La Terra colpita da una tempesta solare inaspettata: ecco cosa sta succedendo

In queste ultime ore, la Terra è stata investita da una forte tempesta geomagnetica di classe G3, un evento inaspettato che ha catturato l’attenzione di scienziati, ingegneri e operatori di infrastrutture critiche in tutto il mondo. Questo fenomeno è stato descritto come “anomalo” dagli esperti per la sua origine e il suo comportamento imprevedibile. Ma cosa sta succedendo esattamente? Quali sono le cause di questa tempesta solare e quali impatti può avere sui sistemi di navigazione satellitare e sulle comunicazioni radio?

Cos’è una tempesta solare e come si origina?

Una tempesta solare, o geomagnetica, è un disturbo temporaneo della magnetosfera terrestre causato dall’interazione tra il vento solare – un flusso di particelle cariche emesse dal Sole – e il campo magnetico del nostro pianeta. Questo fenomeno è spesso associato a eventi solari come i brillamenti solari (solar flares) e le espulsioni di massa coronale (CME), ovvero eruzioni di plasma e campi magnetici dalla corona solare.

Tuttavia, questa ultima tempesta solare ha una particolarità: è stata innescata da un buco coronale, un’area della corona solare in cui il campo magnetico si apre verso l’esterno, permettendo al vento solare di fuoriuscire a velocità elevate. Questo flusso ad alta velocità ha generato un’onda d’urto nello spazio interplanetario, che ha colpito la magnetosfera terrestre, causando la tempesta di classe G3.

Secondo il Centro di Previsione Meteorologica Spaziale della NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), l’evento è stato rilevato alle 04:16 italiane del 29 maggio, con un’intensità che, pur non raggiungendo i livelli estremi di una tempesta G5 (come quella del maggio 2024), è sufficiente a provocare effetti significativi. L’indice Kp, che misura l’attività geomagnetica su una scala da 0 a 9, ha raggiunto un valore di 7 durante il picco, confermando la classificazione G3. L’anomalia di questa tempesta risiede nel fatto che i buchi coronali sono più comuni durante i periodi di minima attività solare, mentre il Sole si trova attualmente vicino al massimo del suo ciclo undecennale, previsto per il 2025. 

Meccanismi fisici della tempesta geomagnetica

Quando le particelle cariche del vento solare colpiscono la magnetosfera terrestre, comprimono il campo magnetico sul lato diurno del pianeta e attivano correnti elettriche nella ionosfera, lo strato atmosferico compreso tra i 50 e i 1000 km di altitudine. Questo processo, noto come riconnessione magnetica, permette alle particelle solari di penetrare nella magnetosfera, intensificando le correnti ionosferiche e generando correnti indotte a terra (GIC, Geomagnetically Induced Currents). Queste correnti possono propagarsi attraverso strutture metalliche lunghe, come linee elettriche, oleodotti e reti ferroviarie, causando potenziali danni.

Un altro effetto significativo è l’ionizzazione della ionosfera, che diventa più densa a causa delle particelle energetiche. Le onde radio, che dipendono dalla ionosfera per la propagazione (soprattutto nelle bande HF, ad alta frequenza), subiscono perdite di energia a causa di collisioni più frequenti con gli elettroni ionizzati. Questo porta a un degrado o persino all’assorbimento completo dei segnali, causando blackout radio. Allo stesso modo, i segnali GNSS (Global Navigation Satellite Systems), come GPS e Galileo, possono subire ritardi e distorsioni, compromettendo la precisione della navigazione satellitare.

Impatto sui sistemi di navigazione satellitare

I sistemi di navigazione satellitare, come il GPS, sono particolarmente vulnerabili durante le tempeste geomagnetiche. I segnali emessi dai satelliti attraversano la ionosfera per raggiungere i ricevitori a terra, ma una ionosfera disturbata può causare errori di posizione che variano da pochi metri a decine di metri. Durante la tempesta G5 del maggio 2024, ad esempio, la NOAA ha riportato che i segnali GPS sono stati inutilizzabili per ore in alcune regioni. Per una tempesta di classe G3, come quella attuale, gli effetti sono meno estremi ma comunque significativi, specialmente per applicazioni che richiedono alta precisione, come l’aviazione, il trasporto marittimo e l’agricoltura di precisione.

Un ulteriore problema è il drag atmosferico. Le tempeste solari riscaldano e fanno espandere gli strati superiori dell’atmosfera, aumentando la densità a quote orbitali basse (circa 400-1000 km). Questo può alterare le traiettorie dei satelliti in orbita terrestre bassa (LEO), riducendone l’altitudine di 10-15 km in pochi giorni e accorciandone la vita operativa. Inoltre, le scariche elettrostatiche indotte dalle particelle solari possono danneggiare i componenti elettronici dei satelliti, causando malfunzionamenti o guasti permanenti.

Per mitigare questi effetti, esistono tecnologie come il Receiver Autonomous Integrity Monitoring (RAIM), che verifica l’integrità dei segnali GPS, e sistemi di correzione differenziale come il WAAS (Wide Area Augmentation System) americano e l’EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay System) europeo. Tuttavia, in caso di tempeste intense, anche questi sistemi possono risultare inefficaci se l’intera costellazione satellitare è compromessa.

Impatto sulle comunicazioni radio

Le comunicazioni radio, in particolare quelle in banda HF (3-30 MHz), sono tra le più colpite dalle tempeste geomagnetiche. Queste frequenze, utilizzate per comunicazioni a lunga distanza come quelle tra aerei e torri di controllo o nelle operazioni militari, si basano sulla riflessione delle onde radio nella ionosfera. Durante una tempesta, l’ionosfera ionizzata assorbe o disperde i segnali, causando fading, interferenze o blackout completi. Ad esempio, durante la tempesta G5 del maggio 2024, le comunicazioni radio ad alta frequenza sono risultate “sporadiche o interrotte” in diverse regioni.

Le comunicazioni in bande VHF e UHF (come quelle usate per la radio FM, DAB e le reti mobili) sono meno vulnerabili, poiché si propagano nella troposfera e non dipendono dalla ionosfera. Tuttavia, i sistemi di trasmissione che si affidano al GPS per la sincronizzazione, come le reti SFN (Single Frequency Network) per DAB e DVB-T, possono subire problemi se i segnali GPS sono disturbati. In questi casi, i trasmettitori possono passare in modalità “holdover”, utilizzando oscillatori interni, ma la perdita di sincronizzazione prolungata può causare sfasamenti e malfunzionamenti.

Altri effetti e rischi

Oltre agli impatti tecnologici, le tempeste geomagnetiche possono influenzare le reti elettriche, inducendo correnti GIC che sovraccaricano trasformatori e causano fluttuazioni di tensione. Sebbene una tempesta G3 sia meno probabile che provochi blackout diffusi rispetto a una G5, le regioni ad alte latitudini, come l’Europa settentrionale, sono più vulnerabili. Inoltre, le tempeste solari aumentano il livello di radiazioni ionizzanti, rappresentando un rischio per gli astronauti e i voli polari, che potrebbero richiedere deviazioni delle rotte per evitare dosi di radiazioni pericolose.

Un aspetto positivo di questi eventi è la possibilità di osservare aurore boreali a latitudini insolitamente basse, come l’Europa settentrionale. Durante la tempesta del 29 maggio, le aurore sono state segnalate in regioni come la Scandinavia, offrendo uno spettacolo naturale straordinario.