2 sept. 1859: Telegrafen werken op elektrische lucht tijdens waanzinnige magnetische storm
1859: Een magnetische explosie op de zon veroorzaakt heldere aurora’s op aarde en verstoort het prille telegraafnetwerk.
Op 2 september 1859, in het telegraafkantoor op State Street 31 in Boston, om 9.30 uur, De lijnen van de telegrafisten liepen over van de stroom, dus haalden ze de stekker uit de accu’s van hun machines en werkten verder met alleen de elektriciteit die door de lucht stroomde.
In de kleine uurtjes van die nacht braken de meest schitterende aurora’s ooit gemeten uit over de hemel van de Aarde. Mensen in Havana en Florida meldden dat ze ze zagen. De New York Times publiceerde een artikel van 3000 woorden waarin de kleurrijke gebeurtenis in paars proza werd beschreven.
“Hiermee mengde zich uiteindelijk een prachtige tint roze. De wolken van deze kleur waren het talrijkst ten noordoosten en noordwesten van het zenit,” schreef de Times. “Daar schoten ze over elkaar heen, vermengden zich en verdiepten zich totdat de lucht pijnlijk luguber was. Er was geen figuur die de verbeelding niet kon vinden uitgebeeld door deze ogenblikkelijke flitsen.”
Of wat er aan de hemel gebeurde nog niet genoeg was, ging de communicatie-infrastructuur die zich net begon uit te strekken langs de Oostkust op hol door al het elektromagnetisme.
“Wij namen de invloed op de lijnen waar op het tijdstip van aanvang van de werkzaamheden – 8 uur – en deze bleef zo sterk tot 9 1/2 uur dat er geen zaken meer konden worden gedaan, behalve door de batterijen aan elk uiteinde van de lijn uit te schakelen en geheel op de atmosferische stroom te werken!”
De telegrafist van Boston schreef in een verklaring die later die week in The New York Times verscheen.
De telegrafist van Boston zei tegen zijn collega in Portland, Maine: “De mijne is ook afgesloten, en we werken met de aurora-stroom. Hoe ontvang je mijn berichten?” Portland antwoordde: “Beter dan met onze batterijen aan,” voordat hij uiteindelijk met Yankee-tokkie besloot: “Goed dan. Zal ik verder gaan met de zaken?”
In termen van de relatie tussen de aarde en haar ster is dit waarschijnlijk de vreemdste 24 uur die ooit is geregistreerd. Mensen hadden moeite om uit te leggen wat er was gebeurd.
NASA’s David Hathaway, een zonneastronoom, zei dat mensen in de zonnegemeenschap begonnen te begrijpen dat er een relatie was tussen gebeurtenissen op de zon en magnetisme op aarde. Maar die kennis was niet wijd verspreid.
Een andere theorie beweerde dat aurora’s eigenlijk atmosferische verschijnselen waren, d.w.z. weer van een bepaald type. Er werden bewijzen van verschillende aard geleverd. Zo zouden poollichtverschijnselen een geluid hebben, “het geluid van crepitatie,” of knetteren, dat hen als aan de aarde gebonden verschijnselen kenmerkt. Er ontstonden nog vreemdere verklaringen, zoals het hilarische citaat van meteoroloog Ebenezer Miriam in The New York Times.
“Het noorderlicht (elektriciteit die vrijkomt uit de kraters van vulkanen) lost ofwel op in de atmosfeer, en wordt zo door de ruimte verspreid, of concentreert zich tot een gelatineuze substantie die meteoren vormt, vallende sterren genaamd,” schreef Miriam. “Deze meteoren lossen snel op in de atmosferische lucht, maar bereiken soms de aarde voordat ze oplossen, en lijken op dun zetmeel.”
Maar sommige wetenschappers zaten op het goede spoor. Achttien uur voordat de storm losbarstte, was Richard Carrington, een jonge maar gerespecteerde Britse astronoom, bezig met zijn dagelijkse observaties van zonnevlekken toen hij twee schitterende lichtvlekken zag. We weten nu dat wat hij zag, de opwarming van het oppervlak van de zon was tot boven de standaard door kernfusie aangedreven temperatuur van ongeveer 5500 graden Celsius. De energie hiervoor kwam van een magnetische explosie toen een uitgezet deel van het magnetisch veld van de zon knapte en zich weer verbond.
“Ze geven het energie-equivalent af van zo’n 10 miljoen atoombommen in een uur of twee,” zei Hathaway. “Eén ervan was speciaal, en werd opgemerkt, omdat het een witte lichtvlam was. Hij verhitte het oppervlak van de zon voldoende om de zon te verlichten.”
Hoewel Carrington toen nog niet wist waar hij naar keek, had vijf jaar naar de zon staren hem geleerd dat wat hij zag ongekend was. Toen in de kleine uurtjes van de volgende nacht de hemel over de hele wereld schitterende kleuren begon te krijgen, wist Carrington dat hij iets op het spoor was.
“Ik denk dat dit een keerpunt is in de astronomie, omdat astronomen voor het eerst concreet bewijs hadden dat een andere kracht dan de zwaartekracht zichzelf kon communiceren over een afstand van 93 miljoen mijl in de ruimte,” zei Stuart Clark, auteur van het boek The Sun Kings: The Unexpected Tragedy of Richard Carrington and the Tale of How Modern Astronomy Began.
Toch zou het nog tientallen jaren duren voordat de wetenschappelijke theorie de waarnemingen zou inhalen. Britse zwaargewichten als Lord Kelvin waren van mening dat de zon nooit het energieniveau kon leveren dat op aarde was waargenomen. Begrijpen wat er gebeurde zonder te begrijpen hoe de zon werkte of wat de aard van de deeltjes was, was niet bepaald gemakkelijk.
“Het is een geweldig voorbeeld van waar theorie en waarneming niet met elkaar overeenkomen,” zei Clark. “Het wetenschappelijke establishment gelooft de theorie, maar meestal is het andersom en kloppen de waarnemingen wel. Je moet een kritische massa van waarnemingen opbouwen om de wetenschappelijke theorie te veranderen.”
Op den duur veranderden meer en meer waarnemingen de theorie en werd de zon verantwoordelijk gehouden voor geomagnetische stormen. De technologische les dat elektrische apparatuur kon worden gestoord, werd echter grotendeels vergeten.
Als een geomagnetische storm de aarde treft, schudt hij de magnetosfeer van de aarde. Terwijl het gemagnetiseerde plasma de magnetische veldlijnen van de aarde rondduwt, vloeien er stromen. Die stromen hebben hun eigen magnetische velden en al gauw zijn er beneden aan de grond sterke elektromagnetische krachten in het spel. Met andere woorden, uw telegraaf kan op “aurale stroom” werken.
Geomagnetische stormen kunnen echter ook minder gunstige gevolgen hebben. Op 4 augustus 1972 viel een Bell Telephone-lijn van Chicago naar San Francisco uit. Onderzoekers van Bell Labs zochten uit waarom, en hun bevindingen leidden hen terug naar 1859 en de aurorale stroom.
Louis Lanzerotti, nu professor in engineering aan het New Jersey Institute of Technology, ging in de Bell Labs bibliotheek op zoek naar soortgelijke gebeurtenissen en verklaringen. Samen met veldonderzoek werd de geschiedenis de kern van een nieuwe benadering voor het bouwen van robuustere elektrische systemen.
“We deden al deze analyses en schreven dit artikel in ’74 voor het Bell Systems Technical Journal,” zei Lanzerotti. “En het heeft echt een hels verschil gemaakt bij Bell Systems. Ze hebben hun energiesystemen opnieuw ontworpen.”
De strijd om de technische systemen van de aarde te beschermen tegen geomagnetische anomalieën gaat door. Eind 2008 bracht de National Academies of Science een rapport uit over zwaar ruimteweer. Als een storm van het niveau van 1859 zich zou herhalen, zou de schade meer dan 1 triljoen dollar kunnen bedragen, vooral door storingen in het elektriciteitsnet.
De gegevens over hoe vaak enorme stormen voorkomen, zijn schaars. IJskernen zijn het belangrijkste bewijs dat we hebben buiten menselijke historische documenten. Geladen deeltjes kunnen reageren met stikstof in de atmosfeer, waardoor nitriden ontstaan. De verhoogde concentratie van die moleculen kan worden vastgesteld door te kijken naar ijskernen, die fungeren als een logboek van de atmosfeer op een bepaald tijdstip. Over de laatste 500 jaar van deze gegevens was de gebeurtenis van 1859 twee keer zo groot als alle andere.
Zelfs blijft de zon een beetje een mysterie, vooral deze enorm energieke gebeurtenissen. Wetenschappers als Hathaway kunnen wel beschrijven waarom de ene geomagnetische storm groter is dan de andere op basis van de details van hoe hij is ontstaan, maar ze kunnen moeilijk voorspellen wanneer of waarom een uitzonderlijk grote storm kan ontstaan.
Het wetenschappelijk inzicht in de invloed van de zon op de aarde en haar technologie-intensieve mensen is nog niet compleet, maar we weten in ieder geval wanneer het is begonnen: in de vroege uren van 2 september 1859. 2 september 1859.
“Op dat moment realiseren we ons dat deze hemellichamen onze technologieën en de manier waarop we ons leven wilden leiden, beïnvloedden,” zei Stuart.
En het blijkt dat onze brandend hete ster dat nog steeds doet.
Image: TRACE/NASA
Dit artikel verscheen voor het eerst in Wired Science op 2 september 2009.
Alexis Madrigal is nu een senior redacteur bij The Atlantic. Hij is de auteur van Powering the Dream: The History and Promise of Green Technology.
Zie ook:- 27 april 1791: Samuel F.B. Morse, ‘Amerikaanse Leonardo’, geboren
- De geomagnetische Apocalyps – en hoe die te stoppen
- Astronaut maakt fantastische foto van noorderlicht vanuit de ruimte
- Nieuwe noorderlicht Webcam maakt spectaculaire video’s, Images
- Scientists Discover What Makes Northern Lights Dance
- Northern Lights’ Source Found in Giant ‘Magnetic Ropes’
- Mysterious, Glowing Clouds Appear Across America’s Night Skies
- April 25, 1859: Big Dig Starts for Suez Canal
- May 15, 1859: Pierre Curie, Radium’s Co-Discoverer, Is Born
- May 22, 1859: It’s Elementary, My Dear Reader
- Aug 17, 1859: U.S. Airmail Carried by Balloon
- Aug. 27, 1859: America Enters the Oil Bidness
- Nov. 1, 1859: A Welcome Sight for Those in Peril Upon the Sea
- Sept. 2, 1969: First U.S. ATM Starts Doling Out Dollars
- Sept. 2, 1993: U.S., Russia Ink Space Pact
- Sept. 2, 1985: Hey, Everyone, We Found the Titanic