Bare han varsler om katastrofen nærmer seg

Første september 1859 smalt det ordentlig på sola. En eksplosjon kasta flere milliarder tonn plasma ut i verdensrommet, et spektakulært fyrverkeri som i første omgang bare hadde én tilskuer – den britiske amatørastronomen Richard Carrington.

For ham så det ut som et kraftig lysglimt på soloverflata, i dag kaller vi det en solflekkeksplosjon.

Et snaut døgn senere starta et lysshow ingen hadde sett maken til. Nordlyset, vanligvis forbeholdt oss her oppe i nettopp nord, dukka opp i Egypt, i India, på Cuba, til og med i Columbia, som ligger ved ekvator.

I Norge var nettene lyse som dager i tre døgn.

Telegrafledninger over hele verden feila, enkelte telegrafstasjoner tok fyr, og operatører fikk elektrisk støt.

En telegrafoperatør i Washington D.C. fortsatte å sende og motta meldinger etter at batteriet var frakobla, geomagnetismen sørga for trådløs strømforsyning.

Men etter noen dager gikk himmelen tilbake til normalen, og folk fortsatte å sysle med ting man sysla med i 1859.

I 2025, 166 år med eksplosiv teknologisk utvikling senere, ville en tilsvarende hendelse fort blitt den største og dyreste naturkatastrofen i menneskehetens historie.

Hvor godt forberedt er vi?

Førsteforsvareren

Norges førstelinjeforsvar mot solstorm heter Magnar Gullikstad Johnsen. Han er forsker og observatorieleder ved Tromsø Geofysiske Observatorium, tidligere kjent som Nordlysobservatoriet, og kan veldig mye om blant annet nordlys, romvær og geomagnetisme.

På kontoret sitt har han en svær skjerm med med nettsida SpaceWatch oppe.

I dette rommet, foran denne skjermen, omtrent 150 millioner kilometer fra Sola, har han så god oversikt som det er mulig å ha.

Han speider etter områder på Sola med spesielt høy aktivitet, og følger med på hvordan de utvikler seg. Hvis/når det smeller som det gjorde i 1859, vil Johnsen oppfatte det umiddelbart.

– I snitt vil det ta omtrent to dager fra det eksploderer på Sola til plasmaskyen treffer Jorda. Men jo kraftigere den er, jo fortere kommer den. Og jo viktigere er det at vi reagerer så fort som mulig.

Men det finnes ingen form for systematisk overvåkning av romvær i Norge. Dette er noe Johnsen gjør på eget initiativ.

Sola – et HMS-mareritt

Sola har, i likhet med Jorda, et magnetfelt. Men der Jordas magnetfelt er oversiktlig, med kun to poler, nord og syd, er Solas kaotisk og komplekst. Soloverflata er rett og slett dekka av poler med motsatt polaritet.

Magnetfeltlinjene som går mellom disse polene, er i kontinuerlig bevegelse. De kan vri og vende på seg, og noen ganger plutselig brytes og kobles sammen på en ny måte.

Da omdannes energien i magnetfeltet til bevegelsesenergi og varme, temperaturen og gasstrykket øker, og enorme mengder ionisert gass kastes ut fra Sola. Solas svar på vulkanutbrudd, om du vil.

Det var dette Richard Carrington så i 1859, og det er dette Magnar Gullikstad Johnsen ser etter i dag.

Er det så nøye da?, tenker du kanskje. Når du har rusla 150 millioner kilometer bort fra det som skal eksplodere vil jo de aller fleste HMS-ansvarlige si seg fornøyd.

Ja og nei.

Eksplosjonen er totalt ufarlig for mennesker. Teknologien vi bygger en stadig større del av tilværelsen vår rundt er dessverre mindre motstandsdyktig.

En storm i tre akter

En solstorm er en tretrinnsrakett.

Først kommer røntgenstrålinga. Den beveger seg med lysets hastighet, når Jorda etter åtte minutter, og slår ut flyplassradarer og radiosamband.

Dette i seg selv er nok til å skape mengder med trøbbel, men det er bare begynnelsen.

Etter et par timer kommer protonskuren. Høyenergiske partikler som, når de kolliderer med atmosfæren vår, skaper ionisasjon, kan skade astronauter og romfartøy, og forårsaker det Johnsen beskriver som radioblackout.

Fortsatt ikke krise for folk flest, men militærbaser, rutefly, meteorologiske stasjoner og redningstjenesten vil oppleve trøbbel. Og det kan bli langt verre, for nå er koronamasseutbruddet på vei.

Koronamasseutbruddet, bedre kjent som CME, er en gedigen plasmasky – potensielt flere milliarder tonn med elektrisk lada gass.

Grunnen til at den gedigne plasmaskyen bare kan gjøre ting verre er magnetisme. Det er faktisk nøyaktig femti prosent sjanse til at det verste nå er over.

Hvis plasmaskyen har samme polaritet som Jordas magnetfelt, kommer den til å skli rundt Jorda uten særlig mye mer oppstyr:

Hvis den derimot har motsatt polaritet smelter magnetfeltene sammen, og resultatet blir en geomagnetisk storm:

Feil strøm

9. mai i fjor registrerte Johnsen først én CME på skjermen på kontoret sitt. Så én til, så enda en.

Da nummer sju kom sendte han e-post til Statnett. Det er de som har ansvaret for det sentrale strømnettet, de milelange høyspentledningene som frakter strømmen gjennom landet.

Disse ledningene, de elektriske motorveiene våre, går fra transformator til transformator. Og transformatorer trives ikke når det er geomagnetisk storm.

Høyspentledningene, og transformatorene de forbinder, er laga for vekselstrøm – strøm som skifter retning med jevne mellomrom.

En kraftig nok geomagnetisk storm kan indusere langsomt varierende elektriske felt i jordskorpa, noe som igjen kan drive likestrøm – strøm som bare går én vei – inn i høyspentledninger.

Dette fører til at jernkjernen i transformatoren går varm. I utgangspunktet skal transformatoren merke at noe er galt, og koble seg av strømnettet. Men i en sånn situasjon gjør den ikke nødvendigvis det, den kan gå så varm at den begynner å brenne, for deretter å kortslutte.

Koselig med peis, men hvor lenge?

Tilbake til hendelsen i mai i fjor.

En transformator i Namsos hadde kobla ut, men Statnett hadde økt bemanninga som følge av varslinga fra Johnsen, og fikk kjapt kontroll.

To uker tidligere hadde Johnsen, som ved et lykketreff, gjennomført en skrivebordsøvelse sammen med Statnett. De hadde øvd på nettopp denne situasjonen.

– Vi demonstrerte veldig effektivt at dette klarer vi, dette får vi til.

Solstormen i fjor var den kraftigste på 20 år, men ikke i nærheten av Carrington-stormen i 1859. Hva hadde skjedd med strømnettet hvis en solstorm av en sånn dimensjon traff oss i dag? Ville alle transformatorer ha knela?

– Sannsynligvis ikke i første omgang. Problemet er at hvis noen få først gjør det, og strømnettet er godt belasta, så kan du få en dominoeffekt der én etter én kobler seg ut eller kortslutter helt til landet er mørklagt.

En strømløs tilværelse kan kanskje virke forlokkende – grelt lysstoffrørlys byttes ut med stearinlys, elektrisk varme byttes ut med peisvarme, scrolling på telefon byttes ut med lesing av bok.

Kanskje vil det være sånn for noen. Ei stund.

Men strøm er praktisk. Tidvis livsnødvendig. Hvertfall når du har utvikla et samfunn der alt går på strøm.

Menneskene som opplevde Carrington-hendelsen lot seg ikke stresse av den påfølgende strømløsheten, naturlig nok, de hadde aldri opplevd noe annet enn strømløshet.

Vår strømløshet vil fortone seg ganske annerledes.

Moderne infrastruktur vil kollapse. Minibanker og betalingsterminaler ryker. Automatiske dører åpner seg ikke. Ingen trikk, ikke noe tog. Elbiler kan ikke lades, du får ikke fylt bensin.

Mobilnettet kan få trøbbel, GPS funker ikke.

Det blir mørkt, og det blir kaldt.

Et ord som har blitt brukt

Før vi går videre, la oss ta en titt på sannsynligheten for at en ny solstorm på linje med Carrington-stormen treffer oss. Det er jo ikke noe å mase om hvis dette er noe som skjer med millioner av års mellomrom!

Vi spør Cecilie Daae, tidligere direktør i Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap, hun bør ha peiling.

– At elektromagnetisk stråling, protonskur og geomagnetisk storm med stor styrke skal inntreffe samtidig, altså noe tilsvarende Carringtonhendelsen, forventes å skje én gang i løpet av hundre år.

Ikke millioner av års mellomrom, altså. Og det er altså 166 år siden sist.

Men hvis Johnsen og Statnett jevnlig har øvelser, og med letthet avverga trøbbel i mai i fjor, er ikke ting under kontroll da?

Nei, egentlig ikke. Det finnes nemlig ingen form for systematisk overvåkning av romvær i Norge. Dette er noe Johnsen gjør på eget initiativ. I tillegg til å være leder for TGO, selvfølgelig, det er litt jobb det også.

– Sier du at forsvarsverket vårt mot solstorm er dugnadsbasert?

– Dugnad er et ord som har blitt brukt, ja.

Lokal global storm

I juni i fjor fikk Johnsen covid, og var utslått i en måned.

– Da var det ikke noe romværvarsling her til lands.

– Men er ikke dette mer et verdensprosjekt, sier ikke NASA eller noen ifra til oss hvis uvær er på vei?

– De kjenner ikke de lokale og regionale forholdene, de vet ikke hvordan vi rammes her.

For det finnes flere land som har fungerende romværvarsling. USA, Storbritannia, Belgia for eksempel. Statnett abonnerer på USAs romværvarsling, men Johnsen er tydelig på at det ikke er nok.

– Tenk på været på Jorda, det er ikke enten vindstille eller stiv kuling, storparten av været eksisterer mellom ytterpunktene. Og meteorologene sender ut farevarsel på lavere vindhastighet i Sør-Norge enn i Nord-Norge.

For selv om en geomagnetisk storm definitivt vil kunne ramme globalt, er det store regionale forskjeller. Noe handler om vi er på dag- eller nattsida når det smeller, noe handler om infrastruktur.

Og mye handler om breddegrad, solstormen er tross alt nordlysets uforskyldt onde tvilling.

Sørlysets også, for all del, men pingvinene har enda ikke kommet ordentlig i gang med utbygginga av kraftnett på Antarktis, så de trenger ikke å stresse fullt så mye.

Snakker ut om den turbulente ionosfæren

Selv om Norge ikke har vært så langt framme i skoa når det kommer til beredskapsbiten, er vi svært solide på forskningsfronten.

Det har vi vært lenge. Kristian Birkeland var den første som skjønte hva nordlys egentlig var for noe, og fikk de elektriske strømmene som kan påvirke kraftnettet ved solstorm oppkalt etter seg.

Posthumt, riktignok – det tok noen tiår før resten av verden forsto at han hadde rett.

Nå har forskningsrådet spytta 218 millioner kroner, tidenes største bevilgning, inn i et prosjekt som kalles Eiscat_3D. De resterende 472 millionene har de svenske, finske og britiske forskningsrådene bidratt med.

Eiscat_3D består av rundt ti tusen antenner, som snart skal tas i bruk, fordelt på anlegg i Skibotn i Troms, ved Kiruna i Sverige, og ved Kaaresuvanto i Nord-Finland. Antennene skal hjelpe oss å forstå Jordas ionosfære bedre.

Andres Spicher er førsteamanuensis i romfysikk ved UiT, og forsker på turbulens i det området av ionosfæren der nordlyset oppstår.

Turbulens er raske, korte, dynamiske og uforutsigbare endringer i væske, gass eller plasma. Kaos, rett og slett.

– Turbulens er et av fysikkens store spørsmål, det er veldig vanskelig å modellere.

Spicher kommer med et eksempel som trekker det hele ned på Jorda og inn i hverdagen.

– Hvis du heller melk i kaffekoppen er det ingen som klarer å regne ut nøyaktig hvordan det kommer til å se ut.

Når Eiscat_3D er oppe og går vil forskere for første gang få tredimensjonale kart over plasmaet i ionosfæren, i tillegg til høyere oppløsning og mer fleksibilitet. Disse antennene er langt mer bevegelige enn 70-tallsvariantene de skal erstatte.

Men hva er linken til solstorm?

– På samme måte som en lysstråle brytes i vann, kan radiosignaler som ofte brukes for navigasjon eller kommunikasjon brytes i ionosfærens turbulens.

Og hva er det som forårsaker turbulens i ionosfæren? Jo, for eksempel solstorm.

Småpenger

Tilbake til Johnsen, dugnadslederen som er klar for å si fra seg vervet.

Han har, i flere år, jobba med et satsingsforslag, som nylig ble oversendt regjeringa. Det er et omfattende dokument som viser hvordan en nasjonal romværvarslingstjeneste kan se ut.

Men dette har ikke Johnsen gjort alene, satsingsforslaget er et samarbeid mellom TGO, Meteorologisk institutt og Kartverket.

De ser for seg å bruke meteorologisk institutts allerede godt innarbeida infrastruktur for varsling, og at TGO skal være et kompetansesenter. Kartverket skal bidra med sin ekspertise på GPS og posisjoneringssystemer.

– Vi snakker om et budsjett på rundt 30 millioner. Småpenger for å sikre liv og verdier, rett og slett.

I 2012 eksploderte det på Sola. Omtrent dobbelt så mye plasma som ved Carrington-hendelsen ble kasta mot Jorda, men bomma så vidt det var.

Hadde eksplosjonen inntruffet ni dager tidligere, hadde den truffet. Vi hadde sannsynligvis blitt nødt til å forholde oss til den største og dyreste naturkatastrofen i menneskehetens historie.

– Hvor sannsynlig er det at vi blir truffet av en storm av disse dimensjonene i vår levetid?

– Svært sannsynlig. Jeg er oppriktig bekymra. Men jeg har trua på at satsingsforslaget går gjennom, og at vi derfor vil kunne få varsla så godt som vi er i stand til, med den vitenskapen vi har i dag.

Sier Magnar Gullikstad Johnsen, som fortsetter å lede dugnaden til et ordentlig system er på plass. Med mindre han får covid igjen, da.