A principios de septiembre de 1859 los cielos se llenaron de una luz intensa y radiante que parecía contener todos los colores de la naturaleza. En sí mismo esto no era demasiado extraño, se trataba del bello fenómeno celeste de la aurora. La particularidad residía en que los cielos iluminados llegaban a latitudes que suelen resistirse a su brillo: Colombia, Cuba, Hawái, Japón, China. Se dice que la luz era tan intensa que los mineros de las Rocky Mountains sorbían el café del desayuno pensando que ya había levantado el día mientras los sistemas telegráficos de Europa y América del Norte enmudecieron.
Dos astrónomos ingleses aficionados, Richard Carrington y Richard Hodgson, atribuyeron el suceso a una enorme tormenta solar y a partir de entonces pasó a ser conocido como evento Carrington. A día de hoy sigue siendo la tormenta geomagnética causada por la actividad del Sol más intensa jamás registrada.
El evento Carrington ronda desde entonces en la mente de los científicos sembrando varias preguntas. Una trata sobre las consecuencias que una tormenta solar de este tipo tendría sobre la madeja de cables eléctricos que envuelven hoy a nuestro planeta y organizan nuestra vida desde el despertar de un día hasta el despertar del siguiente, y así en adelante. Un estudio de la compañía de seguros Lloyds calculó que el coste, de producirse un nuevo evento en Estados Unidos, podría alcanzar los 2,5 millones de millones de dólares con su red eléctrica afectada hasta dos años.
Otra pregunta, igual de inquietante, versa sobre el tiempo: ¿cuándo volverá a producirse un nuevo evento Carrington?
A la búsqueda de nuevos modelos matemáticos
En 2012, un estudio del científico solar Pete Riley calculó que la probabilidad de que se produzca una tormenta solar de potencia similar a Carrington en los próximos 10 años rondaba el 12 %. Un nuevo modelo matemático, recientemente publicado en la revista Scientific Reports reduce esta probabilidad a cerca del 2%.
Sus autores, David Moriña, Isabel Serra, Pere Puig y Álvaro Corral —investigadores de la Universidad Autónoma de Barcelona, del Centro de Investigación Matemática (CRM) y de la Barcelona Graduate School of Mathematics— usan las matemáticas para comprender el, aparente y errático comportamiento de los desastres naturales. Terremotos, huracanes, tormentas solares… todo aquello que a veces ocurre de forma intensa, de repente y, por tanto, difícil de predecir. Intentan buscar una lógica, un patrón invisible que dirija su comportamiento y que a los ojos del profano no pasaría de caprichos de la casualidad.
“Nuestro trabajo es intentar entender los extremos para incorporarlo a modelos de predicción. Los extremos a menudo son puntos en los que los modelos deterministas, matemáticos o físicos, han fallado de algún modo pero los modelos estadísticos habituales también, porque no están habituados a trabajar en extremos, sino en promedio. La mayoría de las cosas no ocurren, digamos, al tuntún; casi siempre hay alguna información que puedes rascar”, explica la matemática Isabel Serra. En el caso de las tormentas solares, la intuición que dirigió esta investigación es que pocos días después del evento Carrington se produjo otro de cierta magnitud. La pista.
El modelo de Riley se basaba en la hipótesis de que estos eventos ocurren de forma independiente de forma que el tiempo de espera entre ellos es más o menos parecido, es decir, ocurren siempre con la misma probabilidad. En jerga matemática esto se llama procesos de Poisson y muchos procesos físicos siguen este comportamiento. Sin embargo, cuando analizaron estadísticamente la frecuencia con la que ocurrían estas tormentas solares intensas —que miden con el llamado índice DST que suministra el WDC Kyoto Observatory— vieron que ocurrían con un patrón un poco más complejo.
Una tasa de riesgo decreciente
“Lo que observamos es que cuanto más tiempo pasa sin observar un evento extremo, más tenemos que esperar para volver a ver uno; si un día ocurre uno, la probabilidad crece y al día siguiente es más probable que hubiera otro. Es lo que se llama decreasing hazard rate (DHR). Esto también rige muchos fenómenos naturales como, por ejemplo, la mortalidad infantil: cuando nace un niño puede ser que muera, pero cada día que pasa sin que esto ocurra es más probable que ya no lo haga: su probabilidad de seguir sobreviviendo aumenta. Cuando llega a la edad adulta ocurre al revés: cada día que pasa es más probable que muera y pasa a ser un increasing hazard rate (IHR). En el caso de las tormentas solares se observó un DHR”, explica la matemática.
Con este punto de vista calcularon una probabilidad máxima cercana al 2%, aunque, de no producirse ningún evento Carrington por ejemplo el año que viene, esta continuaría bajando. “Realmente no es un modelo muy diferente sino un modelo más general que incluye al de Riley. Por ejemplo, podría existir algún factor que ayudó a que se produjera esa tormenta intensa y es razonable pensar que a lo largo del tiempo ese factor está desapareciendo y, por tanto, cada vez es menos probable que tal evento vuelva a ocurrir. Esa podría ser una explicación muy especulativa”, explica Serra.
Aunque una probabilidad cercana al 2% no parece demasiado preocupante, para una tormenta muy intensa “no es nada despreciable, teniendo en cuenta sus consecuencias”, apunta el matemático Pere Puig. “Los gobiernos deberían tener protocolos de actuaciones ante estos desastres, informar y tranquilizar a la población que se pueda haberse quedado sin energía eléctrica e incomunicada. Recordemos que habrá muy poco margen temporal antes de la llegada imprevista de una tormenta de estas características”, concluye Puig.
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