Las auroras han inspirado mitos y presagios durante milenios, pero solo ahora, con la tecnología moderna que depende de la electricidad, estamos apreciando su verdadero poder.
por Frontiers
Las mismas fuerzas que causan las auroras también provocan corrientes que pueden dañar la infraestructura que conduce la electricidad, como las tuberías.
Ahora, científicos que escriben en Frontiers in Astronomy and Space Sciences han demostrado que el ángulo de impacto de los choques interplanetarios es clave para la fuerza de las corrientes, lo que ofrece una oportunidad de pronosticar choques peligrosos y proteger infraestructura crítica .
“Las auroras y las corrientes inducidas geomagnéticamente son causadas por factores meteorológicos espaciales similares”, explicó el Dr. Denny Oliveira del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, autor principal del artículo. “La aurora es una advertencia visual que indica que las corrientes eléctricas en el espacio pueden generar estas corrientes inducidas geomagnéticamente en la Tierra”.
“La región auroral puede expandirse mucho durante tormentas geomagnéticas severas”, agregó. “Por lo general, su límite más meridional está alrededor de los 70 grados de latitud, pero durante eventos extremos puede descender hasta los 40 grados o incluso más, lo que ciertamente ocurrió durante la tormenta de mayo de 2024, la tormenta más severa de las últimas dos décadas”.
Luces, color, acción.
Las auroras son causadas por dos procesos: o bien las partículas expulsadas del Sol alcanzan el campo magnético de la Tierra y provocan una tormenta geomagnética, o bien los choques interplanetarios comprimen el campo magnético de la Tierra.
Estos choques también generan corrientes inducidas geomagnéticamente, que pueden dañar la infraestructura que conduce la electricidad. Los choques interplanetarios más potentes implican corrientes y auroras más potentes, pero los choques frecuentes y menos potentes también podrían causar daños.
“Podría decirse que los efectos nocivos más intensos sobre la infraestructura eléctrica ocurrieron en marzo de 1989, tras una grave tormenta geomagnética: el sistema Hydro-Quebec en Canadá quedó fuera de servicio durante casi nueve horas, dejando a millones de personas sin electricidad”, dijo Oliveira.
“Pero los fenómenos más débiles y frecuentes, como los choques interplanetarios, pueden suponer amenazas para los conductores de tierra con el tiempo. Nuestro trabajo demuestra que después de los choques se producen corrientes geoeléctricas considerables con bastante frecuencia y merecen atención”.
Se cree que los choques que golpean la Tierra de frente, en lugar de hacerlo en ángulo, inducen corrientes geomagnéticas inducidas más fuertes, porque comprimen más el campo magnético. Los científicos investigaron cómo las corrientes geomagnéticas inducidas se ven afectadas por choques en diferentes ángulos y momentos del día.
Para ello, tomaron una base de datos de choques interplanetarios y la cruzaron con lecturas de corrientes inducidas geomagnéticamente de un gasoducto natural en Mäntsälä, Finlandia, que generalmente se encuentra en la región auroral durante las épocas de actividad.
Para calcular las propiedades de estos choques, como el ángulo y la velocidad, utilizaron datos del campo magnético interplanetario y del viento solar. Los choques se dividieron en tres grupos: choques muy inclinados, choques moderadamente inclinados y choques casi frontales.
Ángulo de ataque
Descubrieron que los choques más frontales causan picos más altos en las corrientes inducidas geomagnéticamente tanto inmediatamente después del choque como durante la subtormenta siguiente. Los picos particularmente intensos tuvieron lugar alrededor de la medianoche magnética, cuando el polo norte habría estado entre el sol y Mäntsälä. Las subtormentas localizadas en este momento también causan un brillo auroral sorprendente.
“Las corrientes moderadas ocurren poco después del impacto de la perturbación cuando Mäntsälä está cerca del anochecer, hora local, mientras que las corrientes más intensas ocurren alrededor de la medianoche, hora local”, dijo Oliveira.
Dado que los ángulos de estos choques se pueden predecir hasta dos horas antes del impacto, esta información podría permitirnos establecer protecciones para las redes eléctricas y otras infraestructuras vulnerables antes de que se produzcan los choques más fuertes y frontales.
“Una cosa que los operadores de infraestructuras eléctricas podrían hacer para proteger sus equipos es gestionar algunos circuitos eléctricos específicos cuando se emite una alerta de descarga”, sugirió Oliveira. “Esto evitaría que las corrientes inducidas geomagnéticamente reduzcan la vida útil de los equipos”.
Sin embargo, los científicos no encontraron correlaciones sólidas entre el ángulo de un choque y el tiempo que tarda en impactar y luego inducir una corriente. Esto puede deberse a que se necesitan más registros de corrientes en diferentes latitudes para investigar este aspecto.
“Los datos actuales se recopilaron solo en un lugar específico, es decir, el sistema de gasoductos naturales de Mäntsälä “, advirtió Oliveira.
“Aunque Mäntsälä se encuentra en un lugar crítico, no ofrece una imagen global. Además, en los datos de Mäntsälä faltan varios días en el período investigado, lo que nos obligó a descartar muchos eventos de nuestra base de datos de choques . Sería bueno que las compañías eléctricas de todo el mundo pusieran sus datos a disposición de los científicos para su estudio”.
Más información: Primeras observaciones directas de los efectos del ángulo de impacto de un choque interplanetario sobre las corrientes inducidas geomagnéticamente: el caso del sistema de gasoductos naturales finlandés, Frontiers in Astronomy and Space Sciences (2024). DOI: 10.3389/fspas.2024.1392697
