Aurinko saattaa milloin tahansa yllättää tekniikasta riippuvaisen ihmiskunnan ja levittää revontulet päiväntasaajalle ‒ ”Onneksi osa ihmisistä osaa vielä lukea paperikarttoja ja käyttää sekstanttia”

Äärimmäisessä avaruussääilmiössä revontulialue laajenee lähes päiväntasaajalle asti. Nykyään maapallo on käytännössä kieritetty pitkiin johteisiin ja kuorrutettu satelliiteilla, ja arkemme on joko suoraan tai välillisesti riippuvainen tekniikan pelaamisesta. Kukaan ei kuitenkaan tiedä, miten tekniikka pelaisi äärimmäisen avaruusmyrskyn aikana ja sen jälkeen. Kuva: Jutta Mykrä

Jokainen tuntee eron tavallisen tuulenvireen ja poikkeuksellisen rajun myrskytuulen välillä. Säätilat eivät kuitenkaan koske pelkkää ilmakehää, vaan myös avaruudessa vallitsee sää, jonka poikkeukselliset ilmiöt voivat aiheuttaa melkoisesti harmaita hiuksia ihmiskunnalle.

Äärimmäisiä avaruussääilmiöitä sattuu yleensä 100‒150 vuoden välein, mutta kun sellainen iskee, ihmiskunnalla on alle vuorokausi aikaa reagoida, kertoo laskennallisen avaruusfysiikan professori Minna Palmroth Helsingin yliopistosta.

Aloitetaan kuitenkin siitä, mikä on ihan tavallinen avaruussää. Avaruussäällä tarkoitetaan lähiavaruuden olosuhteiden muutoksia, joilla voi olla vaikutusta teknisiin järjestelmiin avaruudessa tai maapallolla.

Avaruussäätilan muutokset näkyvät napa-alueiden läheisyydessä revontulina. Jos Suomen pohjoisosassa näkyy revontulia, kyseessä on tavanomainen avaruussää. Jos eteläisenkin Suomen taivas loimottaa, kyseessä on jo hieman tavanomaisesta poikkeava avaruussää.

Äärimmäisessä avaruussääilmiössä revontulialue laajenee lähes päiväntasaajalle asti. Äkkiseltään voisi ajatella, että mukavahan tropiikissakin on revontulia katsella. Totuus on kuitenkin monimutkaisempi.

Kuten laivat seilaavat merellä missä tahansa tuulessa ja sateessa, myös satelliitit seilaavat avaruudessa, olipa avaruussää mikä hyvänsä. Ja samoin kuin laivojen kulku vaikeutuu kovassa myrskyssä, satelliittienkin elo käy sitä vaikeammaksi, mitä kehnompi avaruussää vallitsee. Signaali voi häiriytyä tai katketa tai koko laite rikkoontua.

Esimerkiksi viime helmikuussa 40 Starlink-satelliittia tuhoutui avaruussääilmiön lämmittäessä ilmakehän yläosia, eli kyseessä ei ollut kummoinenkaan avaruuden hurrikaani. Nykymaailma on monella tapaa riippuvainen satelliittien tarjoamista signaaleista, sillä esimerkiksi navigointipalvelut eivät ohjaa metriäkään eteenpäin, jos ne eivät saa yhteyttä satelliitteihin.

Äärimmäinen avaruussää vaikuttaa kaikkiin muihinkin tutka- ja radiosignaaleihin ja aiheuttaa ylimääräisiä tasavirtoja sähköverkkoihin.

Jos äärimmäisiä avaruusmyrskyjä sattuu 100‒150 vuoden välein, onhan ihmiskunta selvinnyt niistä ennenkin. Mikä siis tekisi ihmiskuntaa kohtaavasta seuraavasta myräkästä erityisen?

Mitatun historian suurin avaruusmyrsky sattui vuonna 1859. Se ei ollut maailmanhistorian voimakkain avaruusmyrsky, mutta suurin, joka on kyetty mittaamaan.

Vuoden 1859 avaruusmyrsky on nimetty Carringtonin myrskyksi havaitsijansa, brittiläisen amatööritähtitieteilijän Richard Carrigtonin mukaan. Hän sattui havaitsemaan Auringosta lähteneen purkauksen 17 tuntia ennen kuin maapallolla alkoi tapahtua kummia. Esimerkiksi revontulialue laajeni Karibialle asti.

1800-luvun puolivälissä lennätin edusti aikansa huipputekniikkaa. Avaruusmyrsky kuitenkin indusoi lennätinlinjoihin ylimääräisiä tasavirtoja, jotka kulkivat pitkiä sähköjohtoja pitkin lennätinkonttoreihin, käräyttivät lennätinlaitteita ja sytyttivät lennätinkonttoreita tuleen.

Nykyään lennättimiä näkee enää museoissa, sillä tekniikka ja ihmiskunnan infrastruktuuri on kehittynyt valtavin harppauksin. Maapallo on käytännössä kieritetty pitkiin johteisiin ja kuorrutettu satelliiteilla. Käytännössä kaikki arkipäivän toimintamme on joko suoraan tai välillisesti riippuvaista siitä, että tekniikka pelaa.

Ennen vuotta 1859 edellinen suuri avaruusmyrsky sattui vuoteen 1770 ja seuraava vuoteen 1921. Kukaan ei tiedä varmasti, milloin seuraava myrsky iskee ja mitä se tekee.

”Varmasti se kuitenkin tulee”, Palmroth tiivistää.

Carringtonin tapauksesta yli puolentoista vuosisadan takaa tiedetään, että ihmiskunnalla on 17 tuntia aikaa reagoida. Ihmiskunnalla on tuoreessa muistissa, miten nopeasti koronapandemiaan liittyvät päätökset piti tehdä. Äärimmäisen avaruusmyrskyn tapauksessa aikaa ei kuitenkaan ole päiviä, kuten koronan tapauksessa, vaan alle vuorokausi.

”Päätökset ja toimintasuunnitelmat pitäisi siis olla jo siinä vaiheessa tehtynä”, Palmroth huomauttaa.

Suomen Akatemialla onkin käynnissä projekti, jonka tarkoituksena on tuottaa päätöksentekijöille tietoa äärimäisen avaruussään varalle. Huonolla tuurilla avaruussää voi yllättää jo ennen kuin päätöksentekijöillä on olemassa suunnitelmat tapahtuman varalle.

Ihmiskunnan kannalta kriittisin ongelma liittyy juuri sähköverkkoihin, kertoo Palmroth. Jo keskisuurten avaruussääilmiöiden aikana jopa kehittyneissä länsimaissa on mennyt sähköt laajoilta alueilta. Sähköverkot kaatuivat Kanadan Quebecissä vuonna 1989 ja Ruotsin Malmössä vuonna 2003.

Sähköverkkojen kaatuminen johtuu siitä, että yläilmakehään ilmestyvä voimakas sähkövirtaus muuttaa kaikki maan pinnalla sijaitsevat pitkät johteet, kuten sähköjohdot ja rautatiet, eräänlaiseksi suureksi induktioliedeksi. Muuntajat eivät välttämättä kestä ylimääräistä tasavirtapiikkiä, vaan ne kärähävät.

Suomessa sähköverkko on rakennettu kestävämmäksi kuin valtaosassa muita maita. Suomen sähkönsiirron kantaverkosta vastaava Fingrid on vakuuttanut, että Suomen sähköverkko kestää kovankin avaruusmyrskyn.

”Ei tarvitse mennä kuin Keski-Eurooppaan, niin sähköverkko ei ole yhtä laadukas, puhumattakaan vaikka Brasiliasta tai Kiinasta”, Palmroth pohtii.

Jos tai kun äärimmäinen avaruussää pääsee yllättämään, maailma voisi käytännössä pysähtyä myrskyn ajaksi, sillä mikään lentokoneiden, laivojen tai autojen kaipaama navigointi ei välttämättä toimisi.

”Onneksi osa ihmisistä osaa vielä lukea paperikarttoja ja käyttää sekstanttia”, Palmroth lisää.

Kun myrsky on ohi, maailman palaaminen raiteilleen riippuu paljolti siitä, missä kunnossa sähköverkot ja satelliitit ovat. Sekstantin avulla on mahdollista navigoida esimerkiksi merillä.

Nykyajan globaalissa maailmassa ei tarvita kuin pieni häiriö yhdessä maailmankolkassa, ja vaikutukset tuntuvat nopeasti kaikissa maanosissa. Tuoreessa muistissa on esimerkiksi Suezin kanavan tukkeutuminen viime vuonna tai maailmaa parhaillaan vaivaava komponenttipula.

”Suomi on monessa asiassa riippuvainen tuonnista, joten sähköjen meneminen isossa osassa muuta maailmaa aiheuttaisi väistämättä ongelmia myös meillä”, Palmroth muistuttaa.