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Scientists have warned for years, an extreme solar storm — or coronal mass ejection (high-temperature ionized gas eruption from the solar corona) — could damage Earth's electrical grids and potentially cause prolonged power outages. The impact of this solar emission could be fatal to Internet infrastructure, especially for intercontinental submarine cables.
The new research that brought the alert was presented at the SIGCOMM 2021 conference last week. Sangeetha Abdu Jyothi of the University of California (United States) exhibited an examination of the damage a fast-moving cloud of magnetized solar particles could do to the Internet. With a severe solar storm, even if power returns within hours or days, mass internet outages would persist.
The scientist stated, in an interview on Wired magazine's website, that the local and regional internet infrastructure would be at low risk of damage, since the optical fiber is not affected by geomagnetic induced currents and the cables are regularly grounded. The problem is the long undersea cables that connect continents: a solar storm that disrupts several of these cables could cause massive loss of
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According to the researcher, the storm could “cut countries at the source”, even if it left the local infrastructure intact. She recalled that, with the pandemic, we saw how the world was unprepared, with no protocol to effectively deal with a global problem. “And it's the same with the resilience of the Internet,” she said. And she added: “Our infrastructure is not prepared for a large-scale solar event. We have a very limited understanding of what the extent of the damage would be.”
Severe solar storms are so rare that there are only three examples in recent history. Major events in 1859 and 1921 demonstrated that geomagnetic disturbances can disrupt electrical infrastructure and communication lines. During the "Carrington Event" of 1859, compasses went out of control and the aurora borealis was visible at the equator in Colombia.
In 1989, a geomagnetic disturbance caused a nine-hour blackout in northeastern Canada — also before modern internet infrastructure. After three decades of low solar storm activity, Abdu Jyothi and other researchers believe the likelihood of another incident is increasing.
Why is the internet in danger?
To transmit data across oceans, intercontinental cables are equipped with repeaters at intervals of approximately 50 to 150 kilometers. These devices amplify the optical signal, ensuring that nothing gets lost along the way. Although fiber optic cable is not directly vulnerable to interruptions by geomagnetic induced currents, the electronic components of the repeaters are. And constant repeater failure renders an entire submarine cable inoperable.
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Undersea cables are grounded only at extended intervals, separated by hundreds or thousands of kilometers, leaving components vulnerable and exposed to geomagnetic induced currents. On top of that, a large solar storm can also knock out any equipment that orbits the Earth and enables services such as satellite internet and global positioning.
Coronal mass ejections tend to have more impact at higher latitudes, near Earth's magnetic poles. Asia, for example, faces less risk because Singapore acts as a hub for many undersea cables in the region and is at the equator. Many cables in this region are also shorter. Cables that cross the Atlantic and Pacific oceans at high latitudes are at greater risk of suffering from moderate storms.
Depending on where the outages occur, Abdu Jyothi says basic data routing systems like the Border Gateway Protocol and the Domain Name System can start to malfunction, creating continual outages. It's the Internet's version of the traffic jams that would happen if traffic lights disappeared and traffic lights went out at busy intersections in a big city.
What are the real chances of facing an extreme solar storm?
While strong solar storms are extremely rare, the stakes are dangerously high. A prolonged disruption of global connectivity of this scale would affect almost every sector and person on Earth.
The Internet infrastructure, however, brings more unknowns than answersStas. Abdu Jyothi emphasized that his study is just the beginning of a much more extensive interdisciplinary research, which needs modeling to fully understand the scale of the threat.
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Segundo cientistas vêm alertando há anos, uma tempestade solar extrema — ou ejeção de massa coronal (erupção de gás ionizado a alta temperatura proveniente da coroa solar) — poderia danificar as redes elétricas da Terra e potencialmente causar apagões de energia prolongados. O impacto dessa emissão solar poderia ser fatal à infraestrutura da Internet, especialmente para os cabos submarinos intercontinentais.
A nova pesquisa que trouxe o alerta foi apresentada na conferência SIGCOMM 2021, na última semana. Sangeetha Abdu Jyothi, da Universidade da Califórnia (Estados Unidos), exibiu um exame dos danos que uma nuvem de partículas solares magnetizadas em movimento rápido poderia causar à internet. Com uma tempestade solar severa, mesmo que a energia retorne em horas ou dias, as interrupções em massa da internet persistiriam.
A cientista afirmou, em entrevista ao site da revista Wired, que a infraestrutura local e regional da internet correria baixo risco de danos, já que a fibra óptica não é afetada por correntes induzidas geomagneticamente e os cabos são aterrados regularmente. O problema são os longos cabos submarinos que conectam continentes: uma tempestade solar que interrompesse vários desses cabos poderia causar uma perda massiva de
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Segundo a pesquisadora, a tempestade poderia “cortar os países na fonte”, mesmo que deixasse a infraestrutura local intacta. Ela lembrou que, com a pandemia, vimos como o mundo estava despreparado, sem protocolo para lidar com um problema global de forma eficaz. “E é o mesmo com a resiliência da Internet”, disse. E completou: “Nossa infraestrutura não está preparada para um evento solar em grande escala. Temos um entendimento muito limitado de qual seria a extensão do dano”.
Tempestades solares severas são tão raras que existem apenas três exemplos na História recente. Grandes eventos em 1859 e 1921 demonstraram que os distúrbios geomagnéticos podem interromper a infraestrutura elétrica e as linhas de comunicação. Durante o “Evento Carrington” de 1859, bússolas ficaram descontroladas e a aurora boreal foi visível no equador, na Colômbia.
Em 1989, uma perturbação geomagnética causou um blecaute de nove horas no nordeste do Canadá — também antes da infraestrutura moderna de internet. Depois de três décadas de baixa atividade de tempestades solares, Abdu Jyothi e outros pesquisadores acreditam que a probabilidade de outro incidente vem aumentando.
Por que a internet está em perigo?
Para transmitir dados através dos oceanos, os cabos intercontinentais são equipados com repetidores em intervalos de aproximadamente 50 a 150 quilômetros. Esses dispositivos amplificam o sinal óptico, garantindo que nada se perca no caminho. Embora o cabo de fibra óptica não seja diretamente vulnerável a interrupções por correntes induzidas geomagneticamente, os componentes eletrônicos dos repetidores são. E falhas constantes no repetidor tornam um cabo submarino inteiro inoperante.
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Cabos submarinos são aterrados apenas em intervalos estendidos, separados por centenas ou milhares de quilômetros, o que deixa componentes vulneráveis e expostos a correntes induzidas geomagneticamente. Além de tudo isso, uma grande tempestade solar também pode derrubar qualquer equipamento que orbite a Terra e possibilite serviços como internet via satélite e posicionamento global.
As ejeções de massa coronal tendem a ter mais impacto em latitudes mais altas, perto dos polos magnéticos da Terra. A Ásia, por exemplo, enfrenta menos riscos, porque Cingapura atua como um hub para muitos cabos submarinos na região e está no equador. Muitos cabos nessa região também são mais curtos. Já cabos que cruzam os oceanos Atlântico e Pacífico em altas latitudes correm maior risco de sofrer com tempestades moderadas.
Dependendo de onde ocorrem as interrupções, Abdu Jyothi diz que os sistemas de roteamento de dados básicos como o Border Gateway Protocol e o Domain Name System podem começar a funcionar mal, criando interrupções contínuas. É a versão da Internet dos engarrafamentos que aconteceriam se os sinais de trânsito desaparecessem e os semáforos se apagassem nos cruzamentos movimentados de uma grande cidade.
Quais as chances reais de enfrentarmos uma tempestade solar extrema?
Embora as fortes tempestades solares sejam extremamente raras, os riscos são perigosamente altos. Uma interrupção prolongada da conectividade global dessa escala afetaria quase todos os setores e pessoas na Terra.
A infraestrutura da Internet, no entanto, traz mais incógnitas do que respostas. Abdu Jyothi enfatizou que seu estudo é apenas o começo de uma pesquisa interdisciplinar muito mais extensa, que precisa de modelagem para entender completamente a escala da ameaça.