1859年的卡林顿事件仍然是有记录以来最强烈的地磁暴。极光点亮了全球的天空,电报站冒出火花甚至起火,一些人报告说在北极光的光芒下阅读报纸。但卡林顿事件并非太阳风暴首次与人类技术相遇。

2013年,学者们发现了一篇1871年发表在《自然》杂志上的匿名报告,描述了一场"非常强烈的磁扰动",它于1841年10月扰乱了英格兰南海岸埃克塞特的铁路旅行。如果属实,这将是空间天气影响技术的最早已知记载——比卡丁顿事件早了近二十年。

2026年9月发表在《太空天气》期刊上的一项新研究表明,1841年这一日期几乎可以肯定是错误的。由兰卡斯特大学的吉姆·怀尔德领导、来自英国地质调查局、加拿大自然资源部、贝勒大学、皇家墨尔本理工大学和STFC RAL Space的研究人员组成的团队得出结论,真正的扰乱发生在几年之后,即1848年10月18日。他们认为,1841年这一日期是1871年报告中的排版错误。

原始记载很具体。它描述了一列晚上10点05分从埃克塞特出发的快车因电报员无法判断前方轨道是畅通还是被另一列火车占据而延误了十六分钟。那个时代大多数新兴铁路公司都用电气电报机为列车控制铺设了线路,正是为了避免碰撞。匿名作者写道,操作员们"第二天早上报告说有人在摆弄仪器"。

该记载的首要问题是后勤方面的。南德文铁路公司分阶段修建了埃克塞特与普利茅斯之间的轨道,而议会直到1844年7月才批准建设。相关路段直到1846年5月30日才开通——比报道的延误晚了五年。一列火车不可能在一条不存在的铁路线上延误。

那么为什么会是笔误?研究人员发现,这些细节虽然年份有误,但在其他方面是准确的。当时的铁路时刻表显示,1848年3月11日至1849年7月26日之间,有一列晚上10点05分从埃克塞特出发的快车。而且根据多种独立的衡量方式,1848年10月18日是地磁活动强烈的一天。伦敦格林威治磁力观测站数字化的磁变记录显示,当天晚上出现了"异常"的磁场扰动。当时的报纸报道了这场风暴,英国天文学家坦普尔·切瓦利耶在1848年10月19日记录了太阳黑子观测数据。在假定该故事属实的前提下,最简单的解释是"1841"是"1848"的笔误。

Digitized magnetogram from the Greenwich Magnetic Observatory showing extraordinary magnetic-field disturbances on 18 October 1848
A digitized magnetogram from the Greenwich Magnetic Observatory in London, capturing the strong geomagnetic activity recorded on the evening of 18 October 1848.arstechnica.com

The article's sixth paragraph explains that digitized magnetograms from the Greenwich Magnetic Observatory recorded extraordinary magnetic-field disturbances on the evening of 18 October 1848, one of several independent lines of evidence the researchers used to pin down the correct date of the Exeter rail delay.

研究人员还追查到了匿名作者。在无法找到1871年《自然》文章的原始资料的情况下,他们发现了出版商副本上有一行手写标注:"N. [J.] Holmes." 他们认定作者为纳撒尼尔·约翰·霍姆斯,一位著名的电气工程师,曾协助在北海部分地区部署海底电报电缆。1871年,霍姆斯住在汉普斯特德,距离《自然》杂志主编诺曼·洛克耶爵士约一英里。当时的报纸记载,霍姆斯曾在苏格兰发表一场关于太阳光谱化学效应的讲座,而一封1877年的信件显示霍姆斯邀请洛克耶来访——这是业务关系的证据。这一归属表明,该记载来自一位具有真正专业知识的人,这使得日期错误更加令人费解。

但这篇论文对其能证明和不能证明的内容持谨慎态度。怀尔德及其合著者指出,"没有提供任何引用,使得无法对该陈述的真实性展开调查。"关于"有人在摆弄仪器"的措辞暗示,该记载可能来自当时的一篇报纸报道,但团队未能找到任何包含该语言的报道。因此,1848年这一日期是基于多重证据得出的有力推论,而非直接证实它的文件。

这项研究确实确立的是一个修正后的时间线。在1841年的记载被排除之后,空间天气影响技术的最早有文献记载的案例变成了一起1847年3月的事件,其中"自发的电流"干扰了米德兰铁路公司的电报系统,而与此同时"灿烂的极光"照亮了不列颠群岛。埃克塞特的延误,无论其确切发生于何时,仍然是太阳活动扰乱关键基础设施的首批清晰案例之一——但它并非第一个。

这一修正之所以重要,是因为它重塑了太阳活动与电气技术之间关系的历史。正如怀尔德所说,空间天气常被当作一个现代挑战来讨论,因为我们依赖卫星、通信系统和电力网络。而这项研究显示的是,"社会几乎自电气技术存在以来,就一直在经历空间天气对技术的影响。"埃克塞特的故事正处在新兴技术最初开始面对空间环境现实的节点上。

这一历史事件也凸显了当下的利害关系。消息来源说,如果一场与卡丁顿事件规模相当的风暴今天袭来,它可能会严重损坏电力电网,导致大面积停电和断电,并干扰卫星通信。现代关键基础设施——电力系统、铁路信号、卫星导航和通信网络——仍然很脆弱。正如STFC RAL Space的迈克·哈普古德博士指出的,今天的空间天气预报远比19世纪所能达到的任何水平都要先进,但我们所依赖的现代技术也更容易受到太阳风暴的影响。

在此,证据有一个值得坦白说明的界限。所提供的资料并未呈现新的建模或风险评估;关于现代损害的说法是从历史类比推导出来的,而非实证检验。一个具有保护措施和冗余的当代电网,面对一场卡丁顿级别的风暴时实际会如何,仍然是一个本研究未能解答的开放问题。

这项研究的方法可能是它更持久的贡献。用哈普古德的话说,它"像侦探故事的线索"——拼凑起铁路时刻表、历史报纸、太阳观测、极光报告和数字化磁变记录,以重建一个没有任何单一记录能清晰呈现的事件。教训在于,我们保存的古老记录——无论多么晦涩——构成了我们解读过去事件并加强未来预测所需的证据基础。1840年代的谜题解开了,但其所依据的档案才是让解开成为可能的东西。