Forskere: Internettet vil bukke under for ekstrem solstorm, og vi har endnu ingen nødplan

En ekstrem solstorm kan i værste fald lægge internettet ned.

Det konkluderer et studie, der for nylig blev præsenteret på en konference om datakommunikation kaldet AMC Sigcomm 2021.

Studiet dykker ned i et scenarie, hvor et udbrud på Solen er så kraftigt, at partikler kan blive sendt mod Jorden og ødelægge undersøiske internetkabler.

Vi er ikke forberedte på nedbrud

Det er slemt, fordi alle verdens kontinenter er forbundet via disse kabler, som ligger på havbunden.

Eksempelvis er vi på den måde i Danmark forbundet med New Jersey på USA's østkyst.

Studiet peger på, at vi slet ikke er forberedte på den krise, der ville opstå i kølvandet på et internetnedbrud forårsaget af solstorme, og i teorien kunne det ske i morgen.

»Vi har på nuværende tidspunkt ingen modeller for, hvordan kriser udløst af solstorme, der ødelægger kablerne, ville se ud. Vi er uforberedte,« fortæller Sangeetha Abdu Jyothi, der står bag studiet og er adjunkt ved University of California, til WIRED.

Studiet kortlægger og diskuterer desuden forskellige overordnede risikofaktorer for, hvorfor en kraftig solstorm kan true os. Her gennemgår vi nogle af dem.

Et solmaksimum giver flere solstorme

Et såkaldt solmaksimum er en af risikofaktorerne. Fænomenet forekommer i cyklusser af 11 år, og i løbet af et solmaksimum er der langt flere udbrud af solstorme fra Solen end normalt.

Et udbrud skal dog pege i retning mod Jorden for at ramme os. Det er desuden meget vanskeligt at forudsige, hvornår en solstorm optræder, og hvor ekstrem den vil være.

Men hvis et kraftigt udbrud peger mod Jorden, vil partiklerne fra solstormen lave forstyrrelser i Jordens magnetfelt, hvilket vil kunne forårsage stærke elektriske strømme.

Når de elektriske strømme rammer den teknologi, vi har bygget, herunder undersøiske kabler, går kablerne i stykker.

Nogle kabler er særligt modtagelige overfor solstorme

Langdistancekablerne på havets bund er såkaldte fiberkabler, som bruges, når der skal transporteres store datamængder over lange afstande.

De er ikke i sig selv sårbare over for Solens aktivitet, men langdistancekabler har et sideløbende kabel, som tilfører strøm til de mellemstationer, der ’booster’ signalerne, og dette kabel er særlig modtageligt overfor effekterne af en solstorm.

En anden sårbarhed er, at der i internetkablerne ligger såkaldte 'repeaters'.

En repeater er et apparat, som opfanger og videresender signaler, og de er særligt udsatte overfor solstorme, for i det sekund, mange af dem sætter ud, stopper hele kablet med at fungere.

»Jo længere et kabel er, jo mere sårbart er det overfor en solstorm, for hvis kablet eksempelvis er tusindvis af kilometer langt, så kræver det en masse repeaters for at fungere, ellers bliver internetsignalet for svagt. Og for at tilføre de her repeaters nok strøm, har man lagt et strømkabel, der løber parallelt med internetkablet,« fortæller Michael Linden-Vørnle, astrofysiker og chefkonsulent ved DTU Space, til Videnskab.dk.

Der er altså to sideløbende kabler:

• Internetkablerne, som ikke i sig selv er sårbare overfor solstorme
• De parallelt løbende strømkabler, der holder liv i internetkablernes repeaters.

Kablerne er svære at reparere

Hvis kablerne går i stykker som følge af en solstorm, kan man ikke bare reparere dem, som man kan lappe hullet i en punkteret cykelslange.

Kablerne kan ligge på flere tusinde meters dybde, så det er stort projekt, når de sætter ud, og der kan gå flere måneder, hvor internettet kan være nede.

»Derfor er det et interessant og relevant studie. Hele samfundet ville gå i panik og gøre tåbelige ting, som da alle skulle ned at hamstre toiletpapir, da Mette Frederiksen lukkede samfundet ned under corona. Og det kan blive farligt, hvis hele Jorden reagerer sådan samtidig,« uddyber Michael Linden-Vørnle.

Kablernes placering gør dem sårbare

En anden risikofaktor, der gør internettet sårbart overfor solstorme, er, at langt de fleste undersøiske kabler befinder sig relativt højt mod nord.

Sårbarheden ligger i, at solstorme er kraftigst ved de nordligste og sydligste breddegrader, da Jordens magnetfelt er svagest her.

Derfor bør vi i fremtiden have flere kabler, der ligger tættere på ækvator, anbefaler forskerne.

Handleplaner på vej

Oven i det hele er det ifølge studiet et stort problem, at vi ikke har en nødplan for, hvordan vi skal håndtere et internetnedbrud forårsaget af solstorme.

Det skyldes ifølge en forsker, der ikke har været involveret i studiet, at fokus har været på at modstå andre trusler.

Store solstorme er sjældneI 1859 blev den britiske astronom Richard Carrington vidne til det største soludbrud, som er observeret nogensinde.

Derfor fik begivenheden navnet Carrington-stormen.Datidens telegraflinjer og elektriske netværk blev sat ud af funktion, operatørerne af telegraferne fik stød af deres maskiner, og telegrafpapiret satte i brand. Der er optegnelser, som fortæller, hvordan folk i New York læste deres aviser i det stærke lys, som blev skabt ved kollisionen mellem partikler fra solen og vores magnetfelt.

I Norden havde de nætter, der var lyse som dagen, i tre døgn. I 1989 ramte en af de seneste større solstorme. Solstormen påvirkede el-nettet i Quebec i Canada, så metroen gik i stå, skoler lukkede, folk sad fast i elevatorer, og seks millioner menneskers hjem blev mørklagt.

»Ekstreme storme sker så sjældent, og det er derfor nedprioriteret, sammenlignet med hvor meget man forbereder sig på eksempelvis cyberangreb eller jordskælv, som også er risikofaktorer i forhold til kablerne,« fortæller Thomas Overbye, Ingeniør og direktør ved Smart Grid Center, Texas A&M University, til WIRED.

Center for rumsikkerhed (Space Safety) på DTU er et tværfagligt samarbejde, som arbejder på at kortlægge og finde løsninger på, hvordan vi skal forholde os til blandt andet naturkatastrofer, herunder effekterne af solstorme og partikelstråling.

Michael Linden-Vørnle er en af dem, som har søsat projektet, og han arbejder i øjeblikket på at forstå, hvordan forskellige samfundsstrukturer kan blive berørt, hvis en solstorm afbryder forbindelsen til de undersøiske internetkabler.

»Det er særligt den kritiske infrastruktur, som det er vigtigt at få lagt en køreplan for. Vi arbejder på at kortlægge disse områder, så vi kan hjælpe myndighederne i retning af, hvordan de fremover skal tænke struktur ind i forhold til solstorme,« forklarer han til Videnskab.dk.

»Områderne, vi er i gang med at skabe overblik over, er blandt andet sundhedsområdet; hvad gør man på hospitalerne? Eller indenfor finanssektoren, hvor transaktioner sker ved hjælp af fælles internetforbindelse?«

»Derfor er det vigtigt, vi får styr på det her, så vi kan komme med konkrete handlingsplaner for, hvordan vi fremover skal bygge vores infrastrukturer,« lyder det fra Michael Linden-Vørnle.

Videnskab.dk har gennem årene skrevet meget om solstorme:

Dels de største gennem historien...:

• For 14.300 år siden blev Jorden ramt af den største solstorm, vi har målt
• Solstorm malede himlen over vikingerne »blodrød«
• Historiens største solstorm opdaget

Dels om konsekvenserne - og om varslingerne indimellem vækker overdrevet frygt...:

• Nordlys er smukt – men begivenhederne bag kan lamme os
• Ekstreme solstorme: ‘Miyake-hændelser’ kan få samfundet til at bryde sammen
• Farligere end troet: Solen kan udspy gigantiske solstorme hvert 1.000 år
• Solstorm: Risiko for strømnedbrud i månedsvis
• Varsel om kraftige solstorme er en storm i et glas vand
• Forskere: Virkelig lav risiko for, at solstorme vil påvirke Danmark

Og om hvad forskerne gør for at forberede os bedst muligt...:

• NASA: Nyt værktøj kan advare os, 30 minutter før en ødelæggende solstorm rammer Jorden
• Tidligt solstormvarsel kan redde liv
• Rumvejrudsigter fra Grønland kan advare os om soludbrud
• Solar Orbiter: Skadelige soludbrud kan snart forudsiges langt bedre
• Ny algoritme skal varsle elselskaberne om solstorme