Cực quang đẹp đẽ nhưng nguy hiểm

Cực quang được tạo ra bởi các hạt tích điện từ Mặt trời va vào từ trường Trái đất. Lực va chạm có thể nén từ trường tạo ra dòng điện cực lớn chạm tới mặt đất. Theo nghiên cứu mới do học giả Denny Oliveira (Trung tâm Bay không gian Goddard, thuộc NASA) dẫn đầu thực hiện, góc độ va chạm rất quan trọng với việc bảo vệ cơ sở hạ tầng.

Ông Oliveria chia sẻ: “Cực quang là dấu hiệu cảnh báo trực quan cho thấy dòng điện trong không gian có thể tạo ra dòng điện cảm ứng địa từ”.

Hai quá trình tạo ra cực quang trên Trái đất là bão mặt trời và lực nén từ trường bởi cú sốc liên hành tinh (vì gió mặt trời di chuyển nhanh vượt qua luồng gió chậm hơn, từ đó sản sinh sóng xung kích). Cả hai đều tiềm ẩn nguy cơ làm xuất hiện dòng điện chạy qua Trái đất khiến hạ tầng điện bị hỏng.

“Vùng cực quang dễ dàng mở rộng đáng kể khi xảy ra bão địa từ nghiêm trọng. Thông thường ranh giới cực nam của nó nằm ở vĩ độ 70, nhưng ở hiện tượng cực đoan có thể mở rộng đến vĩ độ 40 hay thậm chí xa hơn - điều từng xảy ra trong bão địa từ tháng 5.2024”, ông Oliveria lưu ý.

Nhóm nghiên cứu ghi nhận va chạm trực diện nén từ trường Trái đất dữ dội nên tạo ra dòng điện cảm ứng địa từ mạnh nhất, đe dọa đến đường ống cùng cáp đặt ngầm.

Họ xem xét hai bộ dữ liệu để rút ra kết luận trên. Một bộ là ghi chép các cú sốc liên hành tinh, còn lại là số liệu dòng điện lấy từ đường ống dẫn khí đốt ở Mantsala (Phần Lan). Đường ống nằm ở khu vực thường xuyên nhìn thấy cực quang trong thời gian mặt trời hoạt động mạnh.

Dữ liệu từ trường và gió mặt trời giúp tính toán góc độ lẫn tốc độ va chạm. Va chạm sau đó được chia thành nghiêng cao, nghiêng vừa phải, gần trực diện. Nghiên cứu phát hiện mối liên hệ rõ ràng giữa góc độ với cường độ dòng điện. Va chạm càng gần trực diện thì dòng điện truyền xuống mặt đất càng mạnh. Dao động mạnh nhất xảy ra vào nửa đêm lúc cực bắc của Mantsala đối diện trực tiếp với Mặt trời.

Theo nhóm nghiên cứu, các nhà khoa học có thể dự đoán góc đánh tới của va chạm trước 2 giờ, qua đó giúp đơn vị quản lý hạ tầng có thời gian triển khai biện pháp phòng ngừa chẳng hạn như giảm nguồn điện trên một số đường dây nhất định.

Oliveria cho biết hiện tượng ở Mantsala không cung cấp bức tranh toàn cảnh, ông mong rằng các công ty điện lực trên thế giới cung cấp dữ liệu phục vụ nghiên cứu kỹ càng hơn.