
太阳总是向地球洒下被称为太阳风的磁化粒子雾。在大多数情况下,地球的磁屏蔽会阻止这股带电粒子流对地球或地球上的居民造成任何真正的伤害,而是让这些粒子滑向两极,在它们身后留下令人愉快的极光。
但有时,比如每过一个世纪左右,这种粒子流就会升级为一场全面爆发的太阳风暴——正如2021年SIGCOMM数据通信会议上提出的新研究警告的那样,这种极端空间天气的结果可能会对我们的现代生活方式造成灾难性的影响。
加州大学欧文分校(University of California, Irvine)助理教授桑吉塔·阿布杜·乔蒂(Sangeetha Abdu Jyothi)在新的研究论文中写道:简而言之,一场严重的太阳风暴可能会让世界陷入一场“互联网末日”,让大部分地区连续几周或几个月处于离线状态。
“真正让我思考的问题是,通过新冠病毒疫情我们看到这个世界是多么的毫无准备,目前还没有有效处理它的协议,这对于全球的互联网也是一样的。”“我们的互联网基础设施还没有为大规模的太阳风暴事件做好准备。”
极端的太阳风暴(也称为日冕物质抛射)相对罕见;Abdu Jyothi的论文中,科学家估计极端空间天气直接影响地球的概率在每十年1.6%到12%之间。
在近代历史上,只有两次这样的风暴被记录下来——一次在1859年,另一次在1921年。早先的事件被称为卡林顿事件,在地球上造成了严重的地磁扰动,导致电报线路起火燃烧,通常只有在地球两极附近才能看到的极光在哥伦比亚赤道附近被发现。较小的风暴也能带来冲击,1989年3月的一次太阳风暴使整个加拿大魁北克省停电9个小时。
Abdu Jyothi说,人类文明变得越来越依赖全球互联网,然而大规模的磁暴对新基础设施的潜在影响在很大程度上仍未得到研究。在她的新论文中,她试图找出基础设施中最大的弱点。
好消息是,各个地区本地互联网连接被损坏的风险可能很低,因为光缆本身不受地磁感应电流的影响。
然而,连接各大洲的海底互联网电缆则是另一回事。这些电缆配备了中继器来增强光信号,间隔大约30至90英里(50至150公里)。根据这篇论文描述,这些中继器很容易受到地磁电流的影响,即使有一个中继器离线,整条电缆都可能失效。
Abdu Jyothi写道,如果一个特定地区出现一定数量的海底电缆故障,那么整个大陆可能就会被切断网络。并且,高纬度地区的国家,如美国和英国,比低纬度地区的国家更容易受到太阳风暴的影响。在发生灾难性的地磁风暴时,那些高纬度国家最有可能面临断网。很难预测修复水下基础设施需要多长时间,但Abdu Jyothi认为,持续几周乃至几个月的大规模互联网中断是可能发生的。
与此同时,数百万人可能会失去生计。
AbduJyothi在她的论文中写道:“美国互联网中断一天的经济影响估计超过70亿美元。”“如果网络连续几天甚至数月都不运行怎么办?”
如果我们不想真正面临这个问题,那么随着全球互联网基础设施的不断扩大,运营商需要开始认真对待极端太阳天气的威胁。Abdu Jyothi说,在低纬度地区铺设更多电缆是一个良好的开端,同时还应开发针对大规模网络故障影响的复原能力测试。
她补充说,当下一次大太阳风暴真的从我们的恒星喷发出来时,地球上的人们将有大约13个小时来为做准备。希望当它不可避免地到来时,我们已经准备好充分利用这段时间了。
(独家编译:科幻世界)
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