In november 2023 stegen de stralingsniveaus in de atmosfeer van de aarde tot het hoogste niveau in bijna twintig jaar na een zeldzame zonne-superflare. Deze krachtige zonnevlam, die op 11 november uit de AR4274-zonnevlek kwam, was een van de meest intense van het jaar en had een classificatie van X5.1. Deze uitbarsting volgde op een reeks mildere zonnevlammen en coronale massa-ejecties, die voor prachtige aurora’s zorgden, zelfs tot in Florida.
De X-flare van 11 november gaf niet alleen een fel licht, maar pompte ook een stroom van snel bewegende protonen en andere energierijke deeltjes de ruimte in, iets wat zelden voorkomt. Dit jaar waren er ongeveer 20 X-vlammen die de aarde bereikten, maar slechts deze ene ging vergezeld van de stroom van hoge-snelheidsprotonen. Wetenschappers lanceerden verschillende stratosferische ballonnen met sensoren om te meten hoe de stralingsniveaus in de atmosfeer evolueerden.
Op een hoogte van ongeveer 12 kilometer, waar de meeste commerciële vliegtuigen vliegen, stegen de stralingsniveaus tijdelijk tot tien keer hoger dan de normale achtergrondstraling van kosmische stralen. Onderzoekers waarschuwden dat als een zwangere vrouw aan dergelijke niveaus zou worden blootgesteld gedurende meer dan 12 uur, dit de officieel veilige limiet voor een foetus zou overschrijden. Gelukkig was de ergste gevaarlijke blootstelling in dit geval na ongeveer twee uur voorbij.
Het is belangrijk op te merken dat coronale massa-ejecties ook wolken van energierijke deeltjes in de ruimte uitstoten. Deze deeltjes, gevangen in wolken van gemagnetiseerd plasma, hebben dagen nodig om de aarde te bereiken. Maar de protonen die door een zonneflare worden vrijgegeven, reizen bijna met de snelheid van het licht en arriveren binnen enkele minuten.
Wanneer deze energierijke protonen de bovenste atmosfeer van de aarde raken, interageren ze met luchtmoleculen en veroorzaken ze “secondary particles” zoals neutronen, muonen en elektronen. Deze deeltjes vallen voortdurend neer op het aardoppervlak, maar een stroom van zonneprotonen kan de stralingsniveaus dramatisch verhogen. Dit fenomeen staat bekend als een Grond Niveau Evenement (GLE) en is vrij zeldzaam. Sinds de metingen in de jaren 40 begonnen, zijn er slechts 77 GLE’s geregistreerd.
Wetenschappers begrijpen nog niet volledig waarom sommige zonneflitsen GLE’s veroorzaken terwijl andere dat niet doen. Dit maakt het moeilijk om te voorspellen wanneer een stralingspiek kan optreden. De GLE van 11 november was echter slechts een mild voorbeeld van wat de zon kan veroorzaken. Het meest intense GLE ooit gemeten vond in 1956 plaats en was zestig keer sterker. Er zijn zelfs GLE’s mogelijk die meer dan duizend keer zo intens zijn als die van 11 november.
Naast de potentiële gezondheidsrisico’s, zoals een verhoogd risico op kanker, kunnen GLE’s ook storingen veroorzaken in vliegtuig-elektronica. Slechts twee weken voor de GLE van 11 november ervoer een JetBlue-vliegtuig die over Florida vloog een plotselinge daling van de hoogte, hieraan werd later een mogelijke storing van de elektronica toegeschreven die was veroorzaakt door energierijke deeltjes uit de ruimte. Onderzoekers zijn bezorgd dat een sterke GLE de apparatuur in tientallen of zelfs honderden vliegtuigen zou kunnen verstoren.
Het is van cruciaal belang dat vliegtuigen worden uitgerust met stralingsmonitoren om piloten te helpen begrijpen wat er aan de hand is tijdens zulke stralingsgebeurtenissen, vooral omdat de communicatie met de luchtverkeersleiding waarschijnlijk ook verstoord kan worden. Piloten zouden zomaar in een situatie kunnen belanden waarin zij snel geschikte maatregelen moeten nemen zonder duidelijke informatie van de grond.
Als je in de lucht bent en kunt communiceren met de luchtverkeersleiding, zou het mogelijk zijn om op een lagere hoogte te dalen of van koers te veranderen. Maar het risico bestaat dat piloten geen radioverbinding hebben, waardoor ze moeten vertrouwen op andere mitigatie-strategieën.
