Gli scienziati sanno da decenni che intense tempeste solari, o espulsioni di massa coronale - una massiccia esplosione di vento solare e altro plasma di isotopi leggeri, e campi magnetici che si innalzano sopra la corona - possono danneggiare le reti elettriche e potenzialmente causare interruzioni dell'elettricità per lunghi periodi. Le ripercussioni di queste tempeste ed esplosioni includeranno ovunque, dalle catene di approvvigionamento globali e dai trasporti a Internet e alla possibilità di accedere al Global Positioning System (GPS).
Tuttavia, l'impatto che una tale emissione solare potrebbe avere sull'infrastruttura Internet non è stato studiato in modo specifico, poiché una nuova ricerca mostra che il danno può essere catastrofico, in particolare per i cavi sottomarini che supportano Internet globale. Al SIGCOMM 2021 Data Communications Conference, Sangeetha Jyoti dell'Università della California ha presentato un documento intitolato "Solar Superstorms: Planning for the World's End of Internet", un esame del danno che una nuvola in rapido movimento di particelle solari magnetizzate può causare su una rete Internet globale. La ricerca di Jyoti rileva che c'è un'ulteriore sfumatura in una tempesta solare che può causare un blackout, uno scenario in cui persiste un'interruzione di Internet di massa anche se l'energia elettrica ritorna entro ore o giorni. Ma c'è una buona notizia: la ricerca di Jyoti ha scoperto che l'infrastruttura Internet locale e regionale sarebbe a basso rischio anche in caso di una massiccia tempesta solare, perché le fibre ottiche stesse non sono influenzate dalle correnti geoindotte.
Anche la messa a terra (termine che si riferisce a una connessione elettrica stabilita intenzionalmente tra un dispositivo elettrico o una rete di dispositivi da un lato e una massa di terra dall'altro) viene eseguita molto regolarmente anche su brevi distanze di cavi. Ma i rischi per i lunghi cavi sottomarini che collegano i continenti saranno molto maggiori. Una tempesta solare che interrompe un certo numero di questi cavi in tutto il mondo potrebbe causare una massiccia perdita di connettività tagliando i paesi dalla sorgente, anche con le infrastrutture locali lasciate intatte. Sarebbe come interrompere il flusso verso un condominio perché l'acqua principale la fonte è stata interrotta.
Siamo pronti per le tempeste solari?
"Ciò che mi ha davvero fatto pensare a questo è che con il coronavirus abbiamo visto quanto fosse impreparato il mondo", ha detto a Wired il ricercatore Jyoti. Non esisteva un protocollo per affrontarlo in modo efficace e lo stesso vale per la resilienza di Internet, la nostra infrastruttura non è preparata per un evento solare su larga scala, abbiamo una comprensione limitata dell'entità del danno". mancanza di dati, le tempeste solari gravi sono così rare che solo 3 primi esempi che possono verificarsi nella storia moderna. I grandi eventi del 1859 e del 1921 hanno dimostrato che i disturbi geomagnetici possono interrompere le infrastrutture elettriche e le linee di comunicazione come i cavi del telegrafo. Durante il 1859, in quello che è noto come il massiccio "evento di Carrington", gli aghi della bussola oscillarono Grandi e inaspettati, l'aurora boreale era visibile all'equatore in Colombia, ma questi disturbi geomagnetici si sono verificati prima che fossero stabilite le moderne reti elettriche.
Una moderata tempesta solare nel 1989 distrusse la rete Hydro-Québec e causò un'interruzione di corrente di 9 ore nel nord-est del Canada, ma ciò accadde anche prima dell'avvento delle moderne infrastrutture Internet. E anche se non accade spesso, le esplosioni di massa coronale sono una vera minaccia per la resilienza di Internet, afferma Jyoti. Dopo tre decenni di ridotta attività delle tempeste solari, lei e altri ricercatori notano che la probabilità di un altro evento è in aumento.
Perché Internet è minacciato di estinzione?
È probabile che i cavi Internet sottomarini siano vulnerabili ai danni delle tempeste solari per vari motivi. Per garantire che i dati che viaggiano attraverso gli oceani siano intatti, i cavi sono dotati di ripetitori a intervalli di circa 50-150 km a seconda del cavo e questi dispositivi amplificano il segnale ottico, assicurandosi che nulla vada perso durante la trasmissione. Mentre un cavo in fibra ottica non è direttamente suscettibile ai disturbi da correnti indotte magneticamente, le parti elettroniche interne dei ripetitori sono suscettibili di danni e i danni disabiliterebbero un intero cavo sottomarino. Inoltre, i cavi sottomarini sono messi a terra solo a lunghi intervalli di centinaia o migliaia di chilometri di distanza, lasciando i componenti deboli come i ripetitori più vulnerabili alle correnti causate dai geomagneti, con la differenza che alcuni punti di messa a terra sono più efficaci di altri. Oltre a tutto questo, una grande tempesta solare potrebbe spazzare via qualsiasi attrezzatura in orbita attorno alla Terra, quelle che forniscono servizi come Internet e il posizionamento globale tramite i satelliti.
"Non ci sono modelli attualmente disponibili per come ciò potrebbe accadere", afferma Jyoti. "Abbiamo una maggiore comprensione di come queste tempeste influenzano i sistemi energetici, ma è tutto sulla terraferma. Nell'oceano, è difficile da prevedere".
Quali sono i luoghi più a rischio?
Le eruzioni di massa coronale tendono ad avere un impatto maggiore a latitudini più elevate, vicino ai poli magnetici della Terra, motivo per cui Jyoti è più preoccupato per i cavi in alcune aree rispetto ad altre. Ha scoperto, ad esempio, che l'Asia affronta meno rischi, perché Singapore funge da hub per molti dei cavi sottomarini della regione e si trova all'equatore. Molti cavi in questa regione sono anche più corti, perché da questo asse si diramano in più direzioni anziché essere disposti in un unico tratto continuo. I cavi che attraversano l'Oceano Atlantico e il Pacifico ad alte latitudini saranno più vulnerabili alle tempeste moderate. Internet globale è progettato per la resilienza; Se una corsia non è disponibile, il traffico verrà reindirizzato su altre corsie, caratteristica che può mantenere la connettività, anche a basse velocità, in caso di tempesta solare. Ma un danno sufficiente a queste arterie vitali inizierà a destabilizzare la rete. A seconda di dove si rompono i cavi, Jyoti afferma che i sistemi di routing dei dati di base potrebbero iniziare a non funzionare, portando a un'interruzione di corrente. Il Nord America e alcune altre regioni hanno standard e procedure minimi per gli operatori di rete relativi alla preparazione alle tempeste solari. Gli operatori di rete hanno compiuto alcuni progressi nella mitigazione dei rischi negli ultimi 10 anni, afferma Thomas Overby, direttore del Center for the Smart Grid presso la Texas A&M University.Sempre più, altre minacce derivanti da fattori come eventi meteorologici estremi o attacchi informatici stanno assumendo la priorità.
"Parte del problema è che non abbiamo molta esperienza con le tempeste", afferma Overby. "Ci sono alcune persone che pensano che il disturbo geomagnetico sarebbe uno scenario catastrofico, e ci sono altri che pensano che sarebbe meno di un grande evento. Penso che sia qualcosa che vorremmo." "Sicuramente in preparazione per questo, e ho lavorato allo sviluppo di strumenti per la valutazione del rischio. Ma con questo, ci sono molte altre cose che stanno accadendo nel settore che sono importanti e anche una priorità». L'aspetto infrastrutturale di Internet contiene più incognite e Jyoti sottolinea che il suo studio è solo l'inizio di una ricerca e di una modellazione più complete e multidisciplinari che devono essere fatte per comprendere appieno la portata della minaccia. Sebbene le tempeste solari gravi siano rare, i rischi sono così grandi che un'interruzione globale di questa portata e scala colpirebbe quasi tutti i settori e tutti sulla Terra.
