Когда Солнце психует

Мифы и реальность магнитных бурь 

Все мы не раз слышали о таком загадочном явлении, как магнитные бури, как и о том, что они возникают в результате влияния нашего светила. Солнце - главный источник энергии для Земли, одна из ключевых причин возникновения жизни на нашей планете около 4 млрд. лет назад. Без Солнца жизнь была бы невозможна. Но вместе с тем оно известно и своим беспокойным нравом, который является причиной и негативных явлений. Примерно каждые 11 лет звезда, подарившая нам жизнь, достигает максимума своей активности и высвобождает невообразимое количество энергии, которая проявляется в виде солнечных вспышек и выбросов плазмы. Несмотря на то, что магнитосфера Земли эффективно отражает последствия таких явлений, это не значит, что человечество и цивилизация находятся в абсолютной безопасности. В этой статье мы подробнее рассмотрим, что такое магнитные бури, и расскажем, как же они влияют на сферу деятельности человека и построенный нами мир.

Вночь с 1 на 2 сентября 1859 года произошло нечто экстраординарное. Тысячи золотоискателей, работавших в горах Кордильерах, на западном побережье Америки, стали свидетелями того, как ночь в буквальном смысле стала днем. Застигнутые врасплох и немного обескураженные, они еще не подозревали, что стали одними из первых на планете свидетелями самой мощной геомагнитной вспышки за последние несколько столетий. Рабочие, тем не менее, не растерялись, начали готовить завтрак и готовиться к работе, о чем впоследствии написали местные газеты.

В это же самое время на всей территории Северной Америки пропало электричество, сгорело все телеграфное оборудование и вышли из строя остальные электроприборы.

Огненное зарево над своими головами наблюдали жители Кубы, Ямайки, Гавайских островов, никогда прежде ничего подобного не видевшие. Телеграфные сети вышли из строя по всей территории Европы и США.

Первые магнитометры, которых тогда было единицы, зашкаливали и затем сразу же выходили из строя. Из приборов сыпались искры, воспламеняя бумагу. Было задокументировано множество пожаров, не обошлось без жертв.

Когда Солнце психует
Ричард Кэррингтон (1826 − 1875)

Днем ранее, 1 сентября 1859 года, британский астроном Ричард Кэррингтон, наблюдавший за Солнцем, обнаружил на светиле необычайно частые и яркие вспышки и многочисленные пятна. Пока он пытался понять, что это может значить, произошел мощнейший корональный выброс солнечной массы (выброс вещества из солнечной короны), с невероятной скоростью устремившийся к Земле.

Выброс достиг нашей планеты всего через 18 часов (обычно на это требуется 2–3 дня) и спровоцировал сильнейшую за всю историю наблюдений геомагнитную бурю, общей мощностью эквивалентную примерно десяти водородным бомбам. Позже это явление назвали Событием Кэррингтона, также оно стало известно как Солнечный супершторм - первый научно задокументированный предвестник магнитной бури.

Во время супершторма во многих странах прекратилось телеграфное сообщение — провода осыпались искрами, столбы загорались, а телеграфные аппараты могли работать до полутора минут, будучи отключенными от источников питания. По всему миру наблюдались северные сияния и другие редкие солнечные явления.

Когда Солнце психуетЧто же такое магнитная буря?

В отличие от большинства планет Солнечной системы, Земля обладает магнитным полем. Вдоль него в космическом пространстве движутся заряженные частицы. В сторону Солнца земная магнитосфера простирается примерно на 10 земных радиусов, а в обратную сторону – примерно на 100 земных радиусов.

Наличие магнитного поля Земли – научный факт, но сами причины возникновения этого поля и механизмы его генерации и поддержания до сих пор остаются загадкой. Эта загадка – одна из важнейших нерешенных фундаментальных проблем геофизики. Согласно гипотезе магнитного динамо, магнитное поле Земли объясняется циркуляцией электрического тока в ядре планеты.

Явление магнитной бури берет свое начало с взаимодействия ионизированных заряженных частиц, прилетающих из межпланетного пространства, с магнитным полем Земли. В результате этого последнее начинает возмущаться, колебаться и нервно дрожать, оказывая сильнейшее влияние на магнитосферу Земли, ее атмосферу, гидросферу, живые организмы и технику.

Солнце производит огромное количество энергии, благодаря которой на Земле происходят жизненно важные процессы. Более 170 млрд. ватт солнечной энергии каждую секунду обрушивается на земную атмосферу.

Температура солнечной короны — порядка миллиона градусов, а это значит, что некоторые частицы солнечной материи развивают такие большие скорости, что им удается преодолеть притяжение Солнца и со скоростью 200—300 км/с уйти в космическое пространство.

При вспышке скорость частиц солнечной материи увеличивается до 500—1000 км/с, и солнечный ветер преодолевает расстояние от Солнца до Земли за 1-3 суток.

Когда Солнце психуетВ периоды повышения солнечной активности количество заряженных частиц, попадающих в магнитное поле Земли, возрастает. Это приводит к его возмущению и влечет за собой геомагнитные бури. Основными видами солнечной активности, приводящими к появлению бурь, являются вспышки на Солнце (наблюдаемые Кэррингтоном), выбросы корональной массы и корональные дыры.

Некоторые исследователи не делают различия между корональными выбросами массы и вспышками на Солнце, считая их разными внешними признаками одного явления. Разделение во взглядах обусловлено трудностями в наблюдении этих процессов, а также тем, что очень часто выбросы корональной массы и вспышки наблюдаются почти одновременно, с минимальными временными промежутками. Однако сегодня академическим сообществом принято считать, что эти два явления имеют различную природу.

Мощность солнечных бурь достигает миллиардов мегатонн в тротиловом эквиваленте — столько энергии вся наша цивилизация могла бы потребить за миллион лет. Корональные выбросы массы в основном представлены электромагнитным излучением, которое при точном попадании в Землю вызывает геомагнитные бури. Последствия — перебои связи и отказ электроники.

Вследствие вспышек на Солнце и корональных выбросов случаются столь мощные северные сияния, что иногда они сопровождаются звуковыми эффектами. И тогда солнечный ветер - предвестник бури - в буквальном смысле можно услышать!

Влияние на техносферу земли

13 мая 1921 года астрономы заметили огромное пятно на Солнце радиусом примерно 150 тысяч километров. Через два дня последовала геомагнитная буря, которая вывела из строя половину техники Нью-Йоркской центральной железной дороги и оставила без связи почти все восточное побережье США.

Магнитная буря, случившаяся 24 марта 1940 года, вызвала сбой электроснабжения в Новой Англии, Нью-Йорке, Пенсильвании, Миннесоте, Квебеке и Онтарио. Перегрузка в 2600 вольт была зарегистрирована в атлантическом кабеле между Шотландией и Ньюфаундлендом.

Так как во время магнитной бури магнитный поток, проходящий через замкнутый проводящий контур, может меняться, возникает явление электромагнитной индукции – иными словами, в этом контуре появляется электрический ток. Такими контурами на поверхности Земли являются линии электропередачи, железнодорожные линии, нефтепроводы и прочее. Возникновение таких токов может приводить к различного рода поломкам и даже катастрофам.

Когда Солнце психуетГеомагнитные бури влияют и на бортовую аппаратуру самолетов, в том числе пассажирских, а их ежедневно в воздухе летает приблизительно 12 тысяч, не считая военных.

Корональные выбросы масс и солнечные вспышки воздействуют и на космическую технику, создавая электростатические разряды на спутниках и повреждая солнечные батареи.

Одним из последствий воздействия геомагнитной бури на атмосферу Земли является увеличение плотности атмосферы. По этой причине может нарушаться траектория движения спутников и орбитальных станций. Подобное событие произошло в 1979-м, когда единственная орбитальная станция США – Skylab начала ускоренно и неконтролируемо снижаться и в целях безапасности населения была направлена на затопление в Тихий океан.

Когда Солнце психует
Орбитальная станция Skylab

13 марта 1989 года мощная буря позволила миллионам людей наблюдать полярное сияние не только в Скандинавии и на Аляске, но и на побережье Средиземного моря и в Японии. Но эта же магнитная буря разрушила трансформатор на атомной станции в Салеме (США).

В результате магнитной бури и возникших наведенных электрических токов в энергосистеме Квебека перегорели трансформаторы. Во всей канадской провинции была отключена электроэнергия. Почти на сутки без света, тепла и связи остались 6 миллионов жителей.

Когда Солнце психует
Сгоревший трансформатор на АЭС в Салеме

Если же в наши дни произойдет выброс солнечный массы, поlобный тому, что случился в 1859 году, последствия для нашей технократической цивилизации окажутся более катастрофическими. Рухнут глобальные электронные системы, от GPS до банковских систем, произойдет коллапс электроснабжения и систем связи. Будут выведены из строя целые группировки спутников. У нас будет меньше суток, чтобы подготовиться к буре и минимизировать ущерб.

И хотя еще 10 лет назад НАСА опубликовала доклад «Угрозы космической погоды: социальные и экономические последствия», в котором содержится предупреждение: внезапный шторм на Солнце по своим последствиям может быть сравним с ядерной войной или падением гигантского астероида на Землю - механизмы заблаговременного предупреждения так и не были созданы.

Как мы могли убедиться, влияние солнечной активности на технические аспекты нашего мира громадно, а угрозы чрезвычайно велики. И даже несмотря на то, что мощные вспышки на Солнце происходят относительно нечасто (по нашим меркам), риск возможной техногенной катастрофы все же присутствует.

В следующем номере мы подробнее расскажем вам о влиянии магнитных бурь на здоровье людей и биосферу нашей планеты, о последних исследованиях и работах по прогнозированию таких явлений и способах минимизировать их влияние на человеческое самочувствие. Рассмотрим мы и ряд мифов, связанных с магнитными бурями.

Синтетическая биология d burlutskiy КУДА ЛЕТИТ ТЕСЛА? d burlutskiy ЗАШУМЕТЬ ДО ИНСУЛЬТА d burlutskiy Оптические иллюзии d burlutskiy КОГНИТИВНЫЕ ИЛЛЮЗИИ d burlutskiy Первые открытия 2019 года d burlutskiy Когда Солнце психует

 

 

 

 

 

 

Дмитрий Бурлуцкий

Leave a Reply

Your e-mail address will not be published. Required fields are marked *