Фото: Wikipedia / NASA
Мы часто слышим о магнитных бурях. Новости сопровождают рекомендации для метеозависимых людей, чтобы те позаботились о своем здоровье в дни аномальной активности Солнца. Действительно ли магнитные бури так опасны, и какое влияние они оказывают на электронику? Разобрались в вопросе.
Подобно тому как кипит и улетучивается вода в виде пара, испаряется и Солнце. Вот только наша звезда испускает плазму на огромных скоростях от 300 км/с. Ее называют солнечным ветром. Он «дует» постоянно и не опасен для Земли, поскольку наша планета надежно защищена магнитным полем. Благодаря ему солнечные частицы обеспечивают жизнь, а не выжигают все на планете.
Но время от времени геомагнитный штиль нарушается: на Солнце образуются пятна, которые, сливаясь воедино, создают «короткое замыкание». Настолько сильное, что сравнимо с извержением миллионов вулканов и десятков водородных бомб одновременно — до 160 млрд тонн в тротиловом эквиваленте. Это солнечные вспышки. В то же время в космическое пространство выбрасываются ионизированные частицы (корональная масса), развивающие скорость уже до 1200 км/с. Именно это явление и вызывает магнитные бури. Иногда крайне опасные.
Солнце находится на расстоянии около 150 млн км, поэтому возмущенному солнечному ветру требуется до 3 суток, чтобы достичь Земли. Во время магнитных бурь наблюдаются различные явления, ведь одновременно изменяются и атмосфера, ионосфера и магнитосфера планеты. Продуцируются потоки заряженных частиц и возникают индукционные токи, негативно сказывающиеся на работе технологической инфраструктуры. А что с людьми?
Магнитные бури — влияние на людей
В этом вопросе мнения специалистов расходятся, и однозначного ответа до сих пор нет. То есть электромагнитное поле однозначно имеет влияние на человека, но насколько оно опасно? Об этом спорят до сих пор.
Больше инсультов, инфарктов и самоубийств
Если бы повышенная активность Солнца приводила только к головной боли или слабости в теле, дискуссия не имела бы смысла. Однако еще с 1930-х годов прошлого столетия в Ницце (Франция) случайно определили связь между магнитными бурями и увеличением случаев смерти пожилых людей от сердечно-сосудистых заболеваний. Смертность резко возрастала в те дни, когда наблюдались сильные перебои в работе телефонной связи.
Влияние Солнца на рост количества аварий и травматизма в рабочее время в 50-х годах XX века решили изучить ученые из Германии Рейнхольд Рейтер и Карл Вернер. Проанализировав более 100 тысяч автомобильных аварий, исследователи обнаружили, что на вторые сутки после солнечных вспышек количество ДТП резко возрастало. Советский судмедэксперт Томского мединститута Десятов В. П. также заметил, что в одни дни морги забиты телами, а в другие едва ли не пустовали. Похожая картина наблюдалась и с количеством пациентов в больницах.
В 1969 году, обратившись к знакомому физику, Десятов выяснил, что пиковые показатели точно совпадали с датами активности Солнца. Изучив причины смерти большого количества людей, специалист пришел к выводу, что магнитные бури больше всего бьют по психике. Крайне чувствительными к электромагнитному излучению оказались холерики и меланхолики, а вот сангвиники и флегматики от него страдали мало.
Интересно, что задолго до исследований Десятова в 1928 году врач из Великобритании Коньерс Моррель на Международном конгрессе медиков в Дублине уже выступал с подобным докладом. В работе «О влиянии солнечных бурь на убийства, эпилепсию и самоубийства» английский доктор описал взаимосвязь между солнечными вспышками и увеличением количества смертей на вторые и третьи сутки после.
В Сети можно найти огромное количество сообщений специалистов в области медицины о том, что геомагнитные бури не стоит недооценивать. В большинстве случаев говорится, что повышенная активность Солнца приводит к нарушениям сердечно-сосудистой системы, особенно у людей пожилого возраста. Поэтому, если вы находитесь в зоне риска, лучше позаботиться о наличии необходимых медикаментов под рукой.
Интересный факт: любители теорий заговоров уверены, что СССР распался как раз в момент максимума солнечной активности. Исследования геобиолога А. Л. Чижевского даже говорят о том, что пиковая активность Солнца провоцирует революционные массовые движения и войны. Научных подтверждений этому нет.
Магнитные бури для людей не опасны
На противоположной стороне находятся те, кто уверен — геомагнитная активность людям не страшна. И у них есть весьма серьезные доказательства. Например, экипаж и пассажиры самолетов, пролетая около уязвимых мест в озоновом слое, подвергаются совсем небольшому количеству солнечной радиации. Их жизни ничего не угрожает, хотя должно быть наоборот.
Причем постоянные полеты безопасны не только для взрослых, но и для беременных — эмбрионы человека крайне чувствительны к внешней среде. Кроме того, космонавты МКС могут спокойно работать в космосе, так как станция находится на околоземной орбите и защищена магнитным полем Земли.
Интересный факт: электромагнитное воздействие, вызванное Солнцем, намного слабее, чем электромагнитные поля в подземке метро. Во время набора скорости и торможения состава пассажиры подвергаются намного более сильному электромагнитному воздействию, но почему-то никто не бьет тревогу.
Ни доктора, ни СМИ не говорят о повальной «эпидемии» смертей в подземке, а ученые не проводят массовые исследования на эту тему. Поэтому плохое самочувствие в дни солнечных вспышек скептики списывают на банальную мнительность людей.
С людьми — спорно, а техника страдает сильно
Чем больше человечество электрифицирует свой быт, тем пагубнее для него геомагнитные бури. Во время космического шторма, вызванного вспышками на поверхности Солнца, на Земле происходят следующие явления:
- расширение ионосферы — верхний слой атмосферы с высокой концентрацией ионов и электронов увеличивается в размерах, провоцируя повышение сопротивления атмосферы. Это приводит к затруднительному управлению спутниками, а также нарушается дальняя радиосвязь и работа систем глобального позиционирования (GPS, ГЛОНАСС и т. п.);
- накопление статической электроэнергии — приводит к повреждению электронных схем спутников;
- изменение характеристик магнитного поля Земли. Вызывает внезапные скачки напряжения в электросетях из-за возникновения в проводниках индукционных токов. Энергосистемы хоть и проектируются с учетом перепадов напряжения, запаса прочности из-за сильных магнитных бурь часто не хватает. В итоге выходит из строя бытовая техника и нередко возникают пожары.
Классификация геомагнитных бурь
Колебания магнитного поля планеты измеряют различными методами: ученые используют индекс времени шторма возмущения (Dst), а простым обывателям космическую погоду озвучивают в индексах G. О последних и поговорим.
Существует пять уровней магнитного возмущения нашей планеты:
- G1 — слабая буря, возникает примерно 1700 раз за один солнечный цикл (11 лет). Практически незаметна в повседневности (усиливаются колебания в электросети и ухудшается работа космических аппаратов), визуально проявляется в виде полярных сияний;
- G2 — умеренная. Наблюдается до 700 раз за цикл. Повреждает трансформаторы электросистем в северных широтах Земли, нарушает работу спутников, а полярное свечение смещается дальше от полюсов;
- G3 — сильная, до 200 раз за 11-летний период. Вынуждает производить корректировку в энергетических системах, часто выходят из строя спутники, а полярное сияние перемещается ближе к экватору;
- G4 — тяжелая, до 100 раз за цикл. Приводит к частым срабатываниям предохранительных систем в энергосистемах, серьезно нарушается радиосвязь и навигация, а полярное сияние становится заметным даже в Краснодарском крае;
- G5 — экстремальная, до 5 раз за цикл. Вызывает аварии в энергосетях, полностью пропадет спутниковая и радиосвязь, и даже возникают индукционные токи в десятки ампер в трубопроводах, ускоряющие коррозию металла.
Топ-3 сильнейших магнитных бурь в истории
Третье место. Выброс корональной массы 1 сентября 1859 года. Несмотря на то что тогда электрификация планеты была весьма скромной, вызванная вспышкой на Солнце магнитная буря привела к серьезным последствиям. Весь мир наблюдал за хаотичными северными сияниями, в том числе и граждане Кубы, Мексики, Гавайев и околоэкваториальной Колумбии. Жители Европы и США и вовсе могли читать книги ночью при свете полярного сияния. Буря сильно повредила систему телеграфной связи, а кое-где наблюдались возгорания на станциях из-за короткого замыкания.
Второе место. 13 марта 1989 года геомагнитная буря полностью обесточила крупнейшую провинцию в Канаде Квебек на 12 часов (оборудование сломалось всего за 2 минуты). Аналогично полярное сияние достигло берегов Кубы, а энергосети США и Канады страдали от потери мощности в системах. Наблюдались перебои в работе оборудования космического шаттла NASA Discovery.
Первое место. 4 ноября 2003 года был зафиксирована рекордная за все время наблюдений вспышка на Солнце. По счастливому стечению обстоятельств она лишь частично задела Землю, но и этого хватило, чтобы оборвать связь с космическими аппаратами на 30 часов. А японский спутник ADEOS-2 серьезно потрепало солнечным ветром. Также на Земле наблюдались перебои в работе мобильной и проводной телефонной связи.
В реальности нашу планету часто спасало то, что выброс солнечной массы происходил не в направлении Земли. Но рано или поздно удача может отвернуться, а ввиду увеличения зависимости человечества от электричества, последствия могут оказаться крайне печальными. Однако и наука не стоит на месте, и будет найден способ, как минимизировать влияние будущих магнитных бурь.