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強烈太陽風暴對地球的影響有多大？城市是否安全可能取決于地表下方的巖石類型 ...

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強烈太陽風暴對地球的影響有多大？城市是否安全可能取決于地表下方的巖石類型 ...

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美國宇航局太陽動力學天文臺在2017年9月拍攝到了一次強烈的太陽耀斑 。照片由美國宇航局，GSFC/ SDO拍攝

美國宇航局太陽動力學天文臺在2017年9月拍攝的兩次太陽耀斑爆發 。照片由美國宇航局，GSFC/ SDO拍攝
【強烈太陽風暴對地球的影響有多大？城市是否安全可能取決于地表下方的巖石類型 ...】
這張圖片是美國宇航局的太陽動力學天文臺(SDO)在2017年9月拍攝的太陽紫外圖像 。你可以在太陽表面的右下角看到強烈的太陽耀斑形成的X形爆發 。照片由美國宇航局，GSFC/ SDO拍攝
根據《國家地理》的最新研究(作者羅賓·喬治·安德魯斯，編譯邱炎倫):美國地質調查局(USGS)，在嚴重的太陽風暴期間，由于每個地方的區域地質條件，每個城市都會有不同的停電風險 。
我們的太陽是一顆動蕩的恒星 。當太陽特別活躍的時候，會發出大量帶有磁能和帶電粒子的太陽耀斑 。如果來到地球的耀斑不是太強烈，這些來自太陽的物質撞擊地球大氣層時會帶來無害而壯麗的極光 。
但是，如果太陽爆發更加強大，可能會產生磁暴，嚴重破壞地球的磁泡，并可能對地球的電力基礎設施造成嚴重破壞 。
根據一項新的研究，你居住的城市能否經受住強磁暴可能取決于地表下的巖石類型 。
在最近的一項研究中，美國地質調查局分析了美國東北部不同的巖石如何與磁暴相互作用 。結果表明，由于每個區域的巖石類型不同，對電網可能造成的破壞程度會明顯加強或減弱 。例如，居住在新英格蘭高地的人在磁暴期間遭受重大損害的風險較高，而大西洋中部沿海平原的風險則低得多 。
一段時間以來，科學家們已經知道地質對太陽風暴造成的損害的重要影響 。然而，Love去年12月發表在《太空天氣》雜志上的論文進一步研究了美國東北部的一個特定區域，精確量化了地質差異對太陽風暴破壞的影響 。雖然這項研究只關注某個國家的特定地區，但其影響是全球性的 。
目前，我們還缺乏區域地磁風險的詳細數據，也不知道太陽風暴的頻率和強度及其對當前科學技術的影響 。牛津大學環境變化研究所高級研究助理愛德華·奧頓(Edward Oughton)表示，這也意味著對太原空天氣的風險評估比颶風和地震等災害的威脅分析落后幾十年，這使得減災計劃“極具挑戰性” 。制作更詳細的地電風險區域圖將有助于提供更全面的信息 。目前，澳大利亞和中國已經開始采取行動實現這一目標 。
“從宏觀角度來看，進行這樣的調查和收集地磁數據并不是很昂貴，”美國地質調查局負責地磁項目的地球物理學家杰弗里·洛夫說 ?！暗杏媱澋刂鲃娱_始是必要的 ?！?br /> 磁暴危害極大 。
我們不能對強烈的太陽風暴掉以輕心 。當太陽向地球爆發強烈火焰時，其攜帶的電磁能量會以光速撞擊地球，激發高層大氣中的粒子，導致無線電信號中斷 。如果閃光非常強烈，航空公司空和衛星導航網絡使用的無線電通信甚至可能會失敗或根本無法工作 。
然后，大約30分鐘后，大量的電子和質子會以接近光速的速度到達，破壞衛星上的電子電路 。宇航員在地球磁泡外受到的輻射劑量更有可能危及生命 。
接下來，在噴發后的18小時到幾天之間，一種被稱為日冕物質拋射的巨大等離子體將以每秒近3100公里的速度撞擊地球的磁泡 。這個過程會嚴重干擾地球磁場，產生所謂的磁暴 。
如果磁暴非常嚴重，會使電網中的長導電結構產生強烈的感應電流，造成嚴重甚至永久性的破壞，還可能造成大范圍的停電 。就像1989年的磁暴，導致加拿大魁北克大停電 。在越南戰爭期間，Tai 空的極端天氣可能導致了越南沿海的地雷爆炸 。
1859年的“卡靈頓事件”是有記錄以來最強大的磁暴之一，當時電報系統中斷，電報發報機受到震動 。這場磁暴造成的極光，遠至南方的夏威夷都可以看到，其亮度甚至能讓人們在晚上在戶外看報紙 。如果類似事件發生在今天，我們日益電氣化的基礎設施很可能遭受大規模破壞，造成不可估量的損失 。
太陽風暴超載
在相對較小的地理區域內，地表下的地質構成可能對磁暴造成的潛在威脅有很大影響 。英國地質調查局的地球物理學家夏蘭·貝根說，沉積巖通常具有含水孔隙空，因此它們是導電的 。變質巖和火成巖的密度較高，孔隙較少，因此電阻率較高 。
但在磁暴期間，異常的磁場活動會在地球表面產生感應電流，這對于建在變質巖或火成巖上的城市來說可能是個大麻煩 。雖然電流不能輕易通過這些巖石，但洛夫說，“如果電網所在的絕緣接地區域發生短路，電流將直接通過電網并造成損害 ?！?/p>

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