Metingen van de driedimensionale structuur van de aarde, in tegenstelling tot de eendimensionale modellen die doorgaans worden gebruikt, kan wetenschappers helpen nauwkeuriger te bepalen welke gebieden van de Verenigde Staten het meest kwetsbaar zijn voor black-outs tijdens gevaarlijke geomagnetische stormen.

Ruimteweergebeurtenissen zoals geomagnetische stormen kunnen het aardmagnetisch veld verstoren, interfereren met elektriciteitsnetten, Radio communicatie, GPS-systemen, satelliet operaties, olie- en gasboringen en vliegreizen. Wetenschappers gebruiken modellen van de structuur van de aarde en metingen van het magnetische veld van de aarde, genomen bij USGS-observatoria, om te bepalen welke delen van het elektriciteitsnet tijdens een geomagnetische storm stroom kunnen verliezen.

In een nieuwe studie van de U.S. Geological Survey, wetenschappers berekenden spanningen langs hoogspanningslijnen in het midden van de Atlantische Oceaan van de VS met behulp van 3D-gegevens van de aarde. Deze data, genomen op het aardoppervlak, weerspiegelen de complexe structuur van de aarde onder de meetlocaties en werden verzameld tijdens het National Science Foundation EarthScope USArray-project. De wetenschappers ontdekten dat voor veel locaties, de spanningen die ze berekenden waren significant verschillend van die op basis van eerdere 1D-berekeningen, waarbij de 3D-gegevens de meest nauwkeurige resultaten opleveren.

"Het gebruik van de meest nauwkeurige gegevens die beschikbaar zijn om kwetsbare delen van het elektriciteitsnet te bepalen, kan helpen levensreddende communicatie in stand te houden en de nationale veiligheid te beschermen tijdens zware aardmagnetische stormen, " zei Greg Lucas, een USGS-wetenschapper en de hoofdauteur van de studie. "Onze studie suggereert dat 3D-gegevens van de aarde moeten worden gebruikt wanneer ze beschikbaar zijn."

Elektrische stromen van een geomagnetische storm van maart 1989 veroorzaakten een stroomstoring in Quebec en tal van storingen in het Amerikaanse elektriciteitsnet. In eerdere onderzoeken, wetenschappers die eenvoudige 1D-modellen van de aarde gebruikten, zouden hebben ontdekt dat tijdens de storm 16 elektrische hoogspanningstransmissielijnen in het midden van de Atlantische Oceaan waren verstoord, met de black-out tot gevolg. Echter, door realistische 3D-gegevens te gebruiken om het scenario van 1989 te berekenen, de nieuwe studie wees uit dat er mogelijk 62 kwetsbare lijnen waren.

"Deze discrepantie tussen 1D- en 3D-gebaseerde berekeningen van de storm van 1989 toont het belang aan van realistische gegevens, in plaats van te vertrouwen op eerdere 1D-modellen, om de impact te bepalen die een geomagnetische storm heeft op elektriciteitsnetten, ' zei Lucas.