الزراعة الحديثة هي عملية تكنولوجية عالية تعتمد بشكل كبير على الجرارات الموجهة بنظام تحديد المواقع العالمي التي تحدث ثورة في طرق زراعة المحاصيل وتسميدها وحصادها. ولكن في 10 مايو 2024، تعرض هذا النظام للهجوم، ليس بسبب عطل ميكانيكي أو قراصنة متقدمين، بل بفعل الشمس نفسها.
في ذلك اليوم، أطلقت الشمس أكبر عاصفة جيومغناطيسية لها منذ عقود. الحدث النادر من الفئة G5 أرسل موجات صدمية عبر أيونوسفير الأرض، مما أدى إلى تعطيل أنظمة GPS في جميع أنحاء البلاد.
بينما كانت عاصفة G5 تدهش المراقبين حول العالم ببعض من أقوى الشفق القطبي منذ 500 عام، كانت العاصفة كابوسًا حقيقيًا للمزارعين في غرب الولايات المتحدة. “كانت جراراتنا تتصرف كما لو كانت ممسوسة بالشياطين”، قالت مطاردة الشفق إلين رامستاد، لموقع Spaceweather.com.
تعتمد الزراعة الحديثة بشكل كبير على الدقة. باستخدام الجرارات الموجهة بنظام GPS، يمكن للمزارعين زراعة آلاف الأفدنة في صفوف مستقيمة تمامًا، وتطبيق الكمية المناسبة من الأسمدة بدقة لضمان تحقيق أفضل العوائد. عندما يحين وقت الحصاد، يمكن للآلات العودة إلى نفس المواقع تمامًا لجني المحاصيل، مما يقلل من الفاقد ويضمن أقصى كفاءة.
ومع ذلك، فإن هذه الزراعة المعتمدة على التكنولوجيا معرضة بشدة للعواصف الشمسية القوية.
“إذا حدث ذلك في الوقت الخطأ، في الموسم الخطأ، إذا أخر كل شيء لمدة ثلاثة أو أربعة أيام. يمكن أن يكون له تأثير كبير على الزراعة،” قال الباحث في الطاقة الشمسية والفيزياء الفلكية سكوت ماكينتوش لموقع Space.com.
يشرح سكوت أنه لو كانت العواصف القوية نفسها قد ضربت قبل 20 عامًا، لما كان لذلك تأثير كبير على المزارعين لأنهم لم يكونوا يعتمدون على نظام تحديد المواقع. لكن الآن، يعني اعتمادنا المتزايد على الأتمتة أن العواصف الشمسية يمكن أن تكون كابوسًا للمزارعين.
قال إيثان سمدت، مدير الخدمة في شركة جون دير المصنعة للآلات الزراعية، لموقع Spaceweather.com: “أعتقد أن 80% أو أكثر من جميع المزارعين في الغرب الأوسط يستخدمون على الأقل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لشيء ما – سواء كان توجيه تلقائي أو رسم خرائط العائدات.” وأضاف: “على الأقل 50% من جميع المزارعين يعتمدون بشكل كبير على نظام تحديد المواقع العالمي ويستخدمونه في كل آلة على مدار السنة.”
عاصفة الشمس في 10 مايو كشفت عن ضعف حرج في هذا النظام عالي التقنية وذو الدقة العالية. العواصف geomagnetic، المعروفة أيضًا باسم العواصف الشمسية، هي اضطرابات في المجال المغناطيسي للأرض ناتجة عن طرد كبير للبلازما والمجالات المغناطيسية من غلاف الشمس على شكل انفجارات الكتلة الإكليلية (CMEs).
خلال عاصفة شمسية قوية، مثل تلك التي حدثت في مايو 2024، تصبح أيونوسفير الأرض — الطبقة المسؤولة عن نقل إشارات GPS من الأقمار الصناعية إلى الأرض — مضطربة. تصبح الطبقة مضطربة، مما يشوه إشارات الراديو من أقمار GPS، مما يتسبب في فقدان الجرارات والحاصدات لاتصالاتها — أو الأسوأ، الانحراف عن المسار.
“تصرّفت الجرارات وكأنها مسكونة بالشياطين”، يتذكر رامستاد. “جميع أبناء عمومتي اتصلوا بي خلال العاصفة ليقولوا إن ‘الأضواء الشمالية‘ كانت تجعلهم مجانين أثناء الزراعة.” كانت الجرارات، غير قادرة على الحفاظ على إشارات نظام تحديد المواقع، تتأرجح ذهابًا وإيابًا، مما أجبر المزارعين على التحول إلى التحكم اليدوي أو التوقف تمامًا.
ولم يكن ذلك حدثًا معزولًا. فقد تسببت عواصف شمسية أصغر في أكتوبر، المصنفة كأحداث G3 وG4، في مشاكل مشابهة خلال موسم الحصاد.
عانت رامستاد من تأثير عاصفة شمسية قوية مرة أخرى في 6 أكتوبر عندما بدأ جرارها يتعطل. “عندما بدأت نشاط الأضواء الشمالية، كان نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) غير دقيق بمقدار قدم تقريبًا. مرتين أثناء استخدام نظام القيادة الآلية، رقص الجرار صفًا إلى اليسار، ثم إلى اليمين – ثم كان جهاز إزالة الأوراق خارج الصف، لذا كان عليّ أن ألتف وأبدأ من جديد. بحلول الليل، لم يكن هناك وسيلة للتحكم في نظام القيادة الآلية.” أفادت رامستاد.
لم تكن رانستاد الوحيدة التي واجهت مشاكل خلال العواصف الشمسية في أكتوبر.
“كان هذا الخريف هو المرة الأولى التي أرى فيها الأضواء الشمالية، وشعري كان واقفًا من الجمال”، قال المزارع إنديانا مايكل سبنسر لموقع Spaceweather.com. “عندما كانت العواصف في أقوى حالاتها حول 7 أكتوبر، كان نظام القيادة الآلية في جراري ‘يقفز عن الخط’ – مما يعني أن الجرار كان يقوم بعملية اهتزاز سريعة إلى اليسار أو اليمين وكان عليّ إعادة ضبطه يدويًا.”
“
يمكن للمزارعين توقع المزيد من الانقطاعات المتكررة حيث تبقى ظروف النشاط الشمسي مرتفعة خلال الحد الأقصى الشمسي — وهي فترة من النشاط المتزايد خلال دورة الشمس التي تبلغ حوالي 11 عامًا الدورة الشمسية.
بينما تعتبر العواصف الشديدة من نوع G5 مثل تلك التي وقعت في 10 مايو 2024 نادرة، فإن الأحداث المتوسطة من نوع G3 وG4 يمكن أن تسبب مشاكل كبيرة. بالنسبة للمزارعين، يعني هذا التخطيط لأعمال الحقل حول النشاط الشمسي والاستعداد للتأخيرات غير المتوقعة. العواقب الاقتصادية خطيرة. يمكن أن تؤدي التأخيرات في الزراعة أو الحصاد إلى انخفاض الغلة، بينما يضيف إعادة معايرة أو إصلاح أنظمة GPS ضغوطًا مالية خلال مواسم ضيقة بالفعل.
“الجيل القادم من الاستقلالية يتم تطويره لاستخدام رؤية الآلة، والذكاء الاصطناعي، والأنظمة الخبيرة للإرشاد لتجنب الضعف أمام انقطاع GPS.” تيري غريفين، أستاذ في جامعة ولاية كانساس أبلغ في farmdoc Daily.
”
المصدر: المصدر