Più tempeste solari e indebolimento del campo magnetico terrestre: cosa sappiamo e cosa potrebbe accadere

Negli ultimi mesi abbiamo più volte scritto di come il Sole si stia comportando in modo più “attivo” del previsto. Abbiamo raccontato della formazione di macchie solari di dimensioni enormi, caratterizzate da configurazioni dei campi magnetici particolarmente complesse, e abbiamo anche scritto delle tempeste geomagnetiche generate da questa attività solare e di aurore boreali che si sono spinte a latitudini sempre più basse.

Altro fenomeno di cui abbiamo parlato, e di cui da più tempo si scrive, è il progressivo indebolimento del campo magnetico terrestre, che sappiamo essere nostra unica difesa contro gli effetti nocivi dell’attività solare.

Ci si chiede allora se per noi stia effettivamente aumentando il rischio derivante dalle tempeste solari a fronte di un campo magnetico che si va indebolendo.

Lo scudo invisibile della Terra

Il campo magnetico terrestre è generato per effetto dinamo dalla rotazione del nucleo terrestre, costituito di ferro fuso. Questo campo è chiamato “dipolare” poiché ha due poli, nord e sud, con linee del campo che escono dal polo nord magnetico (cui corrisponde il polo nord geografico) e si immergono nel polo sud magnetico (cui corrisponde il polo sud geografico).

Questa generazione del campo magnetico non è esclusiva della Terra. Anche altri pianeti come Mercurio o Giove, o anche lune come Ganimede (luna di Giove), possiedono un campo magnetico simile a quello terrestre.

La regione dello spazio permeata da questo campo magnetico si chiama magnetosfera, una sorta di bolla protettiva che devia gran parte del vento solare, il flusso continuo di particelle cariche emesse dal Sole.

In assenza di campo magnetico e magnetosfera, l’atmosfera terrestre verrebbe progressivamente erosa, strappata via dal vento solare, e la superficie del pianeta soggetta alla sua azione sterilizzante.

Sulla base di misurazioni da Terra e dallo spazio, l’intensità media del campo magnetico terrestre è diminuita di circa il 10% negli ultimi 150–200 anni.

Potrebbe essere questo indebolimento un segnale di una possibile inversione di polarità? Sappiamo che tali inversioni sono avvenute centinaia di volte ma sempre realizzate in migliaia di anni. Al momento non abbiamo prove solide che indichino un’inversione imminente.

Tempeste solari: cosa sono

Quando parliamo di “attività solare” intendiamo una serie di manifestazioni legate al campo magnetico solare che vanno dalle macchie, ai brillamenti alle emissioni di massa coronale. L’intensità e la frequenza di queste manifestazioni varia ciclicamente con un periodo di 11 anni. Da diversi mesi il Sole ha superato la fase di massimo, anche se il livello sembra non stia ancora diminuendo.

Delle diverse manifestazioni, quelle per la Terra più problematiche sono i CME, cioè le emissioni di massa coronale, ossia espulsioni di plasma a velocità supersonica che, quando avvengono in direzione della Terra, raggiungono la magnetosfera deformandola e innescando tempeste geomagnetiche.

L’elettromagnetismo ci spiega come correnti (inizialmente quella del vento solare) e campi magnetici (quello terrestre) essendo variabili interagiscono tra di loro e generano correnti indotte che circolano all’interno di magnetosfera e ionosfera terrestre. Sono le correnti elettriche indotte l’aspetto per noi più problematico.

Un esempio storico è l’evento di Carrington del 1859, la più potente tempesta solare documentata, quando le correnti elettriche indotte mandarono in tilt i sistemi telegrafici e si osservarono aurore fino ai tropici.

Campo più debole, rischio maggiore?

Un campo magnetico più debole rende la Terra più vulnerabile alle tempeste solari?

In linea teorica sì. Un indebolimento del campo potrebbe tradursi in un aumento dell’esposizione dei satelliti alle radiazioni, maggiori disturbi alle comunicazioni radio e ai sistemi GPS, e un incremento delle correnti geomagnetiche indotte nelle reti elettriche ad alta tensione.

Tuttavia, la magnetosfera non sta “collassando” ma continua a svolgere la sua funzione protettiva. Ci sono voluti circa 200 anni per una diminuzione della sua intensità del 10%, nè, d’altro canto, abbiamo mai trovato evidenze di estinzioni di massa o catastrofi biologiche attribuibili al cambiamento del campo.

In caso di emissioni coronali di massa simili all’evento di Carrington, le correnti geomagnetiche indotte potrebbero sovraccaricare le linee elettriche le cui conseguenze potrebbero includere blackout estesi, danni ai trasformatori delle reti elettriche, malfunzionamenti satellitari e interruzioni nei sistemi di navigazione e comunicazione. Inoltre, le particelle elettriche energetiche potrebbero degradare l’elettronica dei satelliti in orbita. I danni economici sarebbero dell’ordine di centinaia di miliardi.

Oggi è possibile difendersi da questi eventi?

Tuttavia, oggi disponiamo di una rete di monitoraggio avanzata con satelliti quali SOHO, SDO e Parker Solar Probe che osservano costantemente il Sole, mentre sistemi di space weather forecasting permettono di prevedere con un certo anticipo l’arrivo di tempeste geomagnetiche permettendoci di prendere contromisure come spegnere temporaneamente satelliti sensibili, ridistribuire i carichi nelle reti elettriche, modificare le rotte aeree polari.

L’aumento dell’attività solare in combinazione con un indebolimento del campo magnetico terrestre non rappresenta un rischio per la vita, piuttosto per la nostra tecnologia. Rispetto all’evento Carrington, ciò che è cambiato radicalmente è la nostra dipendenza dalla tecnologia.

Lo studio congiunto del Sole e del campo magnetico terrestre non è soltanto una curiosità scientifica, ma diventa una questione di sicurezza globale.