В этом материале:

• Как появляются магнитные бури
• Как измеряют магнитные бури и как они влияют на технику
• Насколько сильными бывают магнитные бури
• Как магнитные бури влияют на человека

Как появляются магнитные бури

Представьте, что Земля — это большой магнит, который создает вокруг себя магнитное поле, простирающееся в космос во всех направлениях. Из-за него, например, двигается стрелка компаса. Без магнитного поля жизнь на Земле, какой мы ее знаем, была бы невозможна, поскольку оно защищает нас от постоянной бомбардировки заряженными частицами, испускаемыми Солнцем, — солнечным ветром. Чтобы понять, что происходит с планетой, когда она теряет свое магнитное поле, достаточно взглянуть на безжизненный Марс.

Солнечный ветер постоянно как бы атакует Землю, а магнитное поле служит в качестве своеобразного щита. Та зона вокруг нашей планеты, где работает защита, называется магнитосферой — и она все время искривлена из-за взаимодействия с солнечным ветром. Это словно вода, обтекающая камень в ручье.

Если очень простым языком, то магнитные бури возникают, когда Солнце испускает мощный выброс солнечного ветра, называемый корональным выбросом массы. Этот порыв солнечного ветра возмущает магнитосферу Земли — из-за чего возникают сложные колебания магнитного поля и токи в околоземном космическом пространстве, которые и составляют магнитные бури.

Корональные выбросы могут быть разные по скорости в зависимости от мощности: быстрые пролетают расстояние до Земли за 15—20 часов, медленные — за 2—3 дня. Также важно для возникновения магнитной бури, чтобы выброс частиц из Солнца был направлен прямо в сторону нашей планеты.

Помимо корональных выбросов, есть еще одна причина возникновения магнитных бурь. Иногда магнитное поле Солнца напрямую взаимодействует с магнитным полем Земли. Такая прямая магнитная связь не является нормальным явлением — в этих случаях заряженные частицы могут легко проникать в магнитосферу Земли, создавать токи и вызывать изменения магнитного поля, провоцируя бури.

Самое опасное, когда две эти ситуации происходят одновременно: если Солнце произведет корональный выброс массы в момент прямого взаимодействия магнитных полей звезды и планеты, мы можем столкнуться с по-настоящему мощной магнитной бурей. К счастью, такое происходит редко.

Как измеряют магнитные бури и как они влияют на технику

Во время бури в магнитосфере возникают интенсивные токи разного вида: кольцевые, продольные, авроральные. В совокупности все эти токи и магнитные отклонения, которые они создают на поверхности Земли, используются для расчета индекса геомагнитных возмущений, называемого Kp. Этот индекс является основой шкалы геомагнитных бурь, или G-шкалы, которая применяется для описания космической погоды, способной нарушить работу систем на Земле.

По G-шкале фиксируют пять уровней интенсивности магнитных бурь:

• G1 — слабая буря, может вызывать незначительные колебания электросети, возможно небольшое влияние на работу спутников. В северных широтах могут быть полярные сияния.
• G2 — средняя буря, могут возникать перепады напряжения и повреждения трансформаторов в северных широтах. Могут потребоваться корректирующие действия по ориентации космических аппаратов. Полярные сияния могут наблюдаться в широтах дальше от полюсов.
• G3 — сильная буря, может потребоваться корректировка напряжения, на некоторых устройствах защиты могут срабатывать ложные тревоги. Могут возникать периодические проблемы со спутниковой навигацией и низкочастотной радионавигацией, а полярные сияния — еще дальше от северных широт и ближе к экватору.
• G4 — очень сильная буря, возможны широкомасштабные проблемы с напряжением, а некоторые защитные системы могут ошибочно совершать отключения от сети. Спутниковая навигация ухудшается на протяжении нескольких часов, в трубопроводах могут возникать индуцированные токи, а полярные сияния могут быть видны в широтах Испании и Италии.
• G5 — экстремальная буря, некоторые энергосистемы могут полностью выйти из строя или отключить электроэнергию. Трансформаторы могут быть повреждены. Проблемы с ориентацией, связью на спутниках и отслеживанием их состояния. Спутниковая навигация может быть деградирована на несколько дней, а полярные сияния видны даже из Африки.

Самые впечатляющие последствия возмущений магнитосферы — это, конечно, полярные сияния. Они возникают потому, что магнитное поле Земли «захватывает» частицы солнечного ветра и направляет их к северному и южному полюсам. Поэтому полярные сияния чаще всего видны именно в тех районах.

Попадая в атмосферу, эти солнечные частицы сталкиваются с атомами и молекулами и, по сути, нагревают их. Ученые называют этот процесс «возбуждением», но это очень похоже на нагревание газа и его свечение. Характерные волнообразные узоры и «завесы» полярных сияний обусловлены силовыми линиями магнитного поля Земли. Двумя основными газами в атмосфере Земли являются азот и кислород, и эти элементы дают разные цвета во время сияний: зеленым светится кислород, а за оттенки фиолетового, синего или розового отвечает азот.

Насколько сильными бывают магнитные бури

Крупнейшая магнитная буря за всю историю наблюдений произошла в 1859 году и получила название «событие Кэррингтона» — по фамилии ученого, который ее зафиксировал. Та буря вызвала настолько сильные полярные сияния, что на северо-востоке США ночью было светло как днем, а свечение неба можно было видеть даже в районах экватора. Значительная часть телеграфной системы вышла из строя, а операторы сообщали о пожарах, возникших из-за искр в оборудовании.

Люди тогда испытали шок, страх и восторг, однако для современного технологически развитого общества такая буря имела бы гораздо более серьезные последствия. Ученые считают, что солнечная буря такой силы сегодня стоила бы человечеству триллионы долларов, вызвав сбои в работе телекоммуникаций, банковских систем, GPS и энергосети. А продолжительность отключений в некоторых районах могла бы достигать двух лет.

Немного успокаивает лишь то, что, по приблизительным оценкам исследователей, такие мощные бури происходят раз в 500 лет.

Другая очень мощная буря произошла гораздо ближе к нам во времени. 10 марта 1989 года астрономы стали свидетелями мощного взрыва на Солнце. Это было похоже на энергию тысяч одновременно взорвавшихся ядерных бомб. Спустя два дня поток частиц ударил по Земле, вызвав одну из самых сильных магнитных бурь за последние 150 лет. Менее чем за две минуты шесть миллионов человек в провинции Квебек в Канаде остались без электричества. На долгих 12 часов пропал свет во всех зданиях, власти закрыли школы и предприятия, метро и аэропорт.

Особую тревожность у людей вызывало то, что событие происходило в разгар холодной войны. Некоторые винили в отключениях электричества СССР, а полярные сияния принимали за первый этап ядерного удара.

Как магнитные бури влияют на человека

Так сложилось, что люди опасаются магнитных бурь, потому что считают, будто они могут плохо влиять на здоровье и самочувствие. Многие думают, что возмущенная магнитосфера может провоцировать головную боль, усталость, нарушать сон. Есть мнения, что бури отражаются на психическом состоянии людей: вызывают тревогу, раздражительность и депрессию.

Даже согласно некоторым исследованиям, магнитные бури якобы могут негативно влиять на функционирование сердечно-сосудистой системы и повышать риск осложнений с сердцем. Однако в таких публикациях часто найдена статистическая корреляция, которая совсем не доказывает причинно-следственной связи.

Проект AFP Fact Check, посвященный проверке фактов, заявляет на основе сообщений экспертов: ни одно достоверное исследование не доказало, что магнитные бури могут влиять на здоровье человека. По их словам, солнечные вспышки в первую очередь влияют на технологии, включая потенциальные сбои в работе электросети, сигналов GPS и спутников.

Дэн Уэллинг, доцент кафедры климатологии, космических наук и техники Мичиганского университета, заявил, что имеющиеся исследования, связывающие космическую погоду с негативным влиянием на здоровье человека, являются низкокачественными и не имеют подкрепленных доказательствами выводов. «В настоящее время ни одно из этих исследований не воспринимается всерьез», — сказал он.

---

Мы также поинтересовались у белорусского специалиста о влиянии магнитных бурь на здоровье человека. Вот что думает Игорь Ляшко, врач-хирург медицинского центра «Кравира».

— Для абсолютно здорового человека магнитные бури не представляют серьезной опасности.

Они не оказывают прямого действия на человека, однако могут косвенно повлиять на системы регуляции организма. Например, на сердечно-сосудистую систему: магнитная буря может привести к спазму сосудов, что повысит кровяное давление и нарушит кровоснабжение — от чего может появиться головная боль. Также на нервную систему: буря может нарушить работу гипоталамуса и эпифиза, что помешает выработке мелатонина, гормона сна, и может вызвать стресс и бессонницу.

Группа риска — это метеозависимые люди, которые болеют сердечно-сосудистыми, неврологическими заболеваниями, пожилые люди, люди с хроническими заболеваниями.

— А почему люди так боятся магнитных бурь?

— Влияют исторические корни — работы многих ученых о том, какое воздействие имеют космические явления, в том числе и магнитные бури, на организм человека. Также работают психологические механизмы, то есть эффект самовнушения: когда прогнозируется буря, организм человека сам настраивает себя на то, что будет плохое самочувствие. А еще влияние СМИ как основного источника прогноза погоды и предупреждений о том, что будут магнитные бури.

Есть о чем рассказать? Пишите в наш телеграм-бот. Это анонимно и быстро

Перепечатка текста и фотографий Onlíner без разрешения редакции запрещена. ga@onliner.by