Hier kommt die Sonne – um die Zivilisation zu beenden

Von Matt Ribel

Für ein Photon ist die Sonne wie ein überfüllter Nachtclub. Es hat eine Temperatur von 27 Millionen Grad im Inneren und ist vollgepackt mit angeregten Körpern – verschmelzende Heliumatome, kollidierende Kerne, sich davonschleichende Positronen und Neutrinos. Wenn das Photon den Ausgang anstrebt, dauert die Reise dorthin durchschnittlich 100.000 Jahre. (Es gibt keine schnelle Möglichkeit, sich an 10 Septillionen Tänzern vorbeizudrängen, selbst wenn man sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt.) Sobald das Photon an der Oberfläche angekommen ist, könnte es alleine in die Nacht aufbrechen. Oder wenn es zur falschen Zeit am falschen Ort auftaucht, könnte es in einem koronalen Massenauswurf stecken bleiben, einem Mob geladener Teilchen mit der Macht, Zivilisationen auf den Kopf zu stellen.

Die Ursache für den Aufruhr ist das Magnetfeld der Sonne. Es entsteht durch das Aufwirbeln von Partikeln im Kern und entsteht als eine Reihe geordneter Nord-Süd-Linien. Aber in verschiedenen Breitengraden rotiert der geschmolzene Stern unterschiedlich schnell – an den Polen 36 Tage und am Äquator nur 25 Tage. Sehr schnell dehnen und verwickeln sich diese Linien und bilden magnetische Knoten, die die Oberfläche durchbohren und Materie darunter festhalten können. Aus der Ferne erscheinen die entstehenden Flecken dunkel. Sie werden Sonnenflecken genannt. Typischerweise kühlt sich die eingeschlossene Materie ab, kondensiert zu Plasmawolken und fällt in einem feurigen koronalen Regen an die Oberfläche zurück. Manchmal lösen sich die Knoten jedoch spontan und heftig. Der Sonnenfleck verwandelt sich in die Mündung einer Waffe: Photonen schießen in alle Richtungen, und eine Kugel magnetisierten Plasmas feuert wie eine Kugel nach außen.

Die Sonne spielt seit Milliarden von Jahren dieses russische Roulettespiel mit dem Sonnensystem und schießt manchmal mehrere koronale Massenauswürfe an einem Tag ab. Die meisten kommen nirgendwo in die Nähe der Erde. Es würde Jahrhunderte menschlicher Beobachtung erfordern, bis jemand in das Fass starren könnte, während es passiert. Am 1. September 1859 um 11:18 Uhr war Richard Carrington, ein 33-jähriger Brauereibesitzer und Amateurastronom, in seinem privaten Observatorium und zeichnete Sonnenflecken – ein wichtiger, aber banaler Akt der Aufzeichnung. In diesem Moment explodierten die Flecken in einem blendenden Lichtstrahl. Carrington sprintete los, um einen Zeugen zu suchen. Als er eine Minute später zurückkam, war das Bild bereits wieder normal. Carrington verbrachte den Nachmittag damit, die Abweichung zu verstehen. Hatte seine Linse ein verirrtes Spiegelbild eingefangen? War ein unentdeckter Komet oder Planet zwischen seinem Teleskop und dem Stern vorbeigezogen? Während er schmorte, raste eine Plasmabombe lautlos mit mehreren Millionen Meilen pro Stunde auf die Erde zu.

Wenn es zu einem koronalen Massenauswurf kommt, kommt es vor allem auf die magnetische Ausrichtung des Geschosses an. Wenn es die gleiche Polarität wie das Schutzmagnetfeld der Erde hat, haben Sie Glück: Die beiden stoßen sich ab, wie ein Paar Stabmagnete, die von Nord nach Nord oder von Süd nach Süd angebracht sind. Aber wenn die Polaritäten gegensätzlich sind, werden sie zusammenstoßen. Das geschah am 2. September, einen Tag nachdem Carrington den blendenden Strahl sah.

Lauren Goode

WIRED-Mitarbeiter

Julian Chokkattu

Will Knight

Elektrischer Strom raste durch den Himmel über der westlichen Hemisphäre. Ein typischer Blitz registriert 30.000 Ampere. Dieser geomagnetische Sturm wurde in Millionenhöhe registriert. Als die Uhr in New York City Mitternacht schlug, wurde der Himmel scharlachrot und von gelben und orangefarbenen Federn durchzogen. Auf den Straßen versammelten sich ängstliche Menschenmengen. Über der Kontinentalscheide weckte ein strahlend weißes mitternächtliches Polarlicht eine Gruppe von Rocky-Mountain-Arbeitern; Sie gingen davon aus, dass der Morgen gekommen war, und begannen, das Frühstück zu kochen. In Washington, D.C. sprangen Funken von der Stirn eines Telegrafisten auf seine Telefonzentrale, als seine Geräte plötzlich magnetisiert wurden. Große Teile des entstehenden Telegrafensystems überhitzten und fielen aus.

Das Carrington-Ereignis, wie es heute genannt wird, gilt als ein einmal im Jahrhundert vorkommender geomagnetischer Sturm – aber es dauerte nur sechs Jahrzehnte, bis eine weitere vergleichbare Explosion die Erde erreichte. Im Mai 1921 fingen Zugkontrollanlagen im Nordosten der USA und Telefonstationen in Schweden Feuer. Im Jahr 1989 ließ ein mittelschwerer Sturm, der nur ein Zehntel der Stärke des Ereignisses von 1921 hatte, Quebec neun Stunden lang im Dunkeln, nachdem er das regionale Stromnetz überlastet hatte. In jedem dieser Fälle war der Schaden direkt proportional zur Abhängigkeit der Menschheit von fortschrittlicher Technologie – mehr geerdete Elektronik, mehr Risiko.

Wenn ein weiteres großes Projekt auf uns zukommt, was jederzeit möglich ist, können wir mit der vorhandenen Bildgebungstechnologie ein oder zwei Tage im Voraus Bescheid sagen. Aber wir werden das wahre Bedrohungsniveau erst verstehen, wenn die Wolke das Deep Space Climate Observatory erreicht, einen Satelliten, der etwa eine Million Meilen von der Erde entfernt ist. Es verfügt über Instrumente, die die Geschwindigkeit und Polarität der einfallenden Sonnenteilchen analysieren. Wenn die magnetische Ausrichtung einer Wolke gefährlich ist, wird dieses 340 Millionen US-Dollar teure Gerät der Menschheit – mit ihren 7,2 Milliarden Mobiltelefonen, 1,5 Milliarden Autos und 28.000 Verkehrsflugzeugen – höchstens eine Stunde Warnung vor dem Aufprall verschaffen.

Die Aktivität auf der Sonnenoberfläche folgt einem Zyklus von etwa 11 Jahren. Zu Beginn jedes Zyklus bilden sich Cluster von Sonnenflecken in den mittleren Breiten beider Sonnenhalbkugeln. Diese Cluster wachsen und wandern in Richtung Äquator. Ungefähr zu der Zeit, in der sie am aktivsten sind, dem sogenannten Sonnenmaximum, kehrt das Magnetfeld der Sonne die Polarität um. Die Sonnenflecken nehmen ab und es kommt zu einem Sonnenminimum. Dann passiert es wieder von vorne. „Ich weiß nicht, warum es 160 Jahre dauerte, Daten zu katalogisieren, um das zu erkennen“, sagt Scott McIntosh, ein schottischer Astrophysiker, der als stellvertretender Direktor des US-amerikanischen National Center for Atmospheric Research fungiert. „Es trifft dich mitten ins verdammte Gesicht.“

Lauren Goode

WIRED-Mitarbeiter

Julian Chokkattu

Will Knight

Heute, im 25. Sonnenzyklus seit Beginn der regelmäßigen Aufzeichnungen, haben Wissenschaftler über dieses Migrationsmuster hinaus nicht viel zu zeigen. Sie verstehen nicht ganz, warum die Pole umkippen. Sie können nicht erklären, warum manche Sonnenfleckenzyklen nur neun Jahre dauern, während andere 14 Jahre dauern. Sie können nicht zuverlässig vorhersagen, wie viele Sonnenflecken sich bilden oder wo koronale Massenauswürfe auftreten werden. Klar ist, dass in jedem Zyklus etwas Großes passieren kann: Im Sommer 2012, während des historisch ruhigen Zyklus 24, verfehlten zwei gewaltige koronale Massenauswürfe die Erde nur knapp. Dennoch erhöht ein aktiverer Zyklus die Wahrscheinlichkeit, dass aus diesem Beinaheunfall ein Volltreffer wird.

Wenn Navigations- und Kommunikationssysteme ausfallen, werden die rund 10.000 Verkehrsflugzeuge am Himmel versuchen, gleichzeitig am Boden zu landen. Piloten beobachten ein Flugmuster, während Fluglotsen die Flugzeuge mithilfe von Lichtsignalen anleiten.

Ohne eine leitende Theorie der Sonnendynamik neigen Wissenschaftler dazu, einen statistischen Ansatz zu verfolgen und sich bei ihren Vorhersagen auf starke Korrelationen und nachträgliche Begründungen zu verlassen. Eines der einflussreicheren Modelle, das eine respektable Vorhersagekraft bietet, nutzt die magnetische Stärke der Polarregionen der Sonne als Indikator für die Stärke des folgenden Zyklus. Im Jahr 2019 sagten ein Dutzend von der NASA eingesetzte Wissenschaftler voraus, dass der aktuelle Sonnenzyklus im Juli 2025 mit 115 Sonnenflecken seinen Höhepunkt erreichen wird – deutlich unter dem historischen Durchschnitt von 179.

McIntosh, der nicht eingeladen wurde, dem NASA-Gremium beizutreten, nennt dies „erfundene Physik“. Er glaubt, dass es bei den Modellen der alten Schule um das Falsche geht: um Sonnenflecken und nicht um die Prozesse, die sie erzeugen. „Der magnetische Zyklus ist das, was Sie modellieren sollten, nicht die Ableitung davon“, sagt er. „Man muss erklären, warum Sonnenflecken auf magische Weise auf dem 30. Breitengrad erscheinen.“

McIntoshs Versuch, dies zu tun, geht auf das Jahr 2002 zurück, als er im Auftrag eines Postdoktoranden damit begann, winzige ultraviolette Konzentrationen auf der Sonnenoberfläche, sogenannte Brightpoints, aufzuzeichnen. „Ich glaube, mein Chef wusste, was ich vorfinden würde, wenn ich einen ganzen Zyklus verstreichen ließe“, erinnert er sich. „Im Jahr 2011 dachte ich: ‚Heilige Scheiße‘.“ Er fand heraus, dass helle Punkte in höheren Breiten entstehen als Sonnenflecken, aber dem gleichen Weg zum Äquator folgen. Für ihn implizierte dies, dass Sonnenflecken und helle Punkte Zwillingseffekte desselben zugrunde liegenden Phänomens sind, das in Lehrbüchern der Astrophysik nicht zu finden ist.

Seine über ein Jahrzehnt entwickelte, umfassende Theorie lautet etwa so: Alle elf Jahre, wenn die Polarität der Sonne umkehrt, bildet sich in der Nähe jedes Pols ein magnetisches Band, das sich um den Umfang des Sterns wickelt. Diese Banden existieren seit einigen Jahrzehnten und wandern langsam in Richtung Äquator, wo sie sich gegenseitig zerstören. Zu jedem Zeitpunkt gibt es in jeder Hemisphäre normalerweise zwei entgegengesetzt geladene Bänder. Sie wirken einander entgegen, was eine relative Ruhe an der Oberfläche fördert. Aber nicht alle Magnetbänder werden gleich alt. Einige erreichen mit ungewöhnlicher Geschwindigkeit das, was McIntosh „den Terminator“ nennt. Wenn das passiert, bleiben die jüngeren Bands für ein paar Jahre allein, ohne den moderierenden Einfluss der älteren Bands, und sie haben die Chance, für Aufruhr zu sorgen.

McIntosh und sein Kollege Mausumi Dikpati glauben, dass das Timing des Terminators der Schlüssel zur Vorhersage von Sonnenflecken ist – und damit auch von koronalen Massenauswürfen. Je schneller ein Bandsatz ausstirbt, desto dramatischer wird der nächste Zyklus sein.

Der jüngste Terminator ereignete sich ihren Daten zufolge am 13. Dezember 2021. In den darauffolgenden Tagen ließ die magnetische Aktivität in der Nähe des Sonnenäquators nach (was den Tod einer Reihe von Bändern signalisiert), während sich die Anzahl der Sonnenflecken in mittleren Breiten schnell verdoppelte (was signalisiert). die Soloherrschaft der übrigen Bands). Da dieser Terminator etwas früher als erwartet eintraf, prognostiziert McIntosh für den aktuellen Sonnenzyklus eine überdurchschnittliche Aktivität mit einem Höchstwert von etwa 190 Sonnenflecken.

Lauren Goode

WIRED-Mitarbeiter

Julian Chokkattu

Will Knight

Noch in diesem Jahr könnte ein klarer Sieger aus den Modellkriegen hervorgehen. Aber McIntosh denkt bereits an das Nächste: Werkzeuge, die erkennen können, wo ein Sonnenfleck entstehen wird und wie wahrscheinlich es ist, dass er platzt. Er sehnt sich nach einer Reihe von Satelliten, die die Sonne umkreisen – einige an den Polen und einige um den Äquator herum, wie sie zur Vorhersage des irdischen Wetters verwendet werden. Der Preis für ein solches Frühwarnsystem wäre bescheiden, argumentiert er: acht Schiffe zu je etwa 30 Millionen US-Dollar. Aber wird es irgendjemand finanzieren? „Ich denke, bis Zyklus 25 völlig aus dem Ruder läuft“, sagt er, „wird es niemanden scheren.“

Wenn sich der nächste Sonnensturm der Erde nähert und der Weltraumsatellit seine Warnung ausgibt – vielleicht eine Stunde im Voraus oder vielleicht 15 Minuten, wenn der Sturm sich schnell bewegt –, ertönen bei bemannten Raumfahrzeugen Alarme. Astronauten begeben sich zu engen Modulen, die mit wasserstoffreichen Materialien wie Polyethylen ausgekleidet sind, um zu verhindern, dass ihre DNA durch Protonen im Plasma zerkleinert wird. Sie können stunden- oder tagelang darin schweben, je nachdem, wie lange der Sturm anhält.

Das Plasma wird beginnen, die Ionosphäre der Erde zu überfluten, und der Elektronenbeschuss wird dazu führen, dass Hochfrequenzradios ausgeschaltet werden. GPS-Signale, die über Funkwellen übertragen werden, werden damit ausgeblendet. Die Empfangszonen für Mobiltelefone werden kleiner; Ihre Standortblase auf Google Maps wird erweitert. Wenn sich die Atmosphäre erwärmt, schwillt sie an, und Satelliten werden schleifen, vom Kurs abweichen und Gefahr laufen, miteinander und mit Weltraumschrott zusammenzustoßen. Einige werden völlig aus der Umlaufbahn fallen. Die meisten neuen Satelliten sind für eine gewisse Sonneneinstrahlung ausgestattet, aber bei einem ausreichend starken Sturm kann selbst die schickste Platine kaputt gehen. Wenn Navigations- und Kommunikationssysteme ausfallen, wird die Flotte der kommerziellen Fluggesellschaft – zu jedem Zeitpunkt etwa 10.000 Flugzeuge am Himmel – versuchen, gleichzeitig am Boden zu landen. Piloten beobachten ein Flugmuster, während Fluglotsen die Flugzeuge mithilfe von Lichtsignalen ansteuern. Wer in der Nähe von Militäranlagen wohnt, sieht möglicherweise Regierungsflugzeuge über sich hinwegflitzen; Wenn Radarsysteme blockiert werden, werden nukleare Verteidigungsprotokolle aktiviert.

Durch eine seltsame und nicht intuitive Eigenschaft des Elektromagnetismus beginnt die durch die Atmosphäre fließende Elektrizität, Ströme an der Erdoberfläche zu induzieren. Während diese Strömungen durch die Kruste rasen, werden sie den Weg des geringsten Widerstands suchen. In Regionen mit widerstandsfähigem Gestein (in den USA, insbesondere im pazifischen Nordwesten, an den Großen Seen und an der Ostküste) führt der bequemste Weg nach oben über das Stromnetz.

Die schwächsten Punkte im Netz sind seine Vermittler – Maschinen, sogenannte Transformatoren, die Niederspannungsstrom aus einem Kraftwerk entnehmen, ihn für einen kostengünstigen und effizienten Transport in eine höhere Spannung umwandeln und ihn dann wieder herunterwandeln, damit er sicher weitergeleitet werden kann an Ihre Steckdosen. Die größten Transformatoren, von denen es in den USA etwa 2.000 gibt, sind fest im Boden verankert und nutzen die Erdkruste als Ableiter für Überspannungen. Aber während eines geomagnetischen Sturms wird diese Senke zur Quelle. Die meisten Transformatoren sind nur für die Verarbeitung von Wechselstrom ausgelegt, sodass sturminduzierter Gleichstrom dazu führen kann, dass sie überhitzen, schmelzen und sich sogar entzünden. Wie zu erwarten ist, besteht bei alten Transformatoren ein höheres Ausfallrisiko. Der durchschnittliche amerikanische Transformator ist 40 Jahre alt und hat damit seine vorgesehene Lebensdauer überschritten.

Wenn nur neun Transformatoren an den falschen Stellen ausfallen würden, könnte es in den USA zu monatelangen Ausfällen von Küste zu Küste kommen.

Es ist keine leichte Aufgabe, zu modellieren, wie das Netz während eines weiteren Sturms der Carrington-Klasse ausfallen würde. Die Merkmale einzelner Transformatoren – Alter, Konfiguration, Standort – gelten typischerweise als Geschäftsgeheimnisse. Metatech, ein Ingenieurbüro, das häufig von der US-Regierung beauftragt wird, bietet eine der düstereren Schätzungen. Es wird festgestellt, dass ein schwerer Sturm, vergleichbar mit den Ereignissen von 1859 oder 1921, landesweit 365 Hochspannungstransformatoren zerstören könnte – etwa ein Fünftel der in Betrieb befindlichen. In den Bundesstaaten entlang der Ostküste könnten Transformatorausfallraten zwischen 24 Prozent (Maine) und 97 Prozent (New Hampshire) auftreten. Ein Netzausfall dieser Größenordnung würde mindestens 130 Millionen Menschen im Unklaren lassen. Aber die genaue Anzahl der defekten Transformatoren ist möglicherweise weniger wichtig als ihr Standort. Im Jahr 2014 berichtete das Wall Street Journal über Erkenntnisse aus einem unveröffentlichten Bericht der Federal Energy Regulatory Commission zur Netzsicherheit: Wenn nur neun Transformatoren an den falschen Stellen ausfallen würden, könnte es im Land zu monatelangen Ausfällen von Küste zu Küste kommen.

Ein längerer Ausfall des nationalen Stromnetzes ist Neuland für die Menschheit. Dokumente verschiedener Regierungsbehörden und privater Organisationen zeichnen ein düsteres Bild davon, wie das in den Vereinigten Staaten aussehen würde. Häuser und Büros werden Heizung und Kühlung verlieren; Der Wasserdruck in Duschen und Wasserhähnen sinkt. U-Bahnen halten während der Fahrt an; Der Stadtverkehr wird ohne die Unterstützung von Ampeln dahinschleichen. Die Ölförderung wird zum Erliegen kommen, ebenso wie die Schifffahrt und der Transport. Der Segen der modernen Logistik, der es Lebensmittelgeschäften erlaubt, Waren nur für wenige Tage vorrätig zu haben, wird zum Fluch. Die Vorratskammern werden innerhalb weniger Tage dünner. Der größte Killer wird jedoch Wasser sein. Fünfzehn Prozent der Aufbereitungsanlagen im Land versorgen 75 Prozent der Bevölkerung – und sie sind auf energieintensive Pumpsysteme angewiesen. Diese Pumpen verteilen nicht nur sauberes Wasser, sondern entfernen auch den mit Krankheiten und Chemikalien befallenen Schlamm, der ständig in die Abwasseranlagen sickert. Ohne Strom könnten diese Abfallsysteme überlaufen und das verbleibende Oberflächenwasser verunreinigen.

Lauren Goode

WIRED-Mitarbeiter

Julian Chokkattu

Will Knight

Während der Ausfall anhält, werden die Gesundheitseinrichtungen zunehmend überlastet sein. Die Sterilvorräte werden zur Neige gehen und die Zahl der Fälle wird in die Höhe schnellen. Wenn Backup-Batterien und Generatoren ausfallen oder keinen Strom mehr haben, verderben verderbliche Medikamente wie Insulin. Schwere medizinische Hardware – Dialysegeräte, Bildgebungsgeräte, Beatmungsgeräte – wird nicht mehr funktionieren und Krankenhausstationen werden Feldkliniken ähneln. Da die Zahl der Todesopfer steigt und Leichenschauhäuser nicht mehr gekühlt werden, stehen die Kommunen vor schwerwiegenden Entscheidungen darüber, wie sie sicher mit Leichen umgehen.

Dies ist ungefähr der Punkt im schlimmsten Fall, wenn die Kernschmelzen in den Kernkraftwerken beginnen. Diese Anlagen benötigen viele Megawatt Strom, um ihre Reaktorkerne und abgebrannten Brennstäbe zu kühlen. Heutzutage betreiben die meisten amerikanischen Werke ihre Backup-Systeme mit Diesel. Koroush Shirvan, Experte für nukleare Sicherheit am MIT, warnt davor, dass viele Reaktoren in Schwierigkeiten geraten könnten, wenn die Ausfälle länger als ein paar Wochen andauern.

Wenn Sie genügend Regierungsberichte über geomagnetische Stürme durchblättern, werden Sie feststellen, dass fast jedes Mal ein Name auftaucht: John G. Kappenman. Er hat 50 wissenschaftliche Arbeiten veröffentlicht, vor dem Kongress und der NATO gesprochen und ein halbes Dutzend Bundesbehörden und Kommissionen beraten. Der leise sprechende Versorgungsveteran ist der Mann hinter den katastrophalen Metatech-Projektionen, und er ist entweder ein Visionär oder ein Panikmacher, je nachdem, wen man fragt. Kappenman verbrachte die ersten zwei Jahrzehnte seiner Karriere damit, bei Minnesota Power aufzusteigen und die Besonderheiten der Versorgungsbranche kennenzulernen. 1998 wechselte er zu Metatech, wo er Regierungen und Energieunternehmen in Fragen des Weltraumwetters und der Netzstabilität beriet.

„Sie haben nur Dinge getan, die ihre Anfälligkeit gegenüber diesen Stürmen erheblich vergrößern.“

Seine Endzeitprognosen erlangten 2010 erstmals landesweite Beachtung und lösten so große Besorgnis aus, dass das Heimatschutzministerium JASON, eine wissenschaftliche Elite-Beratungsgruppe, mit der Erstellung einer Gegenstudie beauftragte. „Wir sind nicht davon überzeugt, dass Kappenmans Worst-Case-Szenario möglich ist“, schlussfolgerten die Autoren in ihrem Bericht von 2011. Bemerkenswert ist jedoch, dass JASON weder Kappenmans Arbeit hinsichtlich ihrer Vorzüge in Frage stellte, noch bot die Gruppe ein konkurrierendes Modell an. Ihre Einwände basierten vielmehr auf der Tatsache, dass die Modelle von Metatech proprietär sind und die Geheimhaltung der Versorgungsindustrie es schwierig macht, nationale Netzsimulationen durchzuführen. Dennoch bestätigten die Autoren Kappenmans wesentliche Schlussfolgerung: Das US-Netz ist auf einen schweren Sturm völlig unzureichend vorbereitet, und die Betreiber sollten sofort Maßnahmen ergreifen, um ihre Transformatoren zu härten.

Die gute Nachricht ist, dass es bereits eine technische Lösung gibt. Die Eindämmung dieser Bedrohung könnte so einfach sein, dass anfällige Transformatoren mit Kondensatoren ausgestattet werden, relativ kostengünstigen Geräten, die den Gleichstromfluss blockieren. Während des Sturms in Quebec im Jahr 1989 fiel das Stromnetz aus und hörte auf, Strom zu leiten, bevor der Strom große Schäden anrichten konnte. Ein knapper Anruf reichte jedoch aus. In den darauffolgenden Jahren gab Kanada mehr als eine Milliarde US-Dollar für Zuverlässigkeitsverbesserungen aus, darunter auch für Kondensatoren für seine am stärksten gefährdeten Transformatoren. „Um die gesamten USA abzudecken, bewegt man sich wahrscheinlich im Bereich von ein paar Milliarden Dollar“, sagt Kappenman. „Wenn man diese Kosten aufteilt, entspräche das einer Briefmarke pro Jahr und Kunde.“ Eine Studie der Foundation for Resilient Societies aus dem Jahr 2020 kam zu einem ähnlichen Wert für eine umfassende Netzhärtung: etwa 500 Millionen US-Dollar pro Jahr für 10 Jahre.

Lauren Goode

WIRED-Mitarbeiter

Julian Chokkattu

Will Knight

Bisher haben amerikanische Versorgungsunternehmen jedoch noch nicht in großem Umfang Stromblockierungsgeräte in das Stromnetz eingebaut. „Sie haben nur Dinge getan, wie zum Beispiel die Umstellung auf immer höhere Betriebsspannungen“ – für eine günstigere Übertragung – „die ihre Anfälligkeit für diese Stürme erheblich erhöhen“, erzählt mir Kappenman.

Auch Tom Berger, ehemaliger Direktor des Space Weather Prediction Center der US-Regierung, äußerte Zweifel an den Netzbetreibern. „Wenn ich mit ihnen spreche, sagen sie mir, dass sie das Weltraumwetter verstehen und bereit sind“, sagt er. Doch Bergers Selbstvertrauen schwand nach dem Zusammenbruch des texanischen Stromnetzes im Februar 2021, der Hunderte Menschen tötete, Millionen Haushalte und Unternehmen ohne Heizung zurückließ und einen Schaden von etwa 200 Milliarden US-Dollar verursachte. Diese Krise wurde durch nichts Exotischeres als einen großen Kälteeinbruch ausgelöst. „Wir haben dasselbe gehört“, sagt Berger. „‚Wir verstehen den Winter; das ist kein Problem.‘“

Ich kontaktierte zwölf der größten Versorgungsunternehmen des Landes und bat um Informationen zu konkreten Maßnahmen zur Schadensbegrenzung durch ein großes geomagnetisches Ereignis. American Electric Power, das größte Übertragungsnetz des Landes, war das einzige Unternehmen, das konkrete Maßnahmen bekannt gab, zu denen nach eigenen Angaben die regelmäßige Aufrüstung der Hardware, die Umleitung des Stroms während eines Sturms und der schnelle Austausch der Ausrüstung nach einem Ereignis gehören. Zwei weitere Unternehmen, Consolidated Edison und Exelon, behaupten, ihre Systeme mit geomagnetischen Überwachungssensoren ausgestattet zu haben und ihre Bediener in nicht näher bezeichnete „Verfahren“ einzuweisen. Florida Power & Light lehnte eine sinnvolle Stellungnahme ab und verwies auf Sicherheitsrisiken. Die anderen acht antworteten nicht auf mehrere Anfragen nach Kommentaren.

An diesem Punkt fragen sich neugierige Köpfe vielleicht, ob Versorgungsunternehmen überhaupt verpflichtet sind, geomagnetische Stürme zu planen. Die Antwort ist auf typisch amerikanische Weise kompliziert. Im Jahr 2005, als George W. Bush, ein ehemaliger Ölmanager, das Oval Office besetzte, verabschiedete der Kongress den Energy Policy Act, der eine Wundertüte voller Werbegeschenke für die Öl- und Gasindustrie beinhaltete. Es entzog der Federal Energy Regulatory Commission einen Großteil ihrer Befugnisse zur Regulierung der Versorgungswirtschaft. Zuverlässigkeitsstandards werden jetzt von der North American Electric Reliability Corporation entwickelt und durchgesetzt – einem Handelsverband, der die Interessen dieser Unternehmen vertritt.

Manche finden die NERC-Zuverlässigkeitsstandards lächerlich. (Zwei Befragte lachten hörbar, als sie danach gefragt wurden.) Kappenman lehnte die erste Reihe von Standards ab, die 2015 vorgeschlagen wurden, mit der Begründung, sie seien zu nachsichtig – sie verlangten von den Versorgungsunternehmen nicht, sich auf einen Sturm wie 1859 oder 1921 vorzubereiten Berger hatte ebenfalls Einwände, allerdings aus einem anderen Grund: In den Standards wurde die Dauer des Sturms nicht erwähnt. Die bodengestützten Auswirkungen des Carrington-Ereignisses hielten vier oder fünf aufeinanderfolgende Tage an; Ein Transformator, der für 10 Sekunden Strom ausgelegt ist, unterscheidet sich stark von einem, der für 120 Stunden ausgelegt ist.

Auf Druck der Bundesregierung erließ NERC 2019 strengere Standards. In einer ausführlichen schriftlichen Erklärung betonte Rachel Sherrard, eine Sprecherin der Gruppe, dass die amerikanischen Energieversorger nun voraussichtlich mit einem Ereignis zu kämpfen haben, das doppelt so stark ist wie der Sturm in Quebec im Jahr 1989. (Der Vergleich mit einem alten Sturm wie Carrington ist, wie sie feststellte, „eine Herausforderung, weil keine zuverlässigen historischen Messdaten verfügbar sind.“) Obwohl die neuen Standards von den Versorgungsunternehmen verlangen, Schwachstellen in ihren Systemen zu beheben, bestimmen die Unternehmen selbst den richtigen Ansatz – und die Zeitleiste.

Bleiben die Energieversorger unmotiviert, hängt die Fähigkeit der Menschheit, einem großen geomagnetischen Sturm standzuhalten, weitgehend von unserer Fähigkeit ab, beschädigte Transformatoren zu ersetzen. Eine Untersuchung des US-Handelsministeriums aus dem Jahr 2020 ergab, dass das Land mehr als 80 Prozent seiner großen Transformatoren und deren Komponenten importierte. Unter normalen Angebots- und Nachfragebedingungen können die Vorlaufzeiten für diese Bauwerke bis zu zwei Jahre betragen. „Menschen außerhalb der Branche verstehen nicht, wie schwierig die Herstellung dieser Dinge ist“, sagt Kappenman. Insider wissen, dass man keinen Transformator kaufen sollte, es sei denn, die Fabrik, in der er hergestellt wurde, ist mindestens 10 Jahre alt. „Es dauert so lange, die Probleme zu lösen“, sagt er. In einer Zeit der Solarkrise könnten ausländische Regierungen – sogar geopolitische Verbündete – den Export wichtiger Elektrogeräte drosseln, bemerkt Kappenman. Im letzten Jahrzehnt sind einige Ersatzteilprogramme entstanden, die es den Teilnehmern ermöglichen, Ressourcen für verschiedene Katastrophenszenarien zu bündeln. Die Größe und der Standort dieser Ersatzteile sind den Bundesbehörden jedoch nicht bekannt – da die Industrie sie nicht darüber informiert.

Eines Tages könnte es den Regulierungsbehörden gelingen, das Stromnetz abzubilden und es sogar sturmsicher zu machen (vorausgesetzt, ein großer Strom zerstört es nicht vorher). Ingenieure könnten eine Satellitenanlage starten, die uns Tage Zeit gibt, die Luken zu schließen. Regierungen könnten im Notfall einen Weg finden, Nottransformatoren auf die Straße zu bringen. Und da wird die Sonne sein – der unvorstellbare, unauslöschliche Ofen im Zentrum unseres Sonnensystems, der ebenso wahllos zerstört wie erschafft. Das Leben auf diesem kleinen Partikel hängt vollständig von der Gnade einer kosmischen Atomkraft ab, deren Abzugsfinger juckt. Daran wird kein menschlicher Triumph jemals etwas ändern. (Aber wir sollten die Kondensatoren trotzdem kaufen. Bitte bald.)

Cover: Styling von Jeanne Yang und Chloe Takayanagi. Stylingunterstützung von Ella Harrington. Pflege von April Bautista mit Oribe bei der Dew Beauty Agency. Requisiten-Styling von Chloe Kirk.

Teilen Sie uns Ihre Meinung zu diesem Artikel mit. Senden Sie einen Brief an den Herausgeber unter [email protected].