Мощна магнитна буря може да причини „интернет апокалипсис”

Повреди в електрозахранването могат да бъдат катастрофални за интернет
(снимка: CC0 Public Domain)

Учените знаят от десетилетия, че една екстремна магнитна буря може да увреди електрическите мрежи и потенциално да причини продължителни прекъсвания на тока. Последствията ще се усетят навсякъде – от глобалните вериги на доставки и транспорта до GPS навигацията. По-малко проучено досега обаче е въздействието на потенциално слънчево изригване конкретно върху интернет инфраструктурата. Нови изследвания показват, че повредите могат да бъдат катастрофални, особено за подводните кабели, които са в основата на глобалния интернет.

На конференцията за комуникации и данни SIGCOMM 2021 изследователят Сангеета Абду Джиоти от Калифорнийския университет представи изводите от анализа „Слънчеви супербури: планиране за интернет апокалипсис”. Това е изследване на щетите, които бързо движещият се облак от намагнетизирани слънчеви частици може да причини на глобалния интернет. Изследванията на Джиоти сочат, че дори ако след магнитната буря електрозахранването бъде възстановено в рамките на часове или дни, прекъсванията на интернет няма да секнат – те ще продължат много по-дълго.

Като за начало има някои добри новини. Локалната и регионалната интернет инфраструктура ще бъде слабо засегната от слънчевото изригване. Така е, защото оптичното влакно не се влияе от геомагнитно-индуцирани токове, пояснява Arstechnica. Късите кабелни участъци са заземени добре и също няма да се повлияят особено.

Но за дългите подводни кабели, които свързват континентите, рисковете са много по-големи. Магнитната буря би засегнала тези кабели по света, а това може да причини огромна загуба на свързаност. Учените сравняват подобна ситуация с прекъсване на подаването на вода към цели жилищни сгради, поради прекъсване на централния водопровод.

„Това, което наистина ме накара да се замисля по този въпрос, е, че с пандемията видяхме колко неподготвен е светът. Нямаше протокол за ефективно справяне. Е, същото е и с устойчивостта на интернет при магнитна буря”, каза Абду Джиоти пред Wired. „Нашата инфраструктура не е подготвена за мащабно слънчево изригване. Имаме много ограничено разбиране за размера на щетите”.

Информационната пропаст идва най-вече от липсата на данни. Тежките слънчеви бури са толкова редки, че в най-новата история на света има само три случая. Големите събития през 1859 и 1921 г. показват, че геомагнитните смущения могат да донесат смущения в електрическата инфраструктура и комуникационните линии като телеграфните проводници.

По време на мащабното „Карингтънско събитие” през 1859 г. компасите се въртели бясно и непредсказуемо, а северното сияние се виждало чак в Колумбия. Но тези геомагнитни смущения са възникнали преди създаването на съвременни електрически мрежи. Една магнитна буря със средна интензивност през 1989 г. нокаутира мрежата на Hydro-Quebec и предизвика деветчасово спиране на тока в североизточна Канада.

Но всичко това се е случило преди възхода на съвременната интернет инфраструктура! Макар че не се случват често, слънчевите изригвания са реална заплаха за устойчивостта на интернет, казва Абду Джиоти. След три десетилетия на ниска слънчева активност следва да се замислим, че спокойствието няма да е безкрайно и че става все по-вероятно да се случи и друго слънчево изригване от голям мащаб.

Подводните интернет кабели са уязвими поради няколко причини. За да предават качествено данните, кабелите са снабдени с усилватели на интервали от около 50 до 150 километра, в зависимост от кабела. Тези устройства усилват оптичния сигнал, за да гарантират, че нищо не се губи по време на транзита. Но докато оптичният кабел не е пряко уязвим за геомагнитно-индуцирани токове, електронните вътрешности на усилвателите са. А няколко повреди на усилвателите могат да направят целия подводен кабел неработещ.

Освен това подводните кабели са заземени през дълги интервали от стотици или хиляди километри. Това значи, че за уязвимите компоненти като усилвателите е много по-вероятно да бъдат изложени на въздействието на геомагнитно-индуцирани токове. Съставът на морското дъно също варира, което вероятно прави някои точки на заземяване по-ефективни от други.

На всичкото отгоре голяма магнитна буря може да съсипе всичкото оборудване, което обикаля в орбита около Земята и обезпечава услуги като сателитен интернет и глобално позициониране.

„Понастоящем няма налични модели как би се развил сценарият при подобно събитие”, казва Абду Джиоти. „Имаме ясна представа как магнитните бури биха повлияли на електроенергийните системи, но предимно на сушата. В океана е по-трудно да се предвиди какво ще стане”.

Изхвърлянето на коронална маса от слънцето е по-вероятно да окаже по-голямо въздействие в регионите на по-големи географски ширини, тоест по-близо до магнитните полюси на Земята. Ето защо Джиоти се тревожи повече за кабелите в някои региони, отколкото в други.

Тя е установила например, че Азия е изправена пред по-малък риск, тъй като Сингапур действа като център за много подводни кабели в региона и е на Екватора. Много от кабелите в този регион също така са по-къси, тъй като се разклоняват в много посоки като звезда, а не представляват дълъг непрекъснат участък. Кабелите, които пресичат Атлантическия и Тихия океан на голяма географска ширина, биха били изложени на по-голям риск дори при умерени магнитни бури.

Като цяло глобалният интернет е създаден за устойчивост. Ако една комуникационна пътечка не е налична, трафикът се пренасочва по други пътища. Това е свойство, което потенциално би могло да поддържа връзката дори при намалени скорости в случай на магнитна буря. Но по-мащабното увреждане на подобни жизненоважни артерии би дестабилизирало мрежата.

В зависимост от това къде се случат прекъсванията по кабела, според Абду Джиоти, е възможно да се увредят основните системи за маршрутизиране на данни като Border Gateway Protocol и Domain Name System, което ще доведе до допълнителни прекъсвания. Това е интернет версията на задръстванията, които биха се случили, ако пътните знаци изчезнат и светофарите изгаснат по всички оживени кръстовища в голям град.

Томас Овербай, директор на Центъра за интелигентни мрежи в Тексаския университет, казва, че мрежовите оператори са постигнали известен напредък по отношение на намаляването на рисковете през последните 10 години. Но, според него, тъй като геомагнитните смущения се случват много рядко и са сравнително непроучени, други заплахи като екстремни метеорологични събития или кибератаки имат все по-голям приоритет в последно време.

„Част от проблема е, че просто нямаме много опит с бурите”, казва Овербай. „Някои специалисти смятат, че геомагнитното смущение би било катастрофален сценарий. Други експерти са на мнение, че няма да е толкова важно събитие. Моето разбиране е по средата. Мисля, че ние като индустрия със сигурност трябва да сме подготвени за него и е нужно да имаме инструменти за оценка на риска. Но все пак има и редица неща, които се случват в индустрията и също са важни”.

И все пак в ерата, в която животът ни е доста силно зависим от интернет – и дори работим и учим онлайн – рискът от силна магнитна буря е сериозен и продължителното прекъсване на комуникациите би засегнало почти всяка индустрия и човек на Земята.