Uitbarsting zon / plasmawolk

 

In de nabije toekomst zullen verhoogde uitbarstingen van de zon in de vorm van plasmawolken naar de aarde toekomen en hierdoor het aard-magnetisch veld verstoren.

De aarde zal hierdoor hinder ondervinden.

In de kern van de zon wordt waterstof gefuseerd tot helium, hierbij komt elektromagnetische straling en neutrino’s vrij. Neutrino’s zijn elementaire deeltjes die nauwelijks interactie met materie hebben. Ze vliegen door de aarde en de zon heen als een kogel door de mist. De elektromagnetische straling die gevormd wordt heeft een zeer hoge energiedichtheid en is dan gammastraling. Het duurt gemiddeld 100000 jaar voordat de straling het oppervlak van de zon bereikt, en dan nog 7 minuten voordat het bij de aarde is. Dat is dan voornamelijk in de vorm van zichtbaar licht, maar straling uit andere delen van het elektromagnetisch spectrum komt ook voor.

De onderstaande figuur geeft het elektromagnetisch spectrum weer: 

Hoe hoger de frequentie, hoe meer energie de straling bezit. Gelukkig wordt het meeste van deze straling gefilterd door de atmosfeer. Alleen de soort straling waar in de figuur een wit balkje boven staat (radiogolven, zichtbaar licht en een deel van het infrarode spectrum) komt door de atmosfeer heen).

De zon zendt ook een constante stroom geladen deeltjes uit. Bij de temperaturen van de zon zijn het geen gewone atomen meer, maar zijn het ionen geworden (geladen deeltjes). De zon zendt deze deeltjes continu uit, maar het magnetisch veld van de aarde houdt deze deeltjes tegen.  Ze worden afgebogen en passeren de aarde.

Soms (ongeveer eens in de 5 dagen als de zon niet heel actief is, en eens in de 3 dagen als de zon actief is) dan komt er plotseling energie vrij die anders vast wordt gehouden door de magnetische velden van de zon, er ontstaat dan een zonnevlam. Dan worden er gigantisch veel geladen deeltjes door de zon de ruimte in geslingerd. Gelukkig is de kans dat een zonnevlam de aarde raakt maar heel klein, aangezien de aarde niet heel dicht bij de zon staat.

Een zonnevlam bereikt de aarde in 3 delen: 

Deel 1 is elektromagnetische straling die na ongeveer 7 minuten arriveert (met de snelheid van het licht), hierdoor kunnen radio- en gps-signalen worden verstoord. Het zou vooral vervelend zijn voor vliegtuignavigatie.

 Deel 2 zijn de geladen deeltjes die bij de zonnevlam de hoogste snelheid kregen, dit is na ongeveer 30 minuten, dit kan gevaarlijk zijn voor ruimtestations en satellieten. Als zo’n deeltje door de elektronica van een satelliet vliegt kan het geheugen veranderd worden, waardoor de satelliet onbruikbaar kan worden.

Deel 3 is het ergst, en arriveert na ongeveer 3 dagen, dat is het grootste deel van de wolk geladen deeltjes (de zogenaamde CME = coronal mass ejections), er ontstaat er een geomagnetische storm: het aardmagnetisch veld deukt in en ontstaat er poollicht ver buiten de polen (Noord-Afrika is mogelijk). Doordat de bewegende wolk geladen deeltjes het aardmagnetisch veld vervormd kunnen in het aardoppervlak en alles wat er zich op dat oppervlak bevindt stromen geïnduceerd worden. Meestal lopen deze stromen in het aardoppervlak en vormen dan geen al te groot risico voor mens en spullen, echter afhankelijk van de elektrische weerstand van het oppervlak kunnen de stromen ook lopen in aanwezige betere geleiders.

Met name in gebieden waar lange, bovengrondse hoogspanningsverbindingen bestaan (Noord Amerika, China) kan het voorkomen dat de  stromen in deze leidingen gaan lopen. Aangezien de frequentie van deze stromen zeer laag is (het verschijnsel  verloopt relatief gezien traag) leiden de stromen met name tot het verzadigen van de transformatoren waarmee de hoogspanningslijnen gekoppeld zijn.  Doordat in een verzadigde transformator de verliezen aanzienlijk toenemen ontstaat de kans dat deze uitvallen en zelfs defect raken. Aangezien het elektriciteitssysteem een complex systeem is dat te allen tijde in balans moet verkeren (vraag en aanbod moeten gelijk zijn) kan het uitvallen van grote verbindingen al snel leiden tot onbalans, kettingreacties en daarmee volledige uitval van het systeem.

De laatste zonnevlam die een groot effect had op de aarde, was in 1989 en raakte Canada, waar hij op grote schaal voor stroomuitval zorgde. Grootste probleem daarbij was dat een aantal beveiligingssystemen niet goed gecoördineerd transformatoren afschakelde wat een instorten van het systeem veroorzaakte. De hoeveelheid componenten dat daadwerkelijk defect raakte was daarbij niet doorslaggevend. De tegenwoordige, steeds groter geworden, afhankelijkheid van elektriciteit maakt dat zonnevlamuitbarstingen meer en meer effect zullen kunnen hebben op de mens. Een goed werkende beveiliging van het elektriciteitsnet is daarbij dus een belangrijke vereiste om de gevolgen binnen de perken te houden.

CHAAS 24-13 / BHINNEKA TUNGGAL IKA / PANCASILA

Rotterdam, 3 maart 2014