Вы проснулись утром. Голова болит. Давление скачет. Настроение ниже плинтуса. Вы проверяете прогноз погоды… нет, не дождь. Это магнитная буря. Тут всё становится понятно: «Вот она! Причина всех моих бед — космос!»
Многие из нас уверены: эти симптомы и сбои техники — прямое доказательство влияния магнитных бурь на нашу жизнь. Но действительно ли это так?
А может быть, мы просто ищем объяснение своим ощущениям в событиях на небе?
На все эти вопросы отвечает кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского радиофизического института ННГУ Дмитрий Котик.
Что такое магнитная буря и как она возникает?
Сначала напомним, что такое магнитное поле Земли. Из школьного курса физики мы знаем, что магнитное поле создается током. Внутри нашей планеты находится жидкое токопроводящее ядро, вращение которого и создает гигантский магнит.
А можно ли почувствовать магнитное поле самому?
«Магнитное поле Земли легко может «пощупать» каждый установив в своем смартфоне приложение КОМПАС. В нём есть датчик магнитного поля — он не только показывает направление на север, но и измеряет силу земного магнитного поля (цифра в нижнем левом углу экрана). При геомагнитной буре эта цифра заметно падает — наблюдать это может любой любознательный пользователь», - поясняет Дмитрий Котик.
Почему происходят магнитные бури?
Основная причина — наше Солнце. На его поверхности время от времени появляются солнечные пятна — тёмные области, где особенно сильное магнитное поле. Иногда оттуда выбрасываются потоки заряженных частиц — так называемый корональный выброс массы, значительно усиливающий фоновый солнечный ветер. Когда он сталкивается с нашим магнитным полем возникает возмущение, которое мы и называем геомагнитной бурей.
Самое яркое проявление магнитной бури – полярное сияние. Оно возникает, когда высокоэнергичные заряженные частицы высыпаются в верхние слои атмосферы.
Как часто происходят магнитные бури?
Учёные давно заметили: число сильных и умеренных геомагнитных бурь на Земле зависит от 11-летнего цикла солнечной активности. Когда Солнце "спокойное" (в минимуме), таких бурь может быть всего 1–2 в год. А вот в годы максимальной активности — их число доходит до 50! Получается, за среднюю жизнь человек в возрасте 75 лет переживает около 2250 геомагнитных бурь, что в сумме составляет примерно 15 лет!
При этом самые мощные бури случаются редко — чем сильнее буря, тем реже она встречается.
«Самая сильная геомагнитная буря в истории произошла в 1859 году. Её называют «событием Кэррингтона» — в честь астронома, который наблюдал вспышку на Солнце перед этим явлением. Тогда вышли из строя телеграфные линии, а полярное сияние было видно даже в тропиках!», - рассказывает Дмитрий Котик.
Магнитные бури и самочувствие: правда или выдумка?
Первым гипотезу о влиянии магнитных бурь на здоровье человека высказал ещё в 1936 году советский учёный Александр Чижевский. Однако вопрос о влиянии солнечной активности на возникновение несчастных случаев, травматизм на транспорте и в производстве, на которые он указал, в своё время вызвал острые споры.
«Более того, Александр Чижевский даже предлагал использовать ионизированный воздух (который образуется, в частности, при геомагнитных бурях) для лечения лёгочных заболеваний и в животноводстве. Но научное сообщество тогда не поддержало его идеи. Позже комиссия под руководством академика Иоффе дала отрицательный отзыв на гипотезы и работы Чижевского. Иоффе писал, в частности: «… Чижевский не обладает ни знанием физики, ни знанием основ биологии…», - цитирует Дмитрий Котик.
В 70–80-х годах прошлого века в СССР поиск связи между магнитным полем и человеком продолжался. Учёные с энтузиазмом искали: как влияют геомагнитные колебания на давление, как они связаны с сердцебиением, а порой и с телепатическими способностями (да, такое тоже было!). Но большинство этих исследований так и остались на уровне гипотез.
Современные исследования: совпадения есть, выводов пока нет
Даже сегодня российские учёные продолжают изучать, как магнитные колебания могут влиять на организм. Для этого они замеряют: ритм сердца, электрическую активность мозга, уровень стресса и другие показатели.
«Некоторые работы действительно находят совпадения в данных. Незначительные корреляции, например, были найдены лабораторией Института космических исследований, но не позволили сделать выводов о медицинских факторах риска», — говорит Дмитрий Котик.
В мировом научном сообществе считается: магнитные бури не представляют прямой угрозы для большинства людей на Земле. Биофизики NASA отмечают: опасность существует, но только на больших высотах, в стратосфере, в околоземном и межпланетном космосе.
«Солнечные вспышки производят высокоэнергетические частицы и излучение, которые опасны для живых организмов. Однако на поверхности Земли мы хорошо защищены от воздействия солнечных вспышек и другой солнечной активности магнитным полем и атмосферой Земли [..] Рентгеновские лучи от вспышек задерживаются нашей атмосферой значительно выше поверхности Земли. Однако они [..] способны нарушить некоторые виды радиосвязи [..] Кроме того, эти изменения в атмосфере могут ухудшить точность измерений GPS. [..]В то же время] космонавты на космической станции не подвергаются непосредственной опасности из-за относительно низкой орбиты этой пилотируемой миссии. Им следует [скорее] беспокоиться о кумулятивном (накопительном) воздействии во время выхода в открытый космос. [..] Несмотря на то, что в ряде российских научных публикаций сообщалось, что такое влияние будто бы обнаружено, в подобных исследованиях нередко применяются концепции и методы, частично или полностью признанные лженаучными», - цитирует источник Дмитрий Котик.
Так почему же тогда люди чувствуют себя плохо?
Причина может быть психологической: если вы верите, что магнитная буря влияет на вас — вы можете начать ощущать дискомфорт ещё до того, как она началась, сообщения о приближении которой распространяются в СМИ. Это своего рода как эффект плацебо.
Но вот техника — совсем другое дело.
Как Солнце "достаёт" до наших проводов
При взаимодействии солнечных выбросов с магнитосферой Земли возникают сильные геомагнитные колебания и токи, которые способны вызывать изменения электрического поля на поверхности планеты. Эти изменения создают риски для инфраструктуры электросетей и могут вызывать сбои в работе чувствительного оборудования.
«Энергосистемы особенно уязвимы для солнечной активности из-за длинных линий электропередач, которые способны накапливать индуцированные геомагнитные токи (GIC). Эти токи образуются в результате взаимодействия геомагнитных бурь с ионосферой и приводят к значительным последствиям», - подчеркнул Дмитрий Котик.
Так, в 1989 году в Канаде произошёл полный обрыв энергоснабжения в провинции Квебек — всё из-за одной сильной магнитной бури. Электричество отключилось на несколько часов, миллионы людей остались без света.
Что ещё может пострадать?
1. Трансформаторы и электросети
Геомагнитные токи перегружают оборудование.
Трансформаторы перегреваются и выходят из строя.
Особенно уязвимы сети с длинными линиями и высоким напряжением.
2. Бытовая электроника
Из-за скачков напряжения могут выйти из строя компьютеры, телевизоры, холодильники.
3. Промышленное оборудование
Чувствительные системы управления на заводах реагируют на помехи.
Производство может остановиться, а дорогостоящее оборудование — повредиться.
А теперь — про спутники. Они в космосе, а значит — под ударом!
Спутники работают в условиях постоянного облучения. И когда Солнце особенно активно, оно "бьёт" по ним: солнечные панели стареют быстрее, снижается их эффективность. Электроника получает микропробои. GPS работает неточно: сигналы искажаются из-за изменений в ионосфере. Ошибка может быть до нескольких десятков метров! Радиосвязь пропадает, особенно в полярных регионах.
Когда Солнце злится: как инженеры защищают спутники и электросети на Земле
Как защищают спутники от солнечного воздействия?
Устанавливают защитные экраны из алюминия и композитов.
Делают резервные системы: если одна часть выйдет из строя — вступает другая.
На время сильных вспышек спутники могут временно отключаться или поворачиваются "спиной" к Солнцу.
Слежение за Солнцем ведётся постоянно — благодаря этому можно подготовиться к выбросам частиц заранее.
Как защищают Землю?
Чтобы минимизировать ущерб, энергетики и инженеры применяют различные способы.
Защита от скачков напряжения. На электростанциях и подстанциях ставят специальные устройства, которые отключают линии при сильных геомагнитных токах. Это спасает трансформаторы от перегрева и поломок.
Мониторинг геомагнитной активности. Учёные и энергетики следят за солнечной активностью в режиме реального времени. Если видят угрозу — заранее отключают оборудование или переводят его на резервные линии.
Стабилизаторы и фильтры. Для защиты бытовой и промышленной техники используются стабилизаторы напряжения — они «гасят» скачки и делают питание безопасным.
Резервы и аварийные планы. Крупные энергетические компании готовы к ЧП: у них есть запасные источники питания и чёткие схемы распределения нагрузки.
Хотите быть в курсе? Отслеживайте геомагнитную обстановку на сайтах:
xras.ru — Лаборатория солнечной астрономии
spaceweather.izmiran.ru — ИЗМИРАН
time-in.ru/magnitnye-buri — Японская обсерватория в Киото
Солнце не спрашивает разрешения — но благодаря современным технологиям мы можем быть готовы к его вспышкам заранее.