GPS tại Mỹ bị nhiễu loạn tới 33 feet vì siêu bão mặt trời: Hiện tượng chưa từng thấy

Một nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Geophysical Research Letters đã hé lộ mức độ ảnh hưởng nghiêm trọng và chưa từng có của siêu bão mặt trời tháng 11/2025 đối với hệ thống định vị vệ tinh tại Mỹ. Theo đó, tín hiệu GPS trên khắp lục địa Mỹ đã bị nhiễu loạn, gây sai số vị trí lên tới hơn 10 mét – một con số đủ lớn để làm tê liệt các hệ thống nông nghiệp chính xác và xe tự hành.

Các nhà khoa học do nhà vật lý không gian Endawoke Yizengaw dẫn đầu đã phát hiện ra rằng cơn bão địa từ này đã tạo ra một dải nhiễu loạn điện tử bao phủ từ bờ Tây đến bờ Đông nước Mỹ, một hiện tượng mà giới nghiên cứu chưa từng quan sát thấy trước đây ở vĩ độ trung bình.

Cực quang nhìn từ Trạm Vũ trụ Quốc tế trong siêu bão mặt trời tháng 11/2025

Siêu bão mặt trời và "con dao hai lưỡi"

Tháng 11/2025, Trái Đất hứng chịu nhiều đợt phun trào vật chất từ Mặt Trời, tạo nên một siêu bão địa từ. Với nhiều người, hiện tượng này mang đến vẻ đẹp kỳ vĩ của những dải cực quang xuất hiện ở vĩ độ thấp hiếm thấy. Tuy nhiên, mặt trái của nó lại là sự tàn phá nghiêm trọng đối với công nghệ mặt đất.

Các vụ phun trào nhật hoa (CME) phóng ra những đám mây chứa electron và proton tốc độ cao. Khi va chạm với từ quyển Trái Đất, chúng tạo ra các dòng điện có thể gây nhiễu loạn lưới điện, thay đổi hình dạng khí quyển và tương tác với các hạt trong khí quyển để tạo ra cực quang.

Điều đặc biệt nghiêm trọng là các hạt năng lượng cao này mưa xuống tầng điện ly (ionosphere) – khu vực mà tín hiệu GPS bắt buộc phải đi qua.

Nhiễu loạn "chưa từng thấy" ở vĩ độ trung bình

Hiện tượng mà các nhà khoa học gọi là "nhiễu loạn biên độ" (amplitude scintillation) xảy ra khi các hạt năng lượng gây ra sự dao động mật độ điện tử trong tầng khí quyển phía trên. Hãy tưởng tượng một tấm kính cửa sổ cổ có độ dày không đều – ánh sáng xuyên qua sẽ bị bẻ cong, làm méo mó hình ảnh bên ngoài. Tín hiệu vô tuyến từ vệ tinh GPS cũng bị ảnh hưởng tương tự khi đi qua vùng khí quyển "gồ ghề" này.

Thông thường, hiện tượng này chỉ xảy ra mạnh ở vùng cực và xích đạo. Vĩ độ trung bình – nơi có lục địa Mỹ – vốn được coi là "vùng an toàn" trước mối nguy này. Nhưng siêu bão tháng 11/2025 đã phá vỡ giả định đó.

Sử dụng dữ liệu từ mạng lưới máy thu GNSS mặt đất và camera quan sát cực quang trên khắp Bắc Mỹ, nhóm nghiên cứu phát hiện một dải mật độ electron dày đặc kéo dài từ đông sang tây. Tại mép của dải này, mật độ electron thay đổi đột ngột, tạo điều kiện hoàn hảo cho sự hình thành các bất thường quy mô nhỏ – và chúng xuất hiện ở khắp mọi nơi.

Bão mặt trời phá vỡ cấu trúc tầng điện ly trên khắp Bắc Mỹ

"Sự nhiễu loạn mạnh mẽ trải dài từ kinh độ 80 đến 120 độ Tây – một phạm vi bao phủ gần như toàn bộ lãnh thổ Mỹ – là điều chưa từng được ghi nhận trước đây ở vĩ độ trung bình," nhóm nghiên cứu viết trong bài báo.

Hậu quả nặng nề cho công nghệ định vị chính xác

Trong một số khu vực, sai số định vị theo phương ngang vượt quá 10 mét (tương đương 33 feet). Con số này có thể không đáng kể với người dùng phổ thông, nhưng lại là thảm họa đối với các ngành công nghệ phụ thuộc vào độ chính xác cao:

• Nông nghiệp chính xác: Máy móc tự hành, hệ thống gieo trồng và phun thuốc theo tọa độ sẽ bị lệch hướng, gây lãng phí và thiệt hại mùa màng
• Xe tự hành: Sai số hàng mét có thể dẫn đến tai nạn hoặc đi sai làn đường
• Khảo sát và xây dựng: Các công trình đòi hỏi độ chính xác milimet sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng

Đáng chú ý, cơn bão mặt trời tháng 5/2024 được ước tính đã gây thiệt hại 500 triệu USD cho ngành nông nghiệp Mỹ do gián đoạn định vị – thời điểm đó trùng vào mùa canh tác. May mắn là siêu bão tháng 11/2025 xảy ra ngoài mùa vụ chính, nên thiệt hại không quá lớn.

Bản đồ vùng nhiễu loạn điện ly trên khắp nước Mỹ theo ghi nhận của các vệ tinh

Bài học cho Việt Nam và thế giới

Mặc dù hiện tượng này được quan sát tại Mỹ, nhưng bài học mang tính toàn cầu. Khi Mặt Trời bước vào pha cực đại của chu kỳ hoạt động 11 năm, nguy cơ các siêu bão địa từ tấn công Trái Đất ngày càng cao.

Tại Việt Nam, nằm ở vĩ độ thấp gần xích đạo từ – nơi vốn đã nhạy cảm với nhiễu loạn tầng điện ly, nhu cầu sử dụng GPS/RTK trong nông nghiệp công nghệ cao, khảo sát địa hình và phát triển xe tự hành đang tăng nhanh. Theo dõi dự báo thời tiết không gian và xây dựng các hệ thống dự phòng sẽ là yếu tố sống còn cho những ngành này.

"Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc hiểu chính xác các hiện tượng thời tiết không gian khác nhau để nâng cao khả năng dự báo thông qua quan trắc phối hợp và mô hình hóa vật lý, từ đó giảm thiểu gián đoạn cho các ứng dụng vô tuyến trong các sự kiện thời tiết không gian," nhóm nghiên cứu kết luận.

Nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí Geophysical Research Letters và là lời cảnh tỉnh rõ ràng rằng cuộc sống hiện đại dựa trên công nghệ không gian của chúng ta đang đứng trước một mối đe dọa vô hình nhưng rất thực tế từ "cơn thịnh nộ" của Mặt Trời.