1859年著名的卡林顿事件长期以来被认为是第一次极端太空天气事件,但关于地磁暴对电报设备造成轻微干扰的报道,早在19世纪40年代末就已出现。2013年,学者们发现了一篇1871年发表在《自然》杂志上的匿名报道,描述了1841年10月发生在英格兰南部海岸埃克塞特的一次"极其强烈的磁扰动"如何中断了铁路运行。如果属实,这将是已知最早的此类记录。然而,根据发表在《太空天气》期刊上的一篇论文,1841年这个日期很可能是印刷错误,真正的铁路中断事件发生在几年之后。
兰卡斯特大学的合著者吉姆·怀尔德表示:"太空天气常被视为现代才出现的挑战,因为我们依赖卫星、通信系统和电网等技术。这项研究表明,自电气技术诞生以来,人类社会几乎一直在经历太空天气对技术的影响。埃克塞特火车延误的故事之所以引人入胜,正是因为它恰好处于新兴技术首次遭遇太空环境现实的那个节点上。"
卡林顿事件仍是科学记录中最强烈的地磁暴,当时全球各地都出现了强烈的极光现象,导致电报站产生火花甚至引发火灾。有些极光亮到人们报告说可以借其光亮阅读报纸。电报在当时是相对较新的技术,最早出现于19世纪30年代,而这次可能源自太阳日冕物质抛射所引发的地磁感应电流使电报系统瘫痪。一些操作员发现,即使断开电源,他们仍能凭借强大的极光电流继续收发信息。
如果今天发生类似强度的地磁暴,很可能会严重损坏电网,造成大范围停电,并干扰卫星通信。这正是科学家们热衷于深入了解过往地磁扰动的原因:这有助于加强未来的预测,从而减轻潜在的破坏性影响。
怀尔德及其合著者对《自然》杂志那篇关于1841年10月18日地磁扰动的匿名报道产生了兴趣。当时大多数新兴铁路公司都采用了电报作为列车控制系统的信号手段,以避免碰撞事故。据称1841年发生的这次扰动相当严重,以至于埃克塞特一列晚上10点05分发车的特快列车延误了16分钟,因为电报操作员无法确定铁路线路是否空闲还是被另一列火车占用。
翻查档案
然而,怀尔德等人对这份报道的准确性提出了质疑。不仅作者身份匿名,而且这篇《自然》论文的发表时间比声称发生地磁扰动的时间晚了30年。对历史档案的搜索显示,南德文郡铁路公司分阶段修建了埃克塞特至普利茅斯之间的铁轨——该建设工程直到1844年7月才获得议会批准。相关路段直到1846年5月30日才开通,比报道中的延误事件晚了五年。因此,这篇《自然》匿名报道不可能是准确的。
怀尔德等人未能找到那篇1871年《自然》文章的原始资料来源,但他们找到了出版商的原始副本,上面有一段手写批注:"N. [J.] 霍姆斯"。他们得出结论,作者很可能是一位知名电气工程师纳撒尼尔·约翰·霍姆斯,此人曾参与在北海部分海域铺设海底电报电缆的工作。1871年,霍姆斯住在汉普斯特德,距离《自然》编辑诺曼·洛克耶爵士的住所约一英里。
此外,作者们还发现了当时的报纸报道,记录了霍姆斯在苏格兰就太阳光谱的化学效应发表演讲的情况。因此霍姆斯显然对太阳活动感兴趣,并且熟悉洛克耶发现太阳光谱中氦线的研究。此外还有一封1877年霍姆斯邀请洛克耶来访的信件,表明他们之间存在某种业务关系。
但这仍无法解释报道中1841年的埃克塞特火车延误日期与历史记录之间的矛盾。怀尔德等人写道:"文中没有提供任何引用来源,无法对该说法的真实性进行调查。文中有一句引人注目的说法称,操作员'第二天早上报告说有人在恶作剧摆弄仪器',这暗示该记述可能源自当时的报纸报道或类似材料,但我们未能找到任何包含这句话或类似表述的报道。"
怀尔德及其合著者随后转向档案科学记录,特别是伦敦格林威治磁力观测站记录的最早磁力图。记录显示,早在1840年就有磁场"异常"观测记录,表明存在强烈的地磁暴,但英格兰在1841年10月18日并未报告出现极光等异常活动。然而,1848年10月18日前后确实存在强烈的地磁活动,这一点得到了当时报纸报道的证实,也得到了英国天文学家坦普尔·舍瓦利埃1848年10月19日太阳黑子观测记录的印证。
当怀尔德等人查阅当时的铁路时刻表时,他们发现在1848年3月11日至1849年7月26日期间,确实存在从埃克塞特发车的晚上10点05分特快列车的记录。他们据此推断,《自然》论文中提到的原始日期1841年是一处印刷错误,该事件确实发生了,但年份记错了。排除1841年的说法后,目前有文献记载的太空天气影响技术的最早案例,是1847年3月发生的一起事件:"自发性电流"扰乱了米德兰铁路的电报系统,当时不列颠群岛上空曾出现"壮丽的极光"。
Space Weather, 2026. DOI: 10.1029/2026SW005239(关于DOI)。
Q&A
Q1:卡林顿事件是什么?
A:卡林顿事件是1859年发生的一次极端地磁暴,是科学记录中最强烈的太空天气事件,曾导致全球出现强烈极光,并造成电报站产生火花甚至引发火灾。
Q2:1841年埃克塞特火车延误事件是真实的吗?
A:根据最新研究,这份记载最初发表于1871年的《自然》杂志匿名报道中的1841年日期很可能是印刷错误。研究人员通过历史档案发现,相关铁轨直到1846年才建成,因此该事件不可能发生在1841年,真实发生时间应为1848年左右。
Q3:目前已知最早的太空天气影响技术的案例是什么时候?
A:在排除1841年埃克塞特事件后,目前有文献记载的最早案例是1847年3月发生的事件,当时"自发性电流"扰乱了英国米德兰铁路的电报系统,同时不列颠群岛上空出现了"壮丽的极光"。
