1859年卡靈頓事件：史上最強太陽風暴，威力超乎想像

最新研究顯示，1859年卡靈頓事件對地球磁場的破壞程度，遠比過去認知的更加嚴重。2024年一項研究結合現代數位追蹤技術與細緻的歷史資料重建，從地球磁場的歷史紀錄中挖掘出驚人發現。這些成果再次提醒我們：現代社會面對此類事件的脆弱程度，可能超乎預期。

1859年9月1日，太陽噴發出相當於100億顆原子彈能量的帶電氣體與次原子粒子，直撲地球。這場風暴不僅導致電報系統癱瘓、操作員觸電，甚至引發火災。極光現象向南延伸至古巴與夏威夷，目擊者僅憑極光就能閱讀報紙。

雖然太陽風暴在地球歷史上屢見不鮮，但過去我們只能透過樹輪中的放射性同位素等間接證據來推測其規模。歷史文獻中關於極光的記載雖能提示太陽風暴發生的時間，卻難以評估實際強度。這使得人類對太陽風暴規模的可靠紀錄，至今不足兩百年。

巧合的是，卡靈頓事件——這段時期內最強烈的太陽風暴——恰好發生在地磁觀測技術剛起步的階段。最新研究發現，當時的觀測紀錄蘊含著比想像更豐富的資訊，而這些發現對高度電子化的現代社會來說，無疑是項警訊。

若卡靈頓事件晚幾十年發生，受影響的將不只是電報系統，還包括電力網路與鐵路系統。不過相對地，我們或許能更精確掌握其規模。

當時英國格林威治與基尤天文臺的地磁儀，記錄了地球磁場強度與方向的波動。這些波動後來被證實主要源自太陽活動。自1838年起，格林威治天文臺便透過懸掛磁化金屬棒末端的鏡面反射光線，將地磁變化記錄在感光紙上。基尤天文臺則在這場大風暴前兩年加入觀測行列。

當太陽活動擾動地磁場時，磁棒會發生偏轉，導致反射光線在感光紙上移動。幹擾越強，光點偏移幅度越大。這些感光紙安裝在緩慢旋轉的圓筒上，類似災難片中常見的地震儀設計。

可惜當時的儀器設計並未預期會遭遇如1859年般劇烈的地磁擾動。在卡靈頓事件前夕與事件期間，磁棒擺動幅度過大，導致光點兩度脫離感光紙長達12小時。雖然這些大幅偏移顯示這是兩次極端強烈的事件，卻無法提供精確的強度資料。

如今，地磁紀錄的數位化帶來意外突破。英國地質調查局的Ciaran Beggan博士團隊發現，這些紙本紀錄「考慮到年代與儲存方式，狀態相對良好」。研究人員小心拆解裝訂後，將每日紀錄拍照並數位化，建立連續的時間序列。

透過分析光點脫離感光紙前後的移動速率，研究團隊推算出地磁場變化速度至少達每分鐘500納特斯拉（nT）。考慮到倫敦緯度地區百年一遇的風暴預期只會產生每分鐘350-400nT的變化，這個下限值已相當驚人。

除了光點脫離感光紙的問題外，將歷史測量資料轉換為現代國際單位也非易事。Beggan團隊透過比對兩地觀測資料，成功將磁棒移動量轉換為磁場強度的納特斯拉變化值，同時考量磁場方向的改變。

卡靈頓事件發生兩年後，就有科學論文根據類似資料估算其強度並得出相近結論。但20世紀的天文學家因未曾經歷如此大規模事件，一度認為早期估算可能誇大其詞。

「從變化速率來看...至少達到每分鐘500納特斯拉，這在某種程度上支援了1861年原始論文的觀點。」Beggan向《新科學人》表示：「這再次證明卡靈頓風暴確實是極端事件。」

這些地磁紀錄的建立，源自GPS時代前航海導航對地磁場的依賴。早在17世紀，愛德蒙·哈雷就曾帶領船隊測繪大西洋地磁變化，後來更發現必須考量隨時間的變化。可惜現存的兩組紀錄僅相距20公里（12.4英里），難以代表全球狀況，不過芬蘭、印度與瓜地馬拉等地也留有零散資料。

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