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거대 태양자기 폭풍과 인간문명: 1859년 태양풍이 의미하는 것.
1859년 9월2일, 대규모의 자기폭풍이 발생, 미국 보스턴 전신국은 전자장치 기기의 배터리를 사용하지 않고, 공기를 통해 전송되 오는 전기만으로 운영을 했다. 이러한 모든 사태가 태양풍에의한 것이라는 설을, 당시 주류파 과학자들은 믿지 않았다.
공기를 통해 전송되 오는 전기의 실체는?
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1859년 9월2일 오전 9시30분, 보스턴 스테드거리 31번지에 있던 전신국의 교환대에서 과전류가 발생했다. 교환수들은 기기에 접속되있던 배터리를 모두 빼고, 공기를 통해 전송되 오는 전기만으로 운영을 계속했다.
이날 새벽에는, 하늘에는 역사기록 사상 최고로 밝은 오로라가 발생했으며, 지구위의 공간을 폭넓게 덮고 있었다. 이 오로라는 큐바의 하바나와 플로리다주에서도 목격됐었다.
이와같은 태양자기 폭풍이 발생하기 18시간전, 그때까지 5년간 태양흑점을 계속 관찰해 온 영국의 한 천문학자, 리차드 케린든은 매일 하던 관측일과중에 가장 밝게 빛나는 태양흑점을 두개 발견했었고, 케린든은 관측결과를 바탕으로, 이 태양광과 오로라 발생에 밀접한 관계가 있다고 학계에 보고했으나, 그 당시 과학계는 케린든의 가설을 받아들이지 않았다.
이유로는, 태양은 상당히 멀리 떨어져 있음으로, 지구에 중력이외의 영향을 주기는 힘들다고 믿었기 때문이며, 케린든의 가설을 받아들이기 위해서는 소립자연구 및 태양활동연구의 진보가 미진했기 때문이기도 하다.
현재, 과학계는 1859년에 케린든이 관측한 현상은, 태양의 핵융합에의해 섭씨 5,500도를 유지하고 있는 태양의 표면온도가 평상시와 달리 그 이상 올라가는 것으로 이해하고 있는데, 이 과열현상의 원인이 되는 에너지는 태양의 핵자기장이 팽창한 부분이 터지며 발생하는 자기폭발 현상의 하나로 해석되고 있다.
미국 항공우주국(NASA)의 태양천문학자, 데이비드 해터웨이(David
Hathaway)씨는 다음과 같은 언급을 하고 있다. "(태양자기 폭발은) 불과 1,2시간안에 1,000만개의 원자폭탄에 해당하는 에너지를 방출한다. (1859년의 태양자기 폭발은) 유난히 강했던 것으로, 백색광 플레아(Flare)가 발생했기때문에 지구에서 관측이 가능했던 것이다."
태양자기 폭풍이 지구에 도달하면, 지구의 자기권이 혼란상태에 빠지게 되는데, 자기화 플라즈마가 지구의 자력선을 심하게 자극하여 전류를 발생시킨다. 이들 전류도 각각 자장을 가지고 있어서, 바로 지구표면에 강력한 전자기력을 발생시키고, 이것이 공기중으로 흐르게되는 "오로라 전류"를 유도, 1859년 보스턴 전신국은 이 오로라 전류를 이용해서 기기를 가동시킨 것이다.
그러나, 이 태양자기 폭풍은 "도움이 되는 것"만은 아니다. 1972년 8월 4일 미국 벨 텔레폰(Bell
Telephone)사의 전화선(시카고에서 샌프란시스코 사이의)이 다운되기도 했다. 당시, 벨 연구소는 이 원인을 찾으려고,1859년 오로라 전류에도 관심을 가지게 되었고, 조사결과를 기초로 벨 텔레폰사는 전 시스템을 재설계했다.
(1989년에도 테양자기 폭풍영향으로 캐나다 퀘벡주에서 9시간에 걸친 정전. 600만명에게 영향을 줬으며, 복구에 수개월이 걸렸다. 2003년에도 대규모의 태양 플레아가 빈발, 위성과 지구상의 수많은 무선통신에 악영향을 끼쳤다. 1859년 태양자기 폭풍의 절반정도 규모의 폭풍이 1960년 11월에 발생했었고, 과거 1850년, 1958년에도 태양자기 폭풍이 발생했었다)
지구 기술시스템을 태양자기 폭풍으로부터 지키려는 노력은 지금도 계속되고 있다. 작년말, 미국 과학아카데미가, 우주의 대규모로 발생했던 기상사례 보고서를 발표했는데, 이 보고서를 따르면, 1859년의 태양자기 폭풍에 가까운 규모로, 자기폭풍이 또 발생하면, 현 지구상의 전기 송전망의 다운사태를 비롯한 그 피해는 약 1,000조원에 이를 것이라고 한다.
대규모의 태양자기 폭풍이 어느 정도의 빈도로 발생하는가에 대한 데이터는 아직 충분하지 않다. 인류기록에 의한 역사적 문헌외에, 유력한 근거로는 빙하코어가 있다(빙하코어란: 지구 육지표면을 덮고 있는 5만 km 평방미터 이상의 빙하덩어리로, 이 빙하덩어리에서 둥그렇게 막대기 형태로 파내는 빙하기둥을 말한다.이 빙하기둥을 여러개 관찰함으로써 수만년을 거슬러 올라가 자세한 기후변화를 연구함으로서 태양자기 폭풍의 영향을 찾아 낼 수 있다고 한다)
빙하코어를 조사하면, 하전된 입자가 대기중의 질소와 반응하여 생기는 질소화합물의 농도가 상승한 부분을 찾아 낼 수가 있어, 이를 각각의 연대별로 대기상태 기록으로 이용할 수 있다. 과거 500년간의 이 빙하코어 데이터를 보면, 1859년의 태양자기 폭풍은 다른 태양자기 폭풍들과 비교해서 2배이상의 규모였다는 것이 밝혀 졌다.
과학자들은, 대규모의 태양자기 폭풍의 원인을 연구중이나, 아직 그 자세한 메커니즘을 밝혀 내지 못하고 있다. 또한 다음에 올 태양자기 폭풍의 날짜도 예측못하고 있은 상황이다. 태양이 지구와 지구에 살고있는 인류 기술체계에 주는 영향에 관한 연구가 진행중이고, 확실하게 알 고 있는 것은, 그 시작이 1859년 9월이라는 것이다.
끝.
...
그러나...
보너스
가장 최근 논문에 따르면...
Technical Article
On the probability
of occurrence of extreme space weather events
Pete Riley
논문요약
By virtue of their rarity, extreme space weather events, such as the
Carrington event of 1859, are difficult to study, their rates of
occurrence are difficult to estimate, and prediction of a specific
future event is virtually impossible. Additionally, events may be
extreme relative to one parameter but normal relative to others. In this
study, we analyze several measures of the severity of space weather
events (flare intensity, coronal mass ejection speeds, Dst, and
>30 MeV proton fluences as inferred from nitrate records) to
estimate the probability of occurrence of extreme events. By showing
that the frequency of occurrence scales as an inverse power of the
severity of the event, and assuming that this relationship holds at
higher magnitudes, we are able to estimate the probability that an event
larger than some criteria will occur within a certain interval of time
in the future. For example, the probability of another Carrington event
(based on Dst < −850 nT) occurring within the next decade is
∼12%. We also identify and address several limitations with this
approach. In particular, we assume time stationarity, and thus, the
effects of long-term space climate change are not considered. While this
technique cannot be used to predict specific events, it may ultimately
be useful for probabilistic forecasting.
초간단 요약:
1859년의 태양자기 폭풍이, 10년안에 또 발생할 확률은 12%란다.
 ............흐미....
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(펌) 어제 표결이 신의한수였…