La mayor tormenta geomagnética en 20 años elevó la temperatura de la termosfera a más de 1000 ºC causando otros impactos
El 10 de mayo de 2024 se registró la primera tormenta geomagnética G5 o "severa" que afectó a la Tierra en más de dos décadas. Por su importancia y sus efectos en el planeta fue llamada la tormenta de Gannon.
Hace un año, representantes de la NASA y unas 30 agencias gubernamentales estadounidenses se reunieron en una reunión especial para simular y abordar una amenaza inminente en el espacio. La amenaza no era un asteroide ni extraterrestres, sino nuestro propio Sol, fuente de vida.
El Space Weather Tabletop Exercise / Ejercicio de Mesa de Meteorología Espacial inaugural se suponía que sería un evento de capacitación donde los expertos podrían analizar las consecuencias en tiempo real de una tormenta geomagnética, una alteración global del campo magnético terrestre. Impulsadas por erupciones solares, las tormentas geomagnéticas pueden destruir satélites, sobrecargar las redes eléctricas y exponer a los astronautas a radiaciones peligrosas. Minimizar el impacto de estas tormentas requiere una estrecha coordinación, y esta reunión fue su oportunidad de practicar.
Luego, su simulación se convirtió en realidad.
"El plan era analizar un escenario hipotético, identificando dónde funcionaban nuestros procesos actuales y dónde necesitaban mejoras", dijo Jamie Favors, director del Programa de Meteorología Espacial de la NASA en la sede de la NASA en Washington. "Pero entonces nuestro escenario hipotético se vio interrumpido por uno muy real".
La primera tormenta geomagnética severa en 20 años
El 10 de mayo de 2024, la primera tormenta geomagnética G5 o "severa" en más de dos décadas azotó la Tierra. El evento, denominado tormenta de Gannon en memoria de la destacada física del clima espacial Jennifer Gannon, no causó daños catastróficos. Sin embargo, un año después, los datos clave obtenidos de la tormenta de Gannon nos ayudan a comprender y prepararnos para futuras tormentas geomagnéticas.
Consecuencias de la tormenta
La tormenta Gannon tuvo efectos dentro y fuera de nuestro planeta.
Sobre el terreno, algunas líneas de alto voltaje se dispararon, los transformadores se sobrecalentaron y los tractores guiados por GPS se desviaron de su curso en el Medio Oeste de Estados Unidos, perturbando aún más la siembra que ya se había retrasado por las fuertes lluvias de esa primavera.
"No todas las granjas se vieron afectadas, pero las que lo fueron perdieron un promedio de $17,000 por granja", dijo Terry Griffin, profesor de Economía Agrícola en la Universidad Estatal de Kansas.
En el aire, la amenaza de una mayor exposición a la radiación, así como pérdidas de comunicación y navegación, obligaron a los vuelos transatlánticos a cambiar de rumbo.
La termosfera se calentó a más de 1000 ºC
Durante la tormenta, la capa superior de la atmósfera terrestre, la termosfera, alcanzó temperaturas inusualmente altas. A 160 kilómetros de altitud, la temperatura suele alcanzar un máximo de 595 °C, pero durante la tormenta superó los 1055 °C . La misión GOLD ( Observaciones a Escala Global del Limbo y el Disco ) de la NASA observó cómo la atmósfera se expandía debido al calor, creando un fuerte viento que elevaba las partículas pesadas de nitrógeno.
En órbita, la atmósfera expandida incrementó la resistencia aerodinámica de miles de satélites. El ICESat-2 de la NASA perdió altitud y entró en modo seguro, mientras que el CubeSat del Experimento del Cinturón de Radiación Interior de Colorado (CIRBE) de la NASA se desorbitó prematuramente cinco meses después de la tormenta. Otros, como la misión Sentinel de la Agencia Espacial Europea , necesitaron más potencia para mantener sus órbitas y realizar maniobras para evitar colisiones con basura espacial.
La tormenta también alteró drásticamente la estructura de la capa atmosférica llamada ionosfera. Una zona densa de la ionosfera que normalmente cubre el ecuador por la noche se inclinó hacia el Polo Sur formando una marca de verificación , lo que provocó una brecha temporal cerca del ecuador.
La tormenta de Gannon también sacudió la magnetosfera terrestre, la burbuja magnética que rodea el planeta. Los datos de las misiones MMS (Magnetospheric Multiscale) y THEMIS-ARTEMIS (abreviatura de Historial Temporal de Eventos e Interacciones a Macroescala: Aceleración, Reconexión, Turbulencia y Electrodinámica de la Interacción de la Luna con el Sol) de la NASA detectaron gigantescas ondas de partículas onduladas y campos magnéticos enrollados a lo largo del borde de las CME. Estas ondas tenían el tamaño perfecto para liberar periódicamente energía magnética y masa adicionales a la magnetosfera al impactar, creando la mayor corriente eléctrica observada en la magnetosfera en 20 años.
La energía y las partículas provenientes del Sol también crearon dos nuevos cinturones temporales de partículas energéticas dentro de la magnetosfera. Descubiertos por CIRBE, estos cinturones se formaron entre los cinturones de radiación de Van Allen que rodean permanentemente la Tierra. El descubrimiento de estos cinturones es importante para las naves espaciales y los astronautas, quienes pueden verse amenazados por los electrones y protones de alta energía presentes en estos cinturones.
Auroras inusuales
La tormenta también provocó auroras en todo el mundo, incluso en lugares donde estos espectáculos de luz celestial son poco comunes. El proyecto Aurorasaurus de la NASA recibió más de 6000 informes de observadores de más de 55 países y los siete continentes.
Los fotógrafos ayudaron a los científicos a comprender por qué las auroras observadas en todo Japón eran magenta en lugar del típico rojo. Los investigadores estudiaron cientos de fotos y descubrieron que las auroras eran sorprendentemente altas, a unos 967 kilómetros sobre el suelo (322 kilómetros más arriba de lo que suelen aparecer las auroras rojas).
Aurora boreal en el Monte de Saint Michel.
— Jose Antonio Martin (@joseantonmartin) May 12, 2024
Noche del 10 al 11 Mayo 2024. pic.twitter.com/nlMUAe7N1S
En un artículo publicado en la revista Scientific Reports, el equipo de investigación dice que el color peculiar probablemente resultó de una mezcla de auroras rojas y azules, producidas por moléculas de oxígeno y nitrógeno que se elevaron más de lo normal a medida que la tormenta de Gannon calentó y expandió la atmósfera superior.
Otra toma de la aurora boreal del 10 de mayo de 2024 desde el Observatorio de Torremocha del Jiloca (Teruel). Ambas con gran angular de 24 mm., 15 s. de exposición y 1.600 ISO. Ésta a f/4 y la anterior a f/5.6. El avión va de este a oeste. https://t.co/fFUJa4qiHe pic.twitter.com/XIyzijK6vJ
— Vicente Aupí (@VicenteAupi) May 12, 2024
"Normalmente se requieren circunstancias especiales, como las que vimos en mayo pasado", dijo Josh Pettit, coautor del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, sobre las auroras magenta de Japón. "Un evento verdaderamente único".
Efectos de otro mundo
Los impactos de la intensificación de la actividad solar no se limitaron a la Tierra. La región solar activa que desencadenó la tormenta de Gannon finalmente giró y se alejó de nuestro planeta, redirigiendo sus erupciones hacia Marte.
Mientras las partículas energéticas del Sol impactaban la atmósfera marciana, la sonda MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) de la NASA observó cómo las auroras envolvían al Planeta Rojo del 14 al 20 de mayo.
Las partículas solares saturaron la cámara estelar del orbitador Mars Odyssey 2001 de la NASA (que utiliza estrellas para orientar la nave espacial), lo que provocó que la cámara se apagara durante casi una hora.
En la superficie marciana, las imágenes de las cámaras de navegación del rover Curiosity de la NASA estaban salpicadas de "nieve": vetas y motas causadas por partículas cargadas. Mientras tanto, el Detector de Evaluación de Radiación del Curiosity registró el mayor aumento de radiación desde el aterrizaje del rover en 2012. Si los astronautas hubieran estado allí, habrían recibido una dosis de radiación de 8100 micrograys, equivalente a 30 radiografías de tórax.
Aún queda mucho por venir
La tormenta de Gannon extendió auroras a latitudes inusualmente bajas y ha sido considerada la tormenta geomagnética mejor documentada de la historia. Un año después, apenas comenzamos a desentrañar su historia. Los datos capturados durante este evento histórico se analizarán durante los próximos años, revelando nuevas lecciones sobre la naturaleza de las tormentas geomagnéticas y la mejor manera de capearlas.
Referencia
Xinlin Li et al, A New Electron and Proton Radiation Belt Identified by CIRBE/REPTile‐2 Measurements After the Magnetic Super Storm of 10 May 2024, Journal of Geophysical Research: Space Physics (2025). DOI: 10.1029/2024JA033504