Hiểm họa siêu bão Mặt trời - Con người đã chuẩn bị những gì?

Met Office đã bắt đầu dự báo thời tiết vũ trụ giúp bảo vệ cơ sở hạ tầng quan trọng khỏi hiện tượng “siêu bão Mặt trời”.

"Xuất hiện các đám mây có khả năng che kín cả bầu trời giữa buổi trưa và có thể kéo dài cả năm. Những bức xạ cực mạnh có thể làm ảnh hưởng đến bầu khí quyển, gây hư hại tới toàn bộ hệ thống thiết bị điện tử".

 Đó là một dự báo về hiện tượng "thời tiết vũ trụ" khủng khiếp mà các nhà khoa học cho rằng có thể xảy vào một ngày nào đó, khi siêu bão Mặt trời gây ảnh hưởng đến Trái đất. Theo NASA cứ khoảng 200 năm, siêu bão Mặt trời lại xảy ra một lần. Vậy chúng ta đã chuẩn bị gì để đối phó với nó?

Mặt trời đem lại sự sống cho vạn vật trên Trái đất, tuy nhiên sức mạnh không thể đoán trước của nó một ngày nào đó có thể gây ra những thảm họa khủng khiếp. Một ngọn lửa khổng lồ từ mặt trời có sức mạnh hủy hoại các vệ tinh, hệ thống thông tin liên lạc và làm hỏng các thiết bị kỹ thuật số mà hằng ngày chúng ta vẫn đang sử dụng, bao gồm cả điện thoại thông minh, TV, radio cũng như mạng lưới điện quốc gia.

Trong lịch sử, trường hợp gây ảnh hưởng nặng nề nhất của hiện tượng bão mặt trời từng được ghi nhận là sự kiện Carrington 1859, khi một vụ nổ khổng lồ trên bề mặt của Mặt trời gây ra các cơn bão Mặt trời lớn nhất trong 500 năm qua. Nó phá hỏng các đường dây điện thoại, làm ảnh hưởng tới toàn bộ hệ thống điện báo ở châu Âu và Bắc Mỹ. Một sự cố khác vào năm 1989 cũng làm mất nguồn điện ở Canada, khiến sáu triệu người không có điện trong chín giờ đồng hồ.

Xét đến mức độ phụ thuộc của con người vào công nghệ và thông tin như hiện nay. Liệu chúng ta đã sẵn sàng đối mặt với hiện tượng thời tiết vũ trụ khắc nghiệt này?

Đài quan sát Solar & Heliospheric Observatory (SOHO) của NASA đã chụp lại một vụ bùng phát bất thường vào tháng Tám năm ngoái (© ESA và NASA - SOHO SDO)

Cảnh báo sớm siêu bão Mặt trời

Trên thực tế, Anh là quốc gia đã chuẩn bị sẵn sàng ứng phó với siêu bão Mặt trời nhất. Là một trong một số ít quốc gia đưa tin dự báo thời tiết trong không gian, khi trung tâm dự báo thời tiết Met Office của Anh bắt đầu phát hành các báo cáo và các dự đoán hàng ngày về các cơn bão mặt trời và những hiện tượng thiên văn nguy hiểm khác.

Ông David Willets - bộ trưởng các trường Đại học và Khoa học cho biết: "Mặt trời chuyển động liên tục, và những thảm họa từ sự vận động của Mặt trời đang ngày một gia tăng trong khi con người lại trở nên quá phụ thuộc vào công nghệ vệ tinh”. Dự án cảnh báo các hiện tượng thiên văn nguy hiểm của Anh đã được đầu tư với số vốn lên tới 7,5 triệu USD.

Một siêu bão mặt trời có thể đe dọa các vệ tinh định vị như GPS và Galileo (© ESA)

Met Office sẽ tìm các vết đen trên bề mặt của Mặt trời và xác định mật độ, cũng như cường độ của các vụ nổ plasma trước khi tạo ra một cơn bão Mặt trời có ảnh hưởng đáng kể, chỉ ra hướng đi và nếu cần thiết sẽ đưa ra dự báo về thời gian siêu bão đến Trái Đất.

Trong năm 2011, hiện tượng siêu bão Mặt trời đã được liệt vào một trong những “Rủi ro đáng lo ngại của Quốc gia”, trong khi năm ngoái Học viện Kỹ thuật Hoàng gia đã đưa ra một báo cáo mang tên “Thời tiết vũ trụ khắc nghiệt”: tác động trên hệ thống kỹ thuật và cơ sở hạ tầng, giúp đề nghị việc thành lập một Ban thời tiết vũ trụ Anh, để lập kế hoạch làm thế nào giảm thiểu được những tác động của một siêu bão Mặt trời. Giáo sư Paul Cannon, chủ tịch học viện kỹ thuật Hoàng gia, thuộc nhóm nghiên cứu về thời tiết vũ trụ khắc nghiệt cho biết: "Thông điệp của chúng tôi là: Đừng hoảng sợ, mà hãy chuẩn bị - một siêu bão Mặt trời sẽ xảy ra trong một ngày gần đây và chúng ta cần phải sẵn sàng đối phó lại. Tuy nhiên, ông nhấn m "Anh là một trong số ít quốc gia xem xét nghiêm túc vẫn đề này".

Bề mặt của Mặt trời như nó trong đêm giao thừa (NASA)

Một trong những vấn đề đáng lo ngại khác từ một vụ nổ siêu bão Mặt trời (CME) là các bức xạ. Sự tăng mạnh về hạt năng lượng Mặt trời trong không gian sau một CME là lý do chính gây ra những khó khăn cho các phi hành gia trong việc du hành tới sao Hỏa. Do họ sẽ phải chịu sự tiếp xúc với các bức xạ từ Mặt trời, sự tiếp xúc với cường độ cao này có thể gây ra ung thư.

Những dự án của Met Office có khả năng tạo ra một hệ thống cảnh báo sớm về mức độ bức xạ cao hơn bình thường đối với ngành công nghiệp hàng không.

Hoạt động năng lượng mặt trời tăng lên thường là kết quả trong cực quang mạnh hơn (NASA - Ray McKenzie)

Một dấu hiệu có thể nhìn thấy của siêu bão Mặt trời là hiện tượng bắc cực quang và nam cực quang kì lạ, xuất hiện trong một hình bầu dục xung quanh cực của Trái đất. Một vài CME giống nhau trên bề mặt của Mặt trời có thể làm ảnh hưởng đến cơ sở hạ tầng, là những gì gây ra ánh sáng màu xanh lá cây, xanh da trời và đôi khi màu đỏ như electron siêu tích điện tiến đến thượng tầng khí quyển của Trái đất khoảng 60 dặm và va chạm với các phân tử khác, phát ra ánh sáng. Trong thực tế, khi nghe cụm từ Coronal Mass Ejection (CME), một số nhà thiên văn học ngay lập tức đến vòng Bắc cực để xem cực quang dẫn. Đó là tin tốt, nếu một siêu bão mặt trời đã xảy ra và hàng tỷ tấn hạt năng lượng mặt trời nó phun ra giúp chúng tôi nhận được cảnh báo từ một đến ba ngày trước khi nó xảy ra.

Ông Mark Gibbs, Trưởng nhóm nghiên cứu Thời tiết Vũ trụ tại Met Office cho biết: “Thời tiết vũ trụ là một lĩnh vực khoa học chưa trưởng thành nhưng những sự hiểu biết thì ngày càng trau dồi hơn. Việc đầu tư sẽ cho phép Met Office hoàn thành khả năng dự báo thời tiết vũ trụ mà nó đã phát triển trong hai năm qua và bắt đầu đưa ra những dự báo, cảnh báo và thông báo cho các ngành chủ chốt để giảm thiểu tác động đến các dịch vụ dựa trên công nghệ". Điều này đặc biệt quan trọng tại thời điểm hiện nay, khi mặt trời hiện đang ở cuối chu kỳ 11 năm và trong năng lượng cực đại, ở tình trạng mà khả năng không thể đoán trước được lớn nhất và nhiều khả năng có thể tạo ra một siêu bão mặt trời.

Lưới điện quốc gia đã thực hiện kế hoạch giảm thiểu ảnh hưởng của một siêu bão mặt trời (© lưới điện quốc gia)

Nỗ lực hợp tác

Met Office sẽ không làm việc một mình, mà thay vào đó hệ thống sẽ hợp tác với Bộ Khí quyển và Đại dương Quốc gia (NOAA) thuộc Trung tâm Dự báo thời tiết vũ trụ của Mỹ để có được một đánh giá tốt hơn về dữ liệu thời tiết vũ trụ. Ông Louis Uccellini, giám đốc của NOAA cho biết "Dự đoán chính xác và chuẩn bị cho những tác động từ thời tiết vũ trụ đòi hỏi một cam kết tương tự như dự báo thời tiết trên mặt đất và chuẩn bị sẵn sàng. Nỗ lực hợp tác của hai nước chúng tôi sẽ giúp thúc đẩy sự sẵn sàng và khả năng phục hồi để bảo vệ cơ sở hạ tầng quan trọng đối với tăng trưởng và phát triển toàn cầu từ tác động của thời tiết vũ trụ".

Đại học Bath, khảo sát địa chất Anh và RAL Space cũng tham gia vào các dự án đó, để tập trung vào việc giúp đỡ các ngành công nghiệp cụ thể chuẩn bị cho " những tác động lớn” của siêu bão Mặt trời.

Một trong những lĩnh vực quan trọng là phân phối điện năng. Một siêu bão mặt trời nghiêm trọng có thể gây ra một số ảnh hưởng lớn, đột ngột tới lưới điện. Trường hợp xấu nhất sẽ khiến phá hủy sáu máy biến áp lưới điện siêu cao áp ở Anh và Wales, bảy máy biến áp lưới điện ở Scotland chỉ trong một vài tuần hay một vài tháng. Tuy nhiên, một sự cố như vậy sẽ chỉ làm gián đoạn điện địa phương trong vài giờ vì lưới điện quốc gia đã được đảm bảo rằng hầu hết các khu vực có nhiều hơn một máy biến áp. Lưới điện quốc gia cho rằng chỉ có hai trạm biến áp ở Anh mới có thể ngắt kết nối thông qua sự phá hủy máy biến áp, rất có thể ảnh hưởng đến những người trong vùng sâu vùng xa, nơi có ít trạm biến áp.

Aurora Australis, nhìn từ Trạm vũ trụ quốc tế (© NASA)

Mặc dù ở khoảng cách 150 triệu km xa xôi, nhưng Trái đất vẫn nằm trong tầm ảnh hưởng của một siêu bão Mặt trời. Nếu thực sự xảy ra, nó sẽ gây ảnh hưởng không hề nhỏ đến Trái đất. Tuy nhiên với những hiểu biết ngày càng sâu sắc về hiện tượng vũ trụ này, cùng những hệ thống cảnh báo sớm và các phương án dự phòng, hy vọng chúng ta sẽ có thể chống đỡ trước những đợt bão lớn từ vũ trụ.