Sähköt poikki ja netti matalaksi? Suomalaistutkijat selvittävät odotetun massiivisen aurinkomyrskyn vaikutuksia

Aurinkomyrskyt näyttäytyvät suomalaisille ja muille pohjoisessa asuville lähinnä kauniina revontulina yötaivaalla. Ilmiö saa alkunsa, kun auringosta purkautuu sähkövarauksen omaavia hiukkasia kovaa vauhtia kohti maapalloa.

Hiukkaset kerääntyvät planeettamme yöpuolelle ja kulkeutuvat Maan magneettikentän ohjaamina kohti pohjois- ja etelänapoja. Sieltä hiukkaset syöksyvät ilmakehään ja näkyvät revontulina.

Aurinkomyrskyihin voi kuitenkin liittyä yllättävän suuria negatiivisia vaikutuksia. Jos purkaus on tavallista voimakkaampi, se voi vahingoittaa esimerkiksi sähköverkkoja, tutkia ja satelliitteja. Esimerkiksi vuonna 2003 keskivoimakas aurinkomyrsky pimensi koko Malmön kaupungin Ruotsissa.

Carringtonin valtava myrsky 1859 

Voimakkain tiedetyistä aurinkomyrskyistä tapahtui vuonna 1859 ja se tunnetaan nimellä Carringtonin myrsky. Nimi tulee myrskyn havainneesta brittitiedemiehestä. Myrsky oli niin voimakas, että lennätinlaitteita hajosi ja revontulia nähtiin Karibialla asti.

Modernin ajan voimakkain aurinkomyrsky tapahtui vuonna 1921. Saman kokoluokan myrsky havaittiin myös vuonna 2012, mutta se väisti maapallon.

Tilastojen perusteella on arvioitu, että Carringtonin tason myrskyjä sattuu noin sadan vuoden välein eli sellainen voisi hyvinkin tapahtua lähivuosina. Sellaisen toteutumisen todennäköisyys on samaa luokkaa kuin pandemian puhkeaminen. 

Ihmisten riippuvuus sähköstä ja elektroniikasta on parin sadan vuoden aikana voimistunut radikaalisti, ja massiivisella aurinkomyrskyllä voisi olla tuhoisia vaikutuksia. 

Tätä ongelmaa yrittää ratkoa Helsingin yliopiston avaruusfysiikan laitoksen tutkimustiimi. Laskennallisen avaruusfysiikan professori Minna Palmroth johtaa ryhmää, joka yrittää tietokonemallinnusten avulla simuloida Carringtonin tason aurinkomyrskyn vaikutuksia. 

– Ensin mallinsimme tavanomaisia aurinkotuulen olosuhteita. Ja nyt ollaan keskivaikeissa olosuhteissa. Ensi vuonna voitaisiin mennä sinne Carringtonin skaalaan asti, sanoo Palmroth.

Kun tiedot myrskystä tarkentuvat, voidaan niitä hyödyntää esimerkiksi satelliittien suojaamisessa tai sähköyhtiöissä. 

Lue myös: Useita varoituksia historiasta: Kun avaruuden supermyrsky osuu Maahan, palasia kerätään vuosien ajan – 2012 tuhoilta vältyttiin täpärästi

Supertietokone apuna

Tähän mennessä suuren aurinkomyrskyn mallintamista on haitannut laskentatehon puute. Suomalaisryhmällä on kuitenkin käytössään kajaanilaisessa datakeskuksessa sijaitseva LUMI-supertietokone. Tavoitteena on entistä tarkempi kuva verrattuna vastaaviin tutkimuksiin maailmalla.

– Nämä simulaatiot ovat siinä mielessä uraauurtavia, että käytämme viimeisimpiä supertietokoneita ja otamme kaiken irti siitä supertietokoneen laskentatehosta, sanoo tutkijaryhmään kuuluva tutkijatohtori Matti Ala-Lahti.

Työn haastavuuden vahvistaa myös Ilmatieteen laitoksen erikoistutkija Ari Viljanen, joka vertaa avaruussäätä ja maapallon säätilaa.

– Sää voidaan ennustaa hyvinkin luotettavasti jopa muutaman vuorokauden päähän, mutta avaruusmyrskyssä on hyvin suuri epävarmuus. Itse asissa kaikki on avointa. Tiedetään kyllä pääpiirteet, mutta tavallisen sääennusteen tarkkuuteen ei päästä vielä lähivuosina, toteaa Viljanen.

Aiemmat suuren luokan aurinkomyrskyt tapahtuivat aikana, jolloin yhteiskunta ei ollut riippuvainen sähköstä toisin kuin nykyään. Suomen sähkönverkon arvioidaan kestävän myrskyssä hyvin muun muassa erilaisen muuntajatekniikan ja kompressoitujen sähköjohtojen takia. Silti laajemmat vaikutukset heijastuisivat myös tänne. 

– Jos naapurimaissa tulisi sähkökatko, niin se vaikuttaisi sähkönkäyttöön. Se pitäisi ottaa huomioon. Jos Euroopassa tapahtuu laaja sähkökatkos, olisi sillä epäsuoria vaikutuksia Suomeen, vaikka täällä sähkönjakelu toimisikin, sanoo Ari Viljanen.

Minna Palmroth huomauttaa myrskyn mahdollisista vaikutuksista myös satelliitteihin. Asiasta ei vielä tiedetä paljoa, ja tutkijat ovatkin läheisessä yhteistyössä satelliittien infrastruktuurista vastaavien tahojen kanssa.

Tavoitteena parempi varautuminen

Satelliittien lisäksi voisivat kaatua nettiyhteydet. Varsinkin merten pohjassa kulkevat suuret kaapelit olisivat vaarassa, paikalliset verkot pysyisivät paremmin pystyssä.

Suomalaisen yhteistyöhankkeen tarkoituksena onkin luoda pohja paremmalle varautumiselle. Tällä hetkellä aikaa reagointiin olisi alle vuorokausi, sanoo professori Minna Palmroth.

– Skenaario menisi niin, että 24/7 avaruussääpalvelu, kuten meillä Ilmatieteen laitoksella on, niin se havaitsisi suuren purkauksen. Silloin pitäisi aloittaa varautuminen ja olisi 17 tuntia aikaa päättää. Tästä syystä ne varautumisprotokollat ja se mitä tehdään, täytyy olla etukäteen päätetty. Ei voida enää siinä 17 tunnissa juoksennella ympäri käytäviä ja ihmetellä, että mitä nyt tehdään.

Lue myös: Useita varoituksia historiasta: Kun avaruuden supermyrsky osuu Maahan, palasia kerätään vuosien ajan – 2012 tuhoilta vältyttiin täpärästi