El Sol, sin duda alguna y cada vez más, empieza a ser el centro de atención de muchas personas preocupadas por el fenómeno de las tormentas solares, algo hasta ahora desconocido para el gran público pero que poco a poco empieza a despertar mayor interés, dado que las consecuencias de una tormenta solar extrema podrían causar daños muy graves en la red eléctrica mundial, y el punto álgido del actual ciclo solar se espera para finales de 2012 o principios de 2013.
Esas tormentas solares que en el peor de los escenarios posibles podrían derivar en un colapso eléctrico a nivel planetario, por primera vez nos enfrentarían a un problema muy especial, centrado principalmente en las zonas tecnológicamente más desarrolladas y derivado esencialmente de la alta dependencia tecnológica en la que vivimos sumergidos.
Con el fin de que cada vez más gente entienda algo más sobre el tema, desde ClimaEspacial.net vamos a intentar explicároslo de la forma más sencilla y amena posible.
¿Qué son las tormentas solares?
Las tormentas solares son un fenómeno natural con origen en el propio Sol y que a pesar de poder producirse en cualquier momento en el que las condiciones sean propicias, normalmente varían en cantidad e intensidad en unos ciclos regulares de 11 años llamados "ciclos solares" en los que el numero de manchas solares (principal origen de las tormentas) crece y decae en un máximo y un mínimo.
¿Y como nos afectan? Pues nos pueden afectar de tres maneras muy concretas:
1- Bloqueos de Radio,
2- Tormentas de Radiación Solar y
3- Tormentas Geomagneticas.
Tres grupos de consecuencias a los que la agencia norteamericana NOAA (National Oceanic and Atmospheric Adminstration) una de las agencias con más prestigio e importancia a nivel mundial en relación al clima espacial, tiene otorgadas unas escalas que miden el nivel de gravedad usando una clave de "letra/cifra", en el que el número identifica el grado de importancia variando entre el 1 (leve) y el 5 (extremo) y la letra identifica el grupo de consecuencias usando la "R" para los Bloqueos de Radio, la "S" para las Tormentas de Radiación Solar y la "G" para las Tormentas Geomagnéticas. Por ejemplo: R2, S3 o G5.
Por lo tanto, cada vez que se de una tormenta solar será importante saber esas escalas de "letra/cifra" y así identificar en el panel de alertas (que podéis encontrar por casi toda la web), el nivel de gravedad para cada grupo de consecuencias.
Para más detalles, en la parte superior de la sección tenéis un enlace al pdf oficial de NOAA en el que en castellano, se describen las consecuencias detalladas para cada nivel.¿Como se originan las tormentas solares? A pesar de existir varios fenómenos solares más que interesantes e importantes, en ClimaEspacial.net nos ocuparemos principalmente de los dos que suceden con mayor frecuencia y más consecuencias pueden llegar a provocar en la Tierra.
El primero son las manchas solares, origen de llamaradas solares y el segundo son los agujeros coronales, origen del viento solar intenso.- Las manchas solares y las llamaradas solares: Las manchas solares son zonas más frías que el resto de la superficie solar con una diferencia aproximada de unos 2.000 grados centígrados, y resultan fácilmente distinguibles ya que aparecen como puntos obscuros en la superficie dorada del Sol.
Este fenómeno se crea gracias a las corrientes electromagnéticas que fluyen desde el núcleo del Sol y puede variar mucho en tamaño y forma.
Su duración puede ser de horas, días o incluso de varias semanas, y es muy importante fijarse en su configuración magnética, ya que cuanto mas compleja sea mayor riesgo supondrán.
Su número, tamaño y complejidad varían junto al denominado "ciclo solar", que cada 11 años y de una forma más o menos regular oscila entre un máximo y un mínimo.
Las manchas son el origen de las llamaradas solares que es el fenómeno que más veces y con más frecuencia origina tormentas solares.
Esas llamaradas solares, que son algo así como la explosión equivalente a cientos de bombas nucleares, se dan cuando los campos magnéticos que componen las manchas solares se desestabilizan.
Para medir las llamaradas solares y así tener monitorizado al astro rey, se utilizan herramientas que miden el flujo de rayos-x que el Sol expulsa constantemente en todas las direcciones, ya que cada vez que se da una llamarada, ese flujo de rayos-x se altera y marca diferentes picos con los que se puede medir la intensidad del fenómeno.
En ClimaEspacial.net encontrareis dos gráficas proporcionadas por NOAA en las que gracias al satélite GOES-15 de NASA, se mide el flujo de rayos-x, una es actualizada cada minuto y tiene una perspectiva de 6 horas, la otra es actualizada cada 5 minutos y tiene la perspectiva de los últimos tres días.
Ateniéndonos a las escalas NOAA, la intensidad del flujo de rayos-x suele variar en 5 categorías a las que se otorga una clave de "letra/cifra" (como con las tres categorías de consecuencias solares).
Esas 5 categorías, cada cual más grave, son las siguientes: A, B, C, M, X. Cada una de esas letras irá acompañada de un número del 1 al 9, excepto en X (que no tiene límite*
).
Por ejemplo: B3.5, M4 o X5.4. Por criterios de NOAA, las llamaradas a las que se les empieza a dar importancia por ser especialmente graves son las superiores a la categoría M5.
Podéis consultar las consecuencias que puede llegar a originar cada tipo de llamara en el pdf de NOAA.
*La llamarada solar más intensa registrada y monitorizada con el flujo de rayos-x, se dio el 4 de Noviembre de 2003 y alcanzo la categoría X28, nivel en el que los sistemas de medición se bloquearon, aunque probablemente fue mucho mayor, ya que los análisis ionosféricos posteriores estimaron una categoría X45.
- El desarrollo de una tormenta solar:
Una vez se a dado una llamara solar, y tan solo 8 minutos después, llega el primer pulso de la radiación emitida en la fulguración, y con ello la primera de las consecuencias de una tormenta solar, los bloqueos de radio (R), que como su propio nombre indica afecta a las comunicaciones por radio.
Aunque en un principio afectan solo a la zona diurna del planeta, los bloqueos de radio se pueden extender por todo el globo dependiendo de la intensidad de la llamarada.
En el pdf de NOAA podéis consultar las consecuencias derivadas de un bloqueo de radio. Además en ClimaEspacial.net podréis ver en tiempo real los efectos de dichos bloqueos de radio en la gráfica denominada "Absorción en la Región-D" de NOAA.
Tras 30 minutos desde la fulguración y dependiendo de la intensidad (aveces tarda más o aveces no se da), se producirá el segundo de los efectos, las tormentas de radiación (S), que pudiendo producir un incremento significativo de la radiación ambiental, afectan principalmente (y siempre dependiendo de la categoría), a los vuelos en altas latitudes y a los astronautas en misiones espaciales EVA. Consultar pdf de NOAA para más detalles.
Por último, entre 24 y 48 horas tras la llamarada y tan solo si durante la llamarada se produjo una CME* geoefectiva (con impacto directo sobre la tierra), se dará el tercero de los efectos, las tormentas geomagnéticas (G). Este fenómeno que por un lado es el desencadenante directo de las Auroras, también puede causar colapsos eléctricos en las redes eléctricas de cualquier punto del planeta dependiendo siempre de su intensidad.
Como caso base para poder ver las posibles consecuencias de una tormenta geomagnetica severa, se utiliza "el evento Carrington" de 1859 en el que una tormenta geomagnética extrema colapso todas las redes telegráficas del mundo.
Ese "peor escenario posible", está cifrado por multitud de informes de diferentes países con unas probabilidades que oscilan entre el 1% y el 5%. Para monitorizar las tormentas geomagnéticas se utiliza el "Indice Kp", una media global de distintos valores que se realiza entre varios observatorios astronómicos, y que mediante una escala de números que varia entre el 0 y el 9 identifica el nivel de la tormenta geomagnética (G). Por ejemplo: Kp 5>G1, Kp 6>G2 o Kp 9>G5. Consultar pdf de NOAA para más detalles.
*Una CME (coronal mass ejection, por sus siglas en ingles) o EMC (eyección de masa coronal, por sus siglas en castellano) es algo así como un cañonazo del Sol, en el que una llamarada solar provoca que una nube de plasma solar procedente de la corona solar (la capa más externa del Sol, que se encuentra por encima de la superficie propiamente dicha) salga disparada desde el Sol a velocidades que oscilan entre los 500km/h y los 3.000km/h.
Es importante saber que no siempre que se da una llamarada tiene porque darse una CME (la relación llamarada>CME es superior al 50%) y que por otro lado, no tiene porque darse una llamarada para que se produzca una CME ya que también puede producirse como fenómeno "espontaneo", aunque este último caso se da con mucha menos frecuencia.
Como último dato sobre las eyecciones de masa coronal, es importantísimo recordar que las CME solo resultan peligrosas cuando son geoefectivas, es decir, cuando su trayectoria cruza la Tierra total o parcialmente.
- Los agujeros coronales y el viento solar:
Una vez visto el origen principal de las tormentas solares (las llamaradas solares), nos queda por ver el fenómeno de los agujeros coronales, desencadenante gracias al viento solar, de tormentas geomagnéticas habitualmente menores y moderadas (entre G1 y G3).
El viento solar es un flujo constante de partículas irradiadas por el Sol que viaja en todas las direcciones, y que a pesar de que normalmente tiene poca densidad y su velocidad fluctúa entre los 200km/h y los 600km/h, aveces ese viento solar se ve incrementado hasta los 1000km/h debido a los agujeros coronales.
Esos agujeros coronales son zonas en las que la corona solar (la capa más externa del Sol) tiene una menor densidad, lo cual provoca que el viento solar "escape" de una forma más fluida y con mayor velocidad.
Como decíamos al principio de la explicación, cuando el viento solar incrementa su velocidad debido a un agujero coronal, si ese viento llega a la Tierra porque el agujero esta en zona geoefectiva, podrán producirse tormentas geomagnéticas que habitualmente serán menores o moderadas.
Condiciones que pueden ayudarnos, o no.
Intentar evitar una tormenta solar dirigida a la Tierra sería simplemente imposible dado su tamaño y fuerza, pero no debemos preocuparnos ya que nuestro planeta tiene de forma natural sus propias defensas.
Además vamos a ver que cada vez que llega una CME, tienen que darse tres condiciones esenciales para que finalmente se desarrolle una tormenta geomagnética severa.
Como decíamos, nuestro planeta tiene su propia defensa, la magnetosfera, una defensa generada por la propia Tierra gracias a su núcleo interno, que actúa como un imán creando una especie de escudo que se extiende 60.000km en dirección al Sol y hasta 300.000km en la dirección contraria.
Una defensa más que indispensable para el desarrollo de la vida ya que es la que nos protege de la mayoría de fenómenos del clima espacial y la que desvía la mayor parte de las partículas irradiadas por el Sol, pero a pesar de su tamaño y fuerza, no es infranqueable y si se dan las condiciones necesarias puede ceder. Dependiendo de cuanto ceda esa defensa, las tormentas geomagnéticas que puedan desarrollarse serán de mayor gravedad, además la magnetosfera tiene
dos puntos especialmente débiles, los polos. Es por allí por donde generalmente entran la mayoría de partículas generando las tormentas geomagnéticas y las auroras, que habitualmente se dan en las latitudes más altas por esa razón de las aperturas polares.
En lo que respecta a las tres condiciones necesarias para que una CME acabe dando como resultado una tormenta geomagnética severa, son las siguientes:
1- Que la CME sea geoefectiva, es decir, que este directamente dirigida a la Tierra
2- Que la eyección de masa coronal tenga una velocidad superior a los 1000km/h, y
3- Que el índice Bz del campo magnético interplanetario (IMF por sus siglas en ingles) sea negativo o "sur", produciéndose así una reconexión magnética e intensificando los efectos de la tormenta, ya que si ese indice Bz es positivo o "norte" es mucho más difícil que se acabe dando una tormenta geomagnética y si se da, se mitigan mucho los efectos.
ESCALA DE CLIMA ESPACIAL DE NOAA
