超級地磁暴可導致糧食危機？

上週末刷爆朋友圈的極光是二十年來最嚴重的太陽風暴導致的「超級地磁暴」。這場美輪美奐的」極光盛宴「同時也帶來了嚴重後果。

地磁風暴發生的原因是太陽日冕物質拋射(CME)，這是一種電磁輻射爆發，會影響GPS、電網和其他通訊系統。 5月3日到11日短短9天內，太陽爆發出11個最高等級X級耀斑，如此高強度高密度的耀斑爆發是20年來的首次。

根據美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的公告，這是“自2003年以來最極端的磁暴”，並且“已經收到有關電網不穩定、高頻通信質量下降、GPS和衛星導航可能出現問題的初步報告」。

有人將這次地磁暴與1859年引發卡靈頓事件的超級地磁暴(那一次極光最南抵達中北美和夏威夷)比較，在那次事件中，歐美大量電報機和電氣設備被摧毀。這一次，最讓人擔心的電網和衛星通訊似乎經歷了考驗。 SpaceX創辦人馬斯克11日凌晨在社媒平台X發文稱，SpaceX的星鏈衛星面臨很大的壓力，但仍撐得住。星鏈公司也說，地磁風暴(僅短暫)導致網路「服務品質下降」。

令人始料未及的是，這次地磁暴已經造成了災難性的後果，重災區是現代農業。

地磁暴暴露現代農業脆弱性

根據404Media調查，這場二十年不遇的超級地磁暴給北美的關鍵GPS系統和精準農業作業帶來了災難性打擊，導致正處於關鍵播種期的農業生產活動陷入停滯，許多農民暫停了種植作業。

機械巨頭約翰迪爾(John Deere)的經銷商發布消息警告農民，一些拖拉機使用的GPS系統精度已經“嚴重受損”，導致太陽風暴期間種植的農作物(因為種歪了)在收割時將會面臨問題。

眾所周知，基於衛星通訊的自動化系統已經成為現代農業(常被稱為「精準農業」)的關鍵環節。農民使用高度自動化的拖拉機，以完美的直線和均勻的間距種植作物。精準農業大大提高了農場產量，美國農業部2023年的一份報告指出，超過50%的玉米、棉花、水稻、高粱、大豆和冬小麥都使用「自動導航」技術種植和收割。許多現代拖拉機基本上可以自動駕駛，只是需要駕駛室內的農民進行監督。如果種植或收割稍微偏離軌道，拖拉機或收割機就會損壞農作物，或種植的農作物歪歪扭扭、間距不均，從而在生長季節造成問題並最終降低產量。

「現在所有的拖拉機都停在地頭，因為太陽風暴導致GPS失靈，」來自內布拉斯加州的農民凱文·肯尼(Kevin Kenney)告訴媒體：」無法使用GPS定位，而我們正處於玉米播種的關鍵時期。

農業專家指出，農業領域的GPS中斷是一個非常嚴重的問題，由於大量農機的GPS系統暫時離線，導致連接約翰迪爾“StarFire”接收器的即時動態(RTK)系統出現間歇性連接和精度問題。 StarFire接收器大量安裝在現代拖拉機和農機設備上，其RTK系統利用GPS訊號再加上來自地面固定點的持續更新的「修正」資料流，從而實現厘米級的定位精度，用於農作物種植、耕地、噴灑肥料和除草劑等作業。

根據堪薩斯州和內布拉斯加州約翰迪爾經銷商LandmarkImplement發布的最新消息，太陽風暴破壞了許多農民的約翰迪爾拖拉機的RTK系統的精度，其他品牌拖拉機的類似系統也受到了影響。

「由於RTK網路的工作方式，基地台發送的修正數據受到了地磁風暴的影響，導致田間出現大幅偏差，甚至出現一些大幅度的航向變化，」該經銷商在周六上午告知農民們：「在未來幾個月內，當你們返回田間進行施肥、噴灑、耕種、收割等作業時，我們預期農行不會位於自動路徑線指示的位置。自動路徑功能將非常困難，甚至不可用，因為精度損失很可能是不可預測的。

比地磁暴更可怕的攻擊

NOAA預計此次太陽風暴將於本週一結束。地磁暴對農業的打擊再次為我們敲響了警鐘，現代農業和糧食安全的脆弱性遠超過我們想像。但最大的威脅並非來自太陽，而是駭客攻擊。安全專家警告：「太陽駭客」告訴我們，依賴衛星和網路連線的拖拉機是一個特別令人擔憂的攻擊媒介。

去年，國際海事衛星組織(Inmarsat)衛星服務中斷導致澳洲和紐西蘭的拖拉機「趴窩」。

2022年俄烏戰爭期間，烏克蘭駭客遠端破壞了俄軍繳獲的價值數百萬美元的烏克蘭拖拉機，有觀察人士擔心，惡意駭客可能會把約翰迪爾或其他農機製造商的設備更新與監控等遠端功能轉化為攻擊載體。一旦獲得規模化應用，這類網路攻擊很可能會被用於大規模破壞農業關鍵基礎設施。

2022年5月,美國農業機械巨頭愛科遭到勒索軟體攻擊，生產營運中斷多日，這導致其拖拉機銷售在美國最重要的種植季節停滯不前。

2023年，以色列農田灌溉系統遭駭客攻擊，負責約旦河谷農田灌溉的水位控制器，以及加利爾污水公司(Galil Sewage Corporation)的控制系統都遭到了破壞，導致農民田地無法澆水。

這些事件暴露了長期被忽視的現代農業的脆弱性：針對農業機械或其依賴的衛星的網路攻擊，不需要“二十年等一回”，隨時都有可能發生，對全球糧食供應構成遠超地磁暴的重大威脅。