa on auringonpilkkuja. Auringon pyöriessä iso pilkkuryhmä tulee näkyviin kaasupallon vasemmalta laidalta ja kiertää kohti oikeaa. Avaruusmyrsky osuu maahan, jos pilkkuryhmä purkautuu ollessaan keskellä aurinkoa tai sen oikeassa laidassa.

Pilkkujen matka maata uhkaavalle sektorille kestää vain muutamia päiviä. Jos megaluokan purkaus sitten tapahtuu, avaruusmyrsky on maassa noin 17 tunnissa. Miten Suomi on tähän valmistautunut?

”Olemme Suomessa vielä alkutaipaleella. Nyt kerätään tietoa ja tehdään analyysia, mitä megaluokan avaruusmyrsky meillä tarkoittaisi”, kertoo varautumispäällikkö Tapio Tourula Huoltovarmuuskeskuksesta.

Avaruusmyrskyltä ei voi suoranaisesti suojautua. Kun se osuu kohdalle, se osuu. Mutta sen ei tarvitse kolahtaa. Sitä varten täytyy kehittää varoitusjärjestelmiä ja huolehtia, että päättäjillä, hallinnolla ja yrityssektorilla on käsitys siitä, miten toimitaan, jos järjestelmät ovat joitakin päiviä häiriötilassa.

”Suomen sähköverkot eivät ole tavattoman alttiita aurinkomyrskyille, mutta niin moni asia perustuu sähköön, että siihen pitää varautua.”

”Esimerkiksi polttoaineen jakelu ei toimi ilman sähköä. Sähköyhtiöillä pitäisi olla suunnitelma ja varaosat sähköverkkojen korjaamiseen, jos verkko tai osia siitä kaatuu.”

Minna Palmrothin arvion mukaan ainakin pienempiä sähkökatkoja mahdollisesti tulee. Eikä kyse ole vain siitä, miten Suomen sähköverkko kestää. Viidesosa Suomen sähköstä on tuontia, ja pienemmät myrskyt ovat aiheuttaneet ongelmia esimerkiksi Ruotsissa, josta sähköä tuodaan.

Aurinkomyrskyistä ei välttämällä olla kaikkialla maailmassa yhtä tietoisia. Jos yllättävä sähkökatko sulkisi tehtaita esimerkiksi Aasiassa, sen vaikutukset heijastuisivat mahdollisesti myös Suomeen. Näinhän kävi jo koronan aikana, kun Suomessa kärsittiin komponenttipulasta.

Entä pitääkö tavallisen kansalaisen varautua aurinkomyrskyyn? Siihen voi Tourulan mukaan varautua kuten muihinkin häiriötilanteisiin, niin kuin lumimyrskyn aiheuttamaan sähkökatkoon tai koronakaranteeniin.

”Ruokaa ja tarvikkeita pitäisi olla kotona niin paljon, että koko perhe pärjää 72 tuntia omillaan.”.

X