Τρεις νέες μελέτες διέγνωσαν απραξία της ηλιακής δραστηριότητας για την επόμενη δεκαετία – Έρχεται μίνι εποχή παγετώνων

 

Η Γη σε «σκοτσέζικο ντους»!
ΤΟ ΒΗΜΑ, 19/06/2011, (του ΤΑΣΟΥ ΚΑΦΑΝΤΑΡΗ)
Ο ρους των κλιματικών γεγονότων κατά την τελευταία εικοσαετία ήταν σταθερά η άνοδος της μέσης θερμοκρασίας του πλανήτη, το λιώσιμο των πάγων και ο φόβος τής ανύψωσης της στάθμης των θαλασσών. Η μελλούμενη ξηρασία και λειψυδρία ήταν ο εφιάλτης όλων μας και το μέγα κίνητρό μας να περικόψουμε τα καυσαέρια που προκαλούσαν _ ή έστω επέτειναν - την υπερθέρμανση. Λίγο προτού φτάσουμε όμως στη συνυπογραφή νέου πρωτοκόλλου....
στην περυσινή αποτυχημένη συνδιάσκεψη της Κοπεγχάγης, κάτι άρχισε να αλλάζει άρδην στα δεδομένα μας για το «ποιος πειράζει» το κλίμα της Γης. Κάτι το μη «ανθρωπογενές».
Οχι ότι πήρε συγχωροχάρτι ο ρυπογόνος επεκτατισμός των ανθρώπων στον πλανήτη Γη, αλλά πλέον κάποιος εξωτερικός και κατά πολύ ισχυρότερος παράγων διαμόρφωνε την ένταση της κλιματικής αλλαγής.

Η εξαφάνιση των ηλιακών κηλίδων (επάνω αριστερά, «πορτρέτο» μιας εξ αυτών από το τηλεσκόπιο της Σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών) μας υπόσχεται απότομο βούτηγμα σε Εποχή Παγετώνων

Ο κύκλος του Ηλιου

Ο παράγοντας αυτός είναι ο Ηλιος, ο οποίος κάθε 22 χρόνια αντιστρέφει τους μαγνητικούς του πόλους. Κατά τις ημιπεριόδους αυτής της αντιστροφής _ τους ενδεκαετείς κύκλους _ οι αστροφυσικοί έχουν παρατηρήσει την ίδια ακολουθία έξαρσης και μείωσης του αριθμού των ηλιακών κηλίδων και της όλης ηλιακής δραστηριότητας. Η επίδραση αυτής της κυκλικότητας των ηλιακών φαινομένων στο κλίμα της Γης πρωτοσυζητήθηκε από τους επιστήμονες το 1893, όταν ο βρετανός αστρονόμος Edward Maunder παρατήρησε πως κατά την 70ετία μεγάλου ψύχους των ετών 1645-1715 η ηλιακή δραστηριότητα είχε ουσιαστικά σταματήσει (περίοδος γνωστή έκτοτε ως Maunder Minimum). Επειτα από έναν σχεδόν αιώνα, το 1976, ο αμερικανός φυσικός John Endy διατύπωσε την υπόθεση ότι η εμφάνιση Εποχών Παγετώνων στον πλανήτη μας συναρτάται άμεσα με την παύση της ηλιακής δραστηριότητας.

Ακολούθησαν τέσσερις δεκαετίες παρατήρησης του Ηλιου με όλο και τελειότερα τηλεσκόπια και δορυφόρους και η μελέτη του μηχανισμού «δυναμό» που προκαλεί την αναστροφή των μαγνητικών του πόλων με όλο και καλύτερα προσομοιωτικά προγράμματα υπερυπολογιστών. Εικασίες πολλές προέκυψαν για την αλληλεπίδραση του «ηλιακού κλίματος» και του γήινου, αλλά τίποτε το δραματικό δεν έδειχνε να διαταράσσει τους κύκλους αυξομείωσης των ηλιακών κηλίδων. Φθάσαμε έτσι να διανύουμε τώρα τον 24ο μετρηθέντα ηλιακό κύκλο (2008 - 2019) και να ετοιμαζόμαστε για την έναρξη του 25ου. Αλλά από το 2006 και μετά, αφότου δηλαδή περάσαμε το προβλεπόμενο χρονικό σημείο ελάχιστης ηλιακής δραστηριότητας του 23ου κύκλου, οι μελετητές του Ηλιου άρχισαν να έχουν ενδείξεις ότι κάτι το ασυνήθιστο συμβαίνει. Κάτι που ο Ηλιος είχε να κάνει εδώ και τρεισήμισι αιώνες.

Η ασυνήθιστη συμπεριφορά του Ηλιου άρχισε να γίνεται αισθητή όταν διαπιστώθηκε μια... ασυνέπεια στο ραντεβού του: η NASA περίμενε την έναρξη του 24ου κύκλου στις αρχές του 2007, αλλά... τίποτε. Τότε οι αστροφυσικοί επανεκτίμησαν την έναρξη του κύκλου για τον Οκτώβριο του 2008, για να διαψευσθούν και πάλι. Επειτα ανέβαλαν το ραντεβού για τον Ιανουάριο του 2009 και... με ανακούφιση χαιρέτισαν τις μεγαλειώδεις ηλιακές εκλάμψεις τού Αυγούστου του 2010, λέγοντας: «Επιτέλους, άρχισαν». Τα στοιχεία όμως ήταν πλέον τέτοια ώστε από τις αρχικές εκτιμήσεις για ένταση των κορυφαίων εκλάμψεων της τάξεως του 137 να φθάσουν τώρα να προβλέπουν μέγιστη ένταση της τάξεως μόλις του 64! Αρα κάτι όντως ασυνήθιστο συνέβαινε, αλλά τι και γιατί;

Τα δεδομένα του GONG

Τις απαντήσεις ανέλαβαν να μας δώσουν τρεις διαφορετικές ομάδες ερευνητών στο μεγαλύτερο διεθνές συνέδριο για τη συμπεριφορά του Ηλιου που διοργάνωσε από τις 12 ως τις 16 Ιουνίου του 2011 η Αμερικανική Αστρονομική Εταιρεία στο Πανεπιστήμιο του Νέου Μεξικού, στο Las Cruces. Η πρώτη, υπό τον καθηγητή Frank Hill, εξέτασε τα δεδομένα των έξι σταθμών παρατήρησης του GONG (Global Oscillation Network Group) που καταγράφουν τις ανακλάσεις ηχητικών κυμάτων στην επιφάνεια του Ηλιου. Από αυτά προέκυπτε ένα ρεύμα αέρα που διατρέχει διαμπερώς την ηλιακή σφαίρα από Ανατολή προς Δύση. Το γεωγραφικό πλάτος αυτού του «μεταναστευτικού» ρεύματος αντιστοιχίζεται με την εμφάνιση νέων κηλίδων σε κάθε ηλιακό κύκλο και επιτρέπει την πρόβλεψη εκείνων του επομένου κύκλου. Προς έκπληξή τους, ο χάρτης για τον 25ο Κύκλο είναι κενός. «Αυτό μας υποδεικνύει», δήλωσε ο δρ Hill, «ότι η έναρξη του 25ου Κύκλου αναβάλλεται για το 2021 ή για το 2022, ή και ότι μπορεί να μη συμβεί καθόλου!»

Ο χάρτης αυτός των ηλιακών δραστηριοτήτων μάς προετοιμάζει για μια αναπάντεχα ψυχρή περίοδο (δεξί τμήμα του), με άγνωστη ακόμη ημερομηνία λήξεως

Το τηλεσκόπιο Kitt Peak

Η δεύτερη ομάδα ερευνητών, απαρτιζόμενη από τους Matt Penn και William Livingstone, εξέτασε τα στοιχεία 13 ετών παρατήρησης του τηλεσκοπίου που βρίσκεται στο Kitt Peak της Αριζόνας. Πρόσεξαν ότι η μέση δύναμη μαγνητικού πεδίου στον Ηλιο έπεφτε κατά 50 Gauss κατ' έτος, τόσο στον 23ο Κύκλο όσο και στον τωρινό 24ο. Επίσης, σημείωσαν ότι οι θερμοκρασίες των ηλιακών κηλίδων είχαν την αναμενόμενη αύξηση για μια τέτοια μεταβολή του μαγνητικού πεδίου. Εάν αυτή η πορεία συνεχιστεί με τον ίδιο ρυθμό η δύναμη του πεδίου θα πέσει κάτω από τα 1.500 Gauss, οπότε το μαγνητικό πεδίο δεν θα επαρκεί για να υπερκεράσει τις συγκλίνουσες δυνάμεις στην επιφάνεια του Ηλιου, με αποτέλεσμα την εξαφάνιση των κηλίδων.

Ο διάπυρος σίδηρος

Η τρίτη ομάδα ερευνητών, υπό τον Richard Altrock, απαρτιζόταν από επιστήμονες της αμερικανικής πολεμικής αεροπορίας. Χρησιμοποίησαν ένα φωτόμετρο για να χαρτογραφήσουν τον διάπυρο σίδηρο στην επιφάνεια του Ηλιου, που φθάνει στη θερμοκρασία των 2 εκατ. βαθμών Κελσίου. Γνώριζαν ότι οι αναδυόμενες κηλίδες από το εσωτερικό του Ηλιου προσελκύουν μαγνητικά αυτόν τον σίδηρο και ότι συνήθως τον συγκεντρώνουν σε γεωγραφικό πλάτος 70 μοιρών, κατά την έναρξη κάθε Ηλιακού Κύκλου, για να τον σπρώξουν προς τον Ηλιακό Ισημερινό προς το τέλος του Κύκλου. Ταυτόχρονα, τα νέα μαγνητικά πεδία σπρώχνουν τα υπολείμματα του προηγούμενου Κύκλου προς τους πόλους ως τις 85 μοίρες. «Στους Κύκλους 21ο ως και τον 23ο, το ηλιακό μέγιστο συνέβη όταν αυτή η ροή εμφανίστηκε σε γεωγραφικό πλάτος 76 μοιρών», δήλωσε ο Altrock. «Ο 24ος Κύκλος όμως ξεκίνησε με καθυστέρηση και αργό ρυθμό και μπορεί να μην είναι αρκετά ισχυρός για να δημιουργήσει ροή προς τους πόλους, πράγμα που σημαίνει ότι θα έχουμε ένα πολύ ασθενές ηλιακό μέγιστο το 2013, ή και καθόλου. Αν η ροή προς τους πόλους αποτύχει, εγείρεται μέγα θεωρητικό δίλημμα, καθώς θα σήμαινε πως το μαγνητικό πεδίο του 23ου Κύκλου δεν θα εξαφανιστεί τελείως στην περιοχή των πόλων και... κανείς δεν γνωρίζει τι θα κάνει τότε ο Ηλιος!»

Τρεις μελέτες, ένα συμπέρασμα

Ο δρ Hill, συνοψίζοντας τα ευρήματα των τριών ομάδων, υπογράμμισε το ότι οι τρεις διαφορετικές μετρήσεις κατέληξαν στο ίδιο συμπέρασμα: ο επερχόμενος 25ος, ενδεκαετής κύκλος ηλιακών εκλάμψεων δεν θα χαρακτηρίζεται από τη συνήθη ηλιακή δραστηριότητα, αλλά από μια... χειμερία νάρκη του ζωοποιού μας άστρου. «Αν είμαστε σωστοί», κατέληξε, «ίσως αυτός να είναι ο τελευταίος ηλιακός κύκλος που θα δούμε για αρκετές δεκαετίες. Κάτι τέτοιο θα επηρεάσει τα πάντα, από την εξερεύνηση του Διαστήματος ως το κλίμα της Γης».

Οπότε, το ενδεχόμενο επανάληψης της «μινι-εποχής παγετώνων» που σημειώθηκε μεταξύ των ετών 1645 και 1715 θεωρείται τώρα ιδιαίτερα πιθανό. Κατά χρονική σύμπτωση, μία εβδομάδα πριν από τις εν λόγω ανακοινώσεις κυκλοφόρησε το αναλόγου περιεχομένου βιβλίο ενός συμβούλου της NASA, του John L. Casey, υπό τον τίτλο «Cold Sun». Σε αυτό ο Casey υποστηρίζει ότι η υπερθέρμανση του πλανήτη μας έχει σταματήσει και ότι οι θερμοκρασίες των ωκεανών και της ατμόσφαιρας πέφτουν ραγδαία, ότι οι παγετώνες αυξάνουν τον όγκο τους και ο φόβος ανύψωσης της θάλασσας έχει εκλείψει, αλλά και ότι αυτή η φάση χειμερίας νάρκης του Ηλιου θα μας βάλει στην κατάψυξη τουλάχιστον για τα επόμενα τριάντα χρόνια!

Σε αυτό το «διάγραμμα από πεταλούδες» βλέπουμε την παραλληλία των σιδηρομαγνητικών συγκεντρώσεων (επάνω) με την εκδήλωση ηλιακών κηλίδων (κάτω), στη διάρκεια 12 ηλιακών κύκλων

Η προφανής συνέπεια μιας τέτοιας ταχείας κατάψυξης θα είναι ένας άγριος αγώνας δρόμου μεταξύ των χωρών του πλανήτη για την ανεύρεση και εκμετάλλευση νέων ενεργειακών αποθεμάτων. Αντιπαρερχόμενοι τη συνωμοσιολογική υποψία ότι η τρέχουσα οικονομική κρίση και οι κοινωνικές αναταραχές σε πετρελαιοπαραγωγές χώρες (νυν ή εν δυνάμει) σχετίζονται με όλα αυτά, σκεφτόμαστε με ανανεωμένο ενδιαφέρον το πόσο επείγει η αξιοποίηση των όποιων κοιτασμάτων υδρογονανθράκων έχουμε στα βάθη των θαλασσών μας. Πάντως έως ότου και όπως κι αν αυτό συμβεί, για όσους αποζητούν την πιο έγκυρη «πρόγνωση διαστημικού καιρού», αυτή καταγράφεται ανά τριήμερο στην ιστοσελίδα www.swpc.noaa.gov/forecast.html.

«ΚΑΤΑΨΥΞΗ» Ή ΑΠΛΩΣ «ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ»;

Περιττό ίσως να πούμε ότι η «ψυχρολουσία» της Τρίτης τάραξε τους απανταχού κλιματολόγους και τους έριξε σε μια δίνη προβληματισμού. Ηδη κάποιοι υπέρμαχοι της κλιματικής αλλαγής υποψιάζονται «πλεκτάνη» των πολεμίων της ώστε να ατονήσουν τα μέτρα περιορισμού των καυσαερίων. Από καθαρά επιστημονική σκοπιά, το μόνο παρήγορο αντιστάθμισμα σε μια πραγματική προοπτική πολύχρονης εξαφάνισης των ηλιακών κηλίδων μας το παρέχει μια περυσινή προσομοίωση δύο ερευνητών του γερμανικού Ινστιτούτου Ερευνών Κλιματικών Επιπτώσεων του Potsdam, του Stefan Rahmstorf και του Georg Feulner, που υπολόγισε την επίπτωση εξαφάνισης των κηλίδων ως το 2100. Εκτίμησαν, τελικά, ότι η μέση θερμοκρασία του πλανήτη θα έπεφτε μόλις κατά 0,3°C. Δεδομένου ότι η αύξηση της θερμοκρασίας που περιμέναμε να συμβεί ως τότε λόγω των καυσαερίων μας ήταν μεταξύ 2 και 4,5°C, η χειμερία νάρκη του Ηλίου απλώς θα μετριάσει κάπως την τότε λαύρα. Αυτό, βεβαίως, εφόσον η προσομοίωση δικαιωθεί στην πράξη...

ΟΙ «ΣΚΟΤΕΙΝΕΣ» ΕΚΛΑΜΨΕΙΣ

Αν σας πουν «τώρα δες, εκδηλώθηκε ηλιακή κηλίδα», αυτό που θα δείτε με το τηλεσκόπιο είναι μια σκοτεινή κουκκίδα στην επιφάνεια του Ηλιου. Τι είναι και γιατί είναι σκοτεινή;

Η συνοπτική εξήγηση των επιστημόνων είναι ότι κάθε ηλιακή κηλίδα αποτελεί «μπέρδεμα μαγνητικών πεδίων», όπως ακριβώς δημιουργούνται οι κόμποι στα μαλλιά. Συνήθως εμφανίζεται για λίγες εβδομάδες και έπειτα ξεθυμαίνει, αφήνοντας πίσω της ένα «κουφάρι» μαγνητικών πεδίων. Τα κουφάρια αυτά παρασύρονται από τον «καυτό ποταμό» που διατρέχει τον Ηλιο - ανάλογο της ζώνης ωκεάνιων ρευμάτων στη Γη - προς τους πόλους του Ηλιου και εκεί καταβυθίζονται σε βάθη 200.000 χλμ. Σε αυτά τα βάθη το «δυναμό του Ηλιου» κατορθώνει να τα «αναστήσει» (βλ. να ανατροφοδοτήσει τα μαγνητικά τους πεδία), οπότε αναδύονται ξανά προς την επιφάνεια και εμφανίζονται ξανά ως νέες ηλιακές κηλίδες. Η συχνότητα της επανεμφάνισής τους σχετίζεται άμεσα με την ταχύτητα ροής του «καυτού ποταμού». Αλλοτε το ρεύμα πηγαίνει γρήγορα, οπότε μια πλήρης περικύκλωση του Ηλιου παίρνει 30 χρόνια, και άλλοτε αργά, κάτι που ισοδυναμεί με κύκλο 50 ετών.

Λόγω ακριβώς τού ότι κατά τα έτη 1986 - 1996 η ταχύτητα αυτού του «ποταμού» ήταν γοργή, οι επιστήμονες ανέμεναν ότι το επόμενο «ηλιακό μέγιστο» των κηλίδων θα εμφανιζόταν νωρίτερα - μέσα στο 2011- με κηλίδες ιδιαίτερα έντονες. Μάλιστα, όπως θα θυμούνται οι τακτικοί αναγνώστες του ΒΗΜΑScience, η NASA μας προειδοποίησε από πέρυσι για επερχόμενη ηλιακή καταιγίδα μέσα στον 24ο κύκλο.

Παρά το ότι ο πλανήτης μας βρίσκεται σήμερα ένα εκατομμύριο χλμ. μακρύτερα από τον Ηλιο απ' ό,τι στα χρόνια της Pax Romana, τα καυσαέριά μας ανέκοψαν την ψυκτική πορεία του. Αλλά ίσως μόνον παροδικά!

ΚΡΥΟ «ΠΕΠΡΩΜΕΝΟ»

Η τρέχουσα διαταραχή της «κανονικής» λειτουργίας των ηλιακών κύκλων είναι κάτι που εντοπίζουμε στην κλίμακα των τρεισήμισι αιώνων που τους καταγράφουμε. Πολύ όμως ευρύτερης σημασίας είναι το τι συνέβη στο κλίμα του πλανήτη μας στο σύνολο των «ιστορικών του χρόνων». Και αυτό είναι κάτι που μας το είπε μόλις στις 3 Σεπτεμβρίου του 2009 - με δημοσίευση στο περιοδικό «Science» - το πόρισμα μελέτης διεθνούς ομάδας ερευνητών.

Συγκεκριμένα, χρηματοδοτούμενοι από το Εθνικό Ιδρυμα Επιστημών (NSF) των ΗΠΑ, επιστήμονες από το Northern Arizona University, το Εθνικό Κέντρο Ατμοσφαιρικής Ερευνας των ΗΠΑ (NCAR), το βρετανικό University of East Anglia και από πανεπιστήμια της Δανίας και της Αλάσκας, πήραν δείγματα από πυθμένες λιμνών και «διακρίβωσαν» τις θερινές θερμοκρασίες που είχαν σημειωθεί σε διάρκεια 1.600 ετών. Επεξηγώντας τα ευρήματα, ο διευθυντής του Κέντρου Κλιματικών Ερευνών στο Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης στο Amherst, Raymond Bradley, είπε: «Μεταξύ των ευρημάτων που μας κατέπληξαν ήταν το ότι ο πλανήτης μας συνεχώς ψυχόταν, εδώ και 2.000 χρόνια, αλλά αυτό άλλαξε ξαφνικά στα μέσα του 20ού αιώνα». Δηλαδή η μινι-εποχή παγετώνων του Μεσαίωνα ήταν μεν αιφνίδια κορύφωση, αλλά μέσα στα φυσιολογικά πλαίσια μιαςσυνεχούς πορείας πτώσης της μέσης θερινής θερμοκρασίας κατά 0,2 βαθμούς Κελσίου ανά χιλιετία, καθώς η τροχιά της Γης γύρω από τον Ηλιο όλο και την απομάκρυνε από αυτόν. Το καλοκαίρι όμως του 1950 η θερμοκρασία ήταν 0,7 βαθμούς υψηλότερη από την αναμενόμενη και το καλοκαίρι του 2009 1,4 βαθμούς υψηλότερη.

Η ερμηνεία που δώσαμε τα τελευταία χρόνια ήταν πως τα καυσαέρια που εκπέμπαμε - με την εξάπλωση της εκβιομηχάνισης και την αυτοκίνηση - ανέτρεψαν τον προγραμματισμό της φύσης και προοιωνίζονταν έναν αιώνα υπερθέρμανσης. Δεν υποψιαστήκαμε ότι ο Ηλιος ίσως είχε τρόπο να υπερκεράσει τις δικές μας «θερμάστρες» και να μας θυμίσει την παντοδυναμία του με ένα «σκοτσέζικο ντους».