Wissenschaftler enthüllen die verborgene elektrische Struktur der USA und decken schwerwiegende Risiken auf

Technik, Energie und Einsatz

Während geomagnetischer Stürme kann die vom Sonnenwind freigesetzte Energie elektrische Ströme erzeugen, die durch den Boden fließen und in die Strominfrastruktur eindringen. Der Blackout Québec 1989 verdeutlichte die Gefahr, als stürmbedingte geoelektrische Felder das Stromnetz ébec überlasteten und Millionen Menschen den Strom entzogen.

Kelbert und ihre Kollegen stellten fest, dass während desselben Sturms die Amplituden des geoelektrischen Feldes an einer Station Maine 22,79 Volt pro Kilometer (36,7 Volt pro Meile) erreichten. Bei dieser Intensität leitete der Boden Strom weit über die Grenzen hinaus, für die die meisten Stromnetze ausgelegt sind.

Stromnetze sind dafür konzipiert, Wechselstrom zu bewältigen, nicht Gleichstrom. „Ich glaube, dass alles über 1 V/km eingestuft wird", sagte Kelbert. „Bei Werten 20 V/km würde sich bei einer Ausrichtung des geoelektrischen Feldes dieser Amplitude entlang einer typischen 200-km-Stromleitung Maine Spannungen von 4.000 V ergeben, die einen starken quasi-Gleichstrom über diese Leitung treiben würden." Ein anhaltender Gleichstromstoß kann Transformatoren überlasten, was zu Überhitzung und möglicherweise zur Zerstörung ersetzendem Equipment führt.

Technik, Energie und Einsatz

Ein Großereignis, das größer als der Blackout von 1989 sein könnte, könnte große Teile des Landes über einen längeren Zeitraum ohne Strom lassen. Kelbert erklärte, dass das USMTArray die Fähigkeit zur Einschätzung dieser Risiken erheblich verbessert hat.

Heute fließen Daten des USMTArray in eine Echtzeit-Gefahrenkarte ein, die Atmospheric Administration (NOAA) und dem United States Geological Survey (USGS) betrieben wird.

Das System überwacht elektrische Felder im gesamten Land während geomagnetischer Stürme und ermöglicht Wissenschaftlern sowie Katastrophenschutzbehörden, Risiken an spezifischen Standorten mit weitaus größerer Detailgenauigkeit einzuschätzen als zuvor.

Technik und Auswirkungen

Das Projekt begann 2006 mit dem Ziel, ein detailliertes Bild der tiefen geologischen Struktur Nordamerikas zu erstellen.

Das daraus resultierende dreidimensionale elektrische Modell verfolgt die Bewegung antiker Landmassen, die vor langer Zeit kollidierten, kartiert stabile kontinentale Regionen, die über Milliarden überdauert haben, und zeigt, wie sich Nordamerika formte.

Gegensatz zu seismischen Verfahren können diese elektrischen Messungen Merkmale wie inaktive antike Subduktionszonen identifizieren, die durch leitfähige Materialien wie Graphit und Sulfidminerale tief unter der Erde markiert sind.

Was die Studie zeigt

Da die Karte unterirdische Fluide und elektrisch leitfähige Minerale erkennen kann, sagen Forscher, dass sie auch bei der Suche nach wertvollen Ressourcen, einschließlich Lagerstätten und unterirdischen Wärmequellen, helfen könnte. „Es besteht immer noch eine Lücke zwischen dem Wissen um geoelektrische Felder Echtzeit und der Nutzung dieser Informationen für rechtzeitige operative Entscheidungen", sagte Kelbert. „Vorhersage, nicht nur Detektion, ist die nächste Etappe." Quelle: „The United States Magnetotelluric Array and the National Impedance Map", Paul A.

Bedrosian, Adam Schultz, Gary D. Egbert, Louise Pellerin, Jeffrey J. Love, Andrew Frassetto und Benjamin S. Murphy, 1. Mai 2026, Reviews Geophysics. DOI: 10.1029/2024RG000850