ZNANSTVENICI već desetljećima znaju da bi ekstremna solarna oluja ili izbacivanje koronalne mase moglo oštetiti električne mreže i potencijalno uzrokovati dugotrajni nestanak struje. Posljedice bi se osjećale posvuda, od globalnih opskrbnih lanaca i transporta do pristupa internetu i GPS-a. Dosad je manje ispitivan specifičan utjecaj takve solarne emisije na internetsku infrastrukturu. Novo istraživanje pokazuje da bi kvarovi mogli biti katastrofalni, osobito za podmorske kablove koji podupiru globalni internet, piše Wired.

Na konferenciji za podatkovnu komunikaciju SIGCOMM 2021. prije desetak dana Sangeetha Abdu Jyothi s Kalifornijskog sveučilišta u Irvineu predstavila je "Solarne oluje: Planiranje internetske apokalipse", ispitivanje štete koju bi brzopokretni oblak magnetiziranih solarnih čestica mogao nanijeti globalnom internetu. Istraživanje ukazuje na dodatnu nijansu solarne oluje koja izaziva zamračenje, scenarij u kojem se, čak i ako se struja vrati za nekoliko sati ili dana, nastavljaju masovni prekidi interneta.

Ima i dobrih vijesti. Abdu Jyothi otkrila je da bi lokalna i regionalna internetska infrastruktura bila pod niskim rizikom od oštećenja čak i u velikoj solarnoj oluji, jer na sama optička vlakna ne utječu geomagnetski inducirane struje. Kratki rasponi kabela također su dobro uzemljeni. No, za dugačke podmorske kabele koji povezuju kontinente rizik je mnogo veći. Solarna oluja, koja je već prekinula niz ovih kabela diljem svijeta, mogla bi uzrokovati velik gubitak povezivosti isključivanjem cijelih zemalja od izvora, ostavljajući lokalnu infrastrukturu netaknutom.

"Naša infrastruktura nije pripremljena za veliki solarni događaj"

"Ono što me zaista potaklo na razmišljanje o ovome je to što smo u pandemiji vidjeli koliko je svijet nepripremljen. Nije bilo protokola za učinkovito rješavanje problema, a isto je i s otpornošću interneta. Naša infrastruktura nije pripremljena za veliki solarni događaj. Imamo vrlo ograničeno razumijevanje o tome kolika bi bila šteta", rekla je Abdu Jyothi za Wired.

Taj informacijski jaz uglavnom je posljedica nedostatka podataka. Jake solarne oluje su toliko rijetke da postoje samo tri glavna primjera u novijoj povijesti. Veliki događaji 1859. i 1921. pokazali su da geomagnetski poremećaji mogu poremetiti električnu infrastrukturu i komunikacijske vodove poput telegrafskih žica. Tijekom "Carringtonovog događaja" 1859. godine igle kompasa nepredvidljivo su divljale, a polarna svjetlost bila je vidljiva na ekvatoru u Kolumbiji. No, ti su se geomagnetski poremećaji dogodili prije nego što su uspostavljene moderne električne mreže. Sunčeva oluja umjerene jačine 1989. godine izbacila je mrežu Hydro-Québeca i uzrokovala devetosatno zamračenje u sjeveroistočnoj Kanadi, ali i to se dogodilo prije razvoja moderne internetske infrastrukture.

Velika solarna oluja mogla bi također izbaciti iz sustava svu opremu koja kruži oko Zemlje

Iako se ne događa često, koronalno izbacivanje mase prava je prijetnja otpornosti interneta, smatra Abdu Jyothi. Nakon tri desetljeća niske aktivnosti solarnih oluja ona i drugi istraživači ističu da raste vjerojatnost još jednog incidenta.

Podvodni internetski kabeli potencijalno su osjetljivi na oštećenja zbog solarne oluje iz nekoliko razloga. Za slanje podataka preko oceana kabeli su opremljeni repetitorima u intervalima od otprilike 50 do 150 kilometara, ovisno o kabelu. Ovi uređaji pojačavaju optički signal pazeći da se ništa ne izgubi u prolazu. Iako optički kabel nije izravno osjetljiv na poremećaje uzrokovane geomagnetski induciranim strujama, elektroničke unutarnje jedinice repetitora jesu, i zbog dovoljnog broja kvarova repetitora cijeli će podmorski kabel postati neupotrebljiv. Nadalje, podmorski kabeli uzemljeni su samo u produženim intervalima udaljenim stotinama ili tisućama kilometara, što čini osjetljive komponente, poput repetitora, izloženima geomagnetski induciranim strujama. Sastav morskog dna također varira, što može učiniti neke točke uzemljenja učinkovitijima od drugih.

Povrh svega, velika solarna oluja mogla bi također izbaciti iz sustava svu opremu koja kruži oko Zemlje i koja omogućuje usluge poput satelitskog interneta i globalnog pozicioniranja.

"Trenutačno nema dostupnih modela kako bi se to moglo odigrati. Imamo više razumijevanja o tome kako bi ove oluje utjecale na elektroenergetske sustave na kopnu. Ali u oceanu je to još teže predvidjeti", kaže Abdu Jyothi.

Riziku izloženi kabeli koji prelaze Atlantski i Tihi ocean

Izbacivanje koronalne mase obično ima veći utjecaj na višim geografskim širinama, bliže Zemljinim magnetskim polovima. Zato Abdu Jyothi više brine o kablovima u nekim regijama nego u drugima. Utvrdila je, primjerice, da se Azija suočava s manjim rizikom, jer Singapur djeluje kao središte mnogih podmorskih kabela u regiji i nalazi se na ekvatoru. Mnogi kabeli u tom području također su kraći, jer se granaju u mnogim smjerovima od tog čvorišta i nisu postavljeni kao jedna kontinuirana linija. Kablovi koji prelaze Atlantski i Tihi ocean na velikoj zemljopisnoj širini bili bi izloženi većem riziku čak i od umjerenih oluja.

Globalni internet stvoren je da bude otporan. Ako jedan put nije dostupan, promet se preusmjerava na druge staze, što bi u slučaju solarne oluje moglo potencijalno održati povezivost, čak i pri smanjenim brzinama. No, jača oštećenja ovih vitalnih arterija mogla bi destabilizirati mrežu. Ovisno o tome gdje dolazi do prekida kabela, Abdu Jyothi kaže da bi temeljni sustavi usmjeravanja podataka, poput protokola Border Gateway i Domain Name Systema, mogli početi raditi neispravno. To je internetska verzija prometnih gužvi koje bi se dogodile ako nestanu prometni znakovi i ugase se semafori na prometnim raskrižjima u većem gradu.

Sjeverna Amerika i neke druge regije imaju minimalne standarde i postupke za mrežne operatore koji se odnose na spremnost na solarne oluje. Thomas Overbye, direktor Smart Grid Centera na Sveučilištu Texas A&M, kaže da su operateri učinili određeni napredak u smanjenju rizika u posljednjih 10 godina. Međutim, naglašava da su geomagnetski poremećaji tako rijetki i relativno neistraženi da druge prijetnje od ekstremnih vremenskih događaja ili kibernetičkih napada imaju sve veći prioritet.

"Neki misle da bi to bio katastrofalan scenarij, neki da bi to bio tek manji problem"

"Dio problema je u tome što jednostavno nemamo puno iskustva s olujama. Neki ljudi misle da bi geomagnetski poremećaj bio katastrofalan scenarij, a drugi misle da bi to bio manji problem. Nekako sam u sredini. Mislim da je to nešto za što svakako kao industrija želimo biti spremni i radio sam na razvoju alata za procjenu rizika. No, u industriji se događa još mnogo drugih važnih stvari", kaže Overbye.

Internetska infrastruktura sadrži još više nepoznanica. Abdu Jyothi naglašava da je njezino proučavanje tek početak mnogo opsežnijeg interdisciplinarnog istraživanja i modeliranja koje je potrebno učiniti kako bi se u potpunosti razumjeli razmjeri prijetnje. Iako su jake solarne oluje iznimno rijetke, ulozi su opasno visoki. Produženi globalni prekid tog opsega utjecao bi na gotovo svaku industriju i osobu na Zemlji, zaključuje Wired.