Магнитные, или геомагнитные, бури — это впечатляющие и в то же время опасные природные явления в Солнечной системе. Сейчас вопрос геомагнитных бурь стоит особенно остро.
После длительного солнечного минимума, который был между циклами активности, Солнце вошло в 25-й солнечный цикл в декабре 2019 года. В период солнечного максимума, как правило, происходит множество мощных вспышек. Ожидается, что пик электромагнитной активности в этом году придётся на март.
В этой статье мы подробно разберём, что такое магнитные бури с научной точки зрения, как их классифицируют, а также обсудим, какое влияние они оказывают на нашу повседневную жизнь и здоровье.
Что такое магнитные бури?
Магнитные бури представляют собой изменения магнитного поля Земли, которые происходят из-за активности Солнца. Когда сверхбыстрый поток частиц, известный как солнечный ветер, взаимодействует с магнитным полем нашей планеты, он передаёт дополнительную энергию магнитосфере. Это приводит к усилению электрического тока в магнитосфере и ионосфере.
Источником магнитных бурь является Солнце, которое влияет на космическую погоду во всей Солнечной системе. Активность Солнца колеблется с периодичностью примерно в 11 лет. В период солнечного максимума, то есть наибольшей активности, на Солнце чаще происходят мощные вспышки, способные вызывать магнитные бури на других планетах.
Наиболее часто наблюдаются солнечные вспышки — это интенсивные всплески излучения, исходящие от солнечных пятен. Они сопровождаются выбросом вещества из короны звезды и масштабным движением плазмы. Именно эти процессы являются основной причиной сильных магнитных бурь.
Землю от воздействия опасных процессов оберегает магнитосфера — зона активности внешнего жидкого ядра нашей планеты, в составе которого преобладает расплавленное железо. Этот природный щит служит защитой от солнечных бурь и ударов метеоритов.
Как устроена магнитная буря
Можно выделить несколько этапов типичной магнитной бури:
Начальная фаза
Магнитное поле Земли быстро, но без резких скачков усиливается, растёт его напряжённость. Иногда этот этап может отсутствовать.
Основная фаза
Это пик шторма, когда энергия солнечного ветра поступает в магнитосферу и усиливает кольцевой ток — движение заряженных частиц вокруг Земли. Длится это обычно от нескольких часов до нескольких дней.
Фаза восстановления
Кольцевой ток постепенно ослабевает, и магнитное поле возвращается к нормальному состоянию.
Ученые измеряют интенсивность магнитных бурь, используя индекс Dst (Disturbance storm time index). Он рассчитывается раз в час и позволяет узнать среднее значение изменений магнитного поля для всего мира практически в реальном времени.
Солнечный супершторм
Процессы, происходящие в космосе, оказывают значительное влияние на повседневную жизнь людей. Прежде всего, это воздействие сказывается на электронных устройствах. Резкое отключение электроэнергии, сбой в работе спутников и радиосвязи, в свою очередь, влияют на человека. Устранение последствий наиболее мощных бурь может занять несколько лет, но, к счастью, такие явления происходят нечасто.
Самая крупная из зарегистрированных геомагнитных бурь произошла в сентябре 1859 года. Её называют «Событием Кэррингтона» в честь британского астронома, который задокументировал вспышку. Эта буря повредила часть недавно созданной телеграфной сети США, вызвала пожары и поразила током телеграфистов. По всему миру, включая Техас, наблюдались полярные сияния. Интенсивность этой бури оценили в Dst = −1760 нТл, тогда как норма составляет Dst = −20.
Хорошая новость в том, что даже в условиях сильного солнечного шторма атмосфера и магнитосфера Земли обеспечивают достаточную защиту человеку. Однако астронавтам, находящиеся в космосе, грозит серьезное радиационное отравление. Проникновение частиц высокой энергии в живые клетки может вызвать повреждение хромосом, рак и другие проблемы со здоровьем.
Исследования
Ещё до того, как появились приборы, способные фиксировать магнитные колебания, люди могли наблюдать их видимый эффект — полярные сияния. Древние народы объясняли эти яркие световые явления с точки зрения мифологии. Так, некоторые североамериканские племена считали, что полярные сияния — это проявление духов предков.
Серьёзное научное исследование магнитных бурь началось в XIX веке. В сентябре 1859 года британский астроном Ричард Кэррингтон стал свидетелем мощной солнечной вспышки. Спустя примерно 18 часов на Землю пришла сильная магнитная буря. Кэррингтон проанализировал ситуацию и первым обнаружил связь между активностью Солнца и магнитными бурями на нашей планете.
В начале прошлого века Кристиан Биркеланд, учёный из Норвегии, выдвинул гипотезу о том, что магнитное поле нашей планеты направляет электроны, которые выбрасывает Солнце, к полюсам, вызывая тем самым полярные сияния. Доказательства этой теории появились лишь спустя много лет.
Сегодня благодаря космическим спутникам мы можем непрерывно отслеживать солнечный ветер и его воздействие на магнитосферу Земли. Геологическими исследованиями выявлены области с породами, обладающими высокой электропроводностью. Именно они наиболее подвержены воздействию геомагнитно-индуцированных токов (GIC) и могут оказаться под серьёзной угрозой во время магнитных бурь. Эта информация играет важную роль при выборе места для прокладки электросетей.
Влияние на здоровье
На текущий момент не существует авторитетных научных исследований, которые бы однозначно подтверждали связь между заболеваниями и электромагнитными бурями. Однако есть тенденция, которая не подкреплена клиническими данными: во время магнитных штормов за медицинской помощью чаще обращаются люди с сердечно-сосудистыми заболеваниями и хроническими патологиями.
В медицинском сообществе метеозависимость не признаётся болезнью. Если самочувствие ухудшается во время магнитных бурь, врачи советуют обратиться к терапевту и пройти обследование для выявления возможных хронических заболеваний.
Метеозависимость может быть связана с тревогой. В таких случаях на первый план выходит психологический аспект: человек верит в негативное воздействие магнитной бури, слышит о ней из новостей, боится ухудшения состояния и из-за стресса начинает чувствовать себя хуже. В этом случае может быть полезна помощь психотерапевта.
Общие рекомендации, особенно актуальные для беременных и людей старшего возраста, такие:
- Уменьшить физическую нагрузку, избегать переутомления
- Чаще находиться на свежем воздухе
- Сократить употребление алкоголя и нездоровой пищи
- Обеспечить организм достаточным количеством воды
- Следить за режимом сна
- По мере возможности снижать уровень стресса
- Тем, у кого есть хронические заболевания, рекомендуется проверить наличие нужных лекарств.