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當時，波士頓的一名接線員發出電報：“你能收到我發出的信息嗎？”很快就收到了位于波特蘭的接線員回復：“比插著電源線的時候好得啦！”

2012年1月23日太陽爆發時的情景

2012年8月31日，日冕物質拋射(CME)

脆弱的現代社會

而在2015年，世界已經與1859年時的世界完全不同。現在全世界有超過80%的人口的生活需要依賴電力供應。如果此時再發生一次卡靈頓事件，那將意味著什么？

我們可以從1989年發生的一次強度大約相當于卡靈頓事件1/3的事件中得到有關這個問題答案的一些啟示，看起來情況可能不會太好。

1989年的那次事件產生了強烈的地磁暴和強大的感應電流。這股電流最終在加拿大魁北克地區電網中發現了一處薄弱環節，在兩分鐘之內，整個魁北克地區全部斷電。整個斷電持續超過12小時，導致當地學校和商業機構全部關門，大量居民被困在電梯中，多倫多股票交易所也因此暫停營業。

一次足夠強烈的太陽爆發可以基本摧毀一個國家的電力網絡。以上提到的電力系統中的這個薄弱環節被稱作“超高壓變壓器”，其功能主要是用于將發電廠產生的高壓電轉換為可以供居民家用的低壓電，這是我們文明社會維持的根基。

然而不幸的是，這樣的設備太過笨重，難以運輸并且必須定制。建造的過程常常需要數月的時間，等到完全安裝到位更是可以耗費一整年的時間，所需費用則可以高達1000萬美元。因此完全可以理解電力公司不會儲備數量過多的此類備件。

而一次強烈的地磁暴引發的感應電流將可以從這種設備內部造成熔化，從而摧毀這種設備。2011年的一份評估報告認為，如果發生一次強度僅為卡靈頓事件一半的太陽爆發事件，僅在美國一地就將造成300臺超高壓變壓器損毀，這將導致超過1.3億人在長達12個月的時間里陷入無電可用的境地。城市備用發電設施僅能在此后數天的時間里勉強維持城市供水以及排污系統的運行。在那之后，我們將不再有干凈水源的供應，排污系統也將陷入癱瘓。

我們也將可能丟失大量資金。我們的銀行系統是以電子數據的形式記錄存款人賬戶信息的，如果在地磁暴中銀行數據中心被破壞，那么數百萬人的存款信息都將丟失。

在太空中，為我們的生活便利提供導航，通訊以及天氣預報服務的衛星系統將處于危險之中。高能粒子將摧毀衛星電路系統，從而導致衛星失效。

不過哈特菲爾德表示，對于國際空間站而言這樣的問題并不存在。他說：“我們對于我們的電力供應系統非常非常小心謹慎。而這類事件我們也都做了預先考慮并設計有應對方案。如果我們遭遇太陽風暴并引發短路事件，那么我們的太陽能帆板將自動與電池之間切斷通路。”然而還有其他的危險。所有運行在低地球軌道的衛星，包括國際空間站以及中國的天宮一號這樣的載人航天器都有可能由于遭受拖拽效應而減低軌道速度，這將導致它們面臨落入地球大氣層的危險。

在一次強烈的太陽爆發過后，由于大量來自太陽的能量注入地球大氣層，大氣層將發生膨脹，這將導致低地球軌道附近的大氣濃度增加，從而增加在這里運行的航天器面臨的飛行阻力。

哈特菲爾德表示：“濃度增加之后，低地球軌道上的衛星將會被拖拽而減速。因此，此時我們要么選擇提升軌道，進一步遠離地球從而避開更濃厚的大氣，或者我們就只能更加頻繁的啟動發動機進行軌道高度維持。”

如果國際空間站不進行這樣的軌道高度維持，那么最終的結果就是它將從天空墜落。而這正是此前美國的“天空實驗室”(Skylab)空間站所經歷過的事情——這一價值超過22億美元的空間站是國際空間站的先輩，不過在墜落之前它就已經停止使用了。除此之外的相似事件還有“太陽極大使者探測器”(SMM)，它在1989年的太陽風暴之后不久墜落，這真是非常諷刺，因為這顆衛星的設計使命便是對這樣的太陽風暴進行探測。

額外的能量也會導致地球電離層的膨脹，而這是地球廣播信號傳播所必須依賴的圈層。增厚的電離層將產生湍動，從而導致信號傳播的延遲。這樣的延遲將產生廣泛影響，比如GPS服務，其必須依賴于精度達到數十億分之一秒的傳輸時間精度，這樣的信號延遲對于GPS服務將是災難性的。

在接下來，這樣的事件甚至對于生命本身都會造成直接傷害。太陽耀斑會產生各種輻射，從可見光到紫外再到X射線波段。這種爆發產生的粒子流在一般情況下會被地球磁場所阻擋，但在經歷一次太陽風暴的狂轟濫炸之后，地球磁場強度將會減弱，這就給了太陽輻射的入侵以可乘之機，此時地球上來自太陽的輻射通量將會上升。

在高空飛行的人，如乘坐航班的旅客將比地面上的居民遭受更高的輻射劑量。在2003年的一次強烈太陽耀斑爆發之后，一項針對當時高空飛行旅客遭受輻射劑量情況的研究顯示，在那些途徑極地上空的航班，如北京到華盛頓之間的航班上，旅客一次飛行期間遭受的輻射劑量將達到安全指標下年輻射劑量的70%！

不過，情況也可能并非如我們所想象的那么糟糕。輻射劑量的安全指標標準是刻意保守的，事實上根本無法判斷這樣的低劑量輻射下對人體可能產生的影響，因為這種影響太過輕微。根據2008年發表的一項有關輻射風險的研究報告，來自太陽風暴的輻射導致旅客患上癌癥并死亡的風險幾率大致和我們駕車行駛186英里(約合300公里)并發生車禍死亡的幾率相當，而后者是我們每天都會毫不猶豫去做的事情。

相比之下，在太空軌道上的宇航員們所遭受的風險還要更大一些。當太陽爆發發生時，國際空間站上的輻射通量將會達到峰值，此時宇航員們將集中到空間站最核心的位置，從而盡最大可能規避高劑量的太空宇宙輻射影響。

除了我們人類之外，其他生命也可能遭受影響。科學研究已經知道很多動物是依靠地球磁場識別方向并導航的。強烈的太陽爆發引發的地球磁場紊亂則可能使它們迷失方向。

盡管這方面的研究很少，但的確存在。2015年的一項研究觀察了空間天氣對蜜蜂群落產生的影響。結果顯示在3年的時間里，在太陽爆發期間迷路的蜜蜂數量是正常時期的3倍以上。

一些長途飛行的鳥類也具有對地磁場方向的識別能力。比如知更鳥似乎就能夠直接“看到”地球磁場。遺憾的是似乎到目前為止還沒有人研究過太陽風暴的發生是否影響到了這種鳥類的導航能力。因此，為了以防萬一，很多鴿子比賽的參賽者都會在賽事開始之前幾天致電美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的空間天氣預報中心確認太陽風暴活動的情況，以便及時調整自己的日程安排。

藝術示意圖：沖向地球的太陽風暴

正在太空運行的“高新化學組成探測器”(ACE)

卡靈頓事件會再次發生嗎？

到現在為止已經可以非常清楚的確定，如果現在再次發生一次類似卡靈頓事件那樣的劇烈太陽爆發將對我們的生活產生極為嚴重的影響，但遺憾的是我們不知道這樣的事情何時會再次發生。

太陽活動擁有大約11年的周期性，從平靜的“太陽極小年”到狂暴的“太陽極大年”，然后再周而復始。因此你或許會認為強烈的耀斑爆發應該會出現在太陽極大年，但事實并非總是如此。

英國國家氣象辦公室空間天氣項目主管凱瑟琳·伯奈特(Catherine Burnett)表示：“這兩者之間絕對不存在任何相關性。極端的太陽活動可能會發生在任何時間。事實上，當卡靈頓事件發生時正值太陽活動極小年。”

由于像卡靈頓事件這樣的極端事件極其罕見，因此在缺乏足夠案例的情況下極難評估其發生的頻率有多高。然而在2012年，美國加州圣迭戈“預測科學”(Predictive Science)機構的皮特·萊利(Pete Riley)仍然在這方面取得了一些進展。

萊利從那些較為緩和的空間天氣事件案例中尋找隱含的模式，并據此推斷更嚴重事件發生的概率。根據他的估算結果，在未來10年內太陽上再次發生類似卡靈頓事件那樣的嚴重爆發的概率大約是12%。

不過也有好消息，那就是如果那樣的事情再次發生，那么我們將會提前得到預警消息。

太陽耀斑影響的傳播速度是光速，因此當我們看到耀斑發生時，其影響已經抵達地球。因此對其開展預報的唯一途徑便是估算某個太陽黑子會產生耀斑爆發的概率有多少。由于纏繞的太陽磁感線更容易被崩斷，我們可以通過觀察某一黑子磁場的“復雜度”來預估耀斑發生的概率高低。

另外一個好消息則是關于日冕物質拋射(CME)的。一次CME事件拋射的物質抵達地球需要96小時。為了提早發生它們，研究人員會仔細搜索太陽的高分辨率圖像，尋找太陽耀斑發生的跡象，CME通常會與太陽耀斑一同發生。

隨后科學家們就會使用超級計算機對CME拋射物質的速度和密度進行模型計算，進而計算出其抵達地球的時間并判斷其是否是一次強度較高的事件。不過這樣的過程仍然是不盡完善的。伯奈特表示：“事實是，我們不清楚這樣一次CME事件是否會對地球造成影響，直到它即將沖擊地球時，我們才會意識到地球將會遭受影響。”

空間天氣研究人員們依賴于一顆名為“高新化學組成探測器”(ACE)的探測器，其可以測定CME事件中拋射物質的磁場方向。當這些拋射物質途徑ACE探測器附近時，其距離地球只剩下大約15分鐘的預警時間了。

伯奈特表示：“如果這些物質磁場的方向是朝南的，那么它將會影響地球。如果是朝北的，那么它就不會影響地球，而是將繞過地球磁場，我們根本不會感受到它的存在。”

隨著現代人類社會對先進技術的依賴性與日俱增，我們也正在增加未來發生嚴重太陽爆發時可能產生風險的可能性。如果沒有了計算機，電力供應或是抽水馬桶，世界大部分地區人們的生活水平將會在一夜之間被打回到18世紀。看來，是時候在家里囤上幾節干電池，或是在床單下藏一些現金了。(晨風)