Космический шторм: магнитные бури вызывают солнечные сияния и проблемы со здоровьем. Или нет?

Что это за явление — магнитная буря?

Магнитные бури, бушующие на Земле, неразрывно связаны с процессами, которые происходят на Солнце. Периодически там случаются вспышки: огромные взрывы электромагнитного излучения, в результате которых выделяется значительная энергия и происходит выброс корональной массы — гигантского количества солнечного вещества. Тогда миллиарды заряженных частиц: протоны, электроны, альфа-частицы и частицы межпланетного магнитного поля, то есть все, что составляет солнечное вещество, — со сверхзвуковой скоростью устремляются к Земле.

— Наша планета окружена невидимой магнитной оболочкой — магнитосферой, которая защищает Землю от звездной радиации. Это своего рода броня: она не пропускает солнечный ветер, который летит из космоса, — объясняет Тамара Бреус, ведущий научный сотрудник лаборатории «Космическая погода» Института космических исследований (ИКИ) РАН, доктор физико-математических наук. — Но броня у Земли не сплошная, в ней имеются своеобразные щели: полюса, которые этот солнечный ветер все-таки пропускают. Он дрейфует вокруг нашей планеты, воздействуя на магнитосферу. В результате образуется кольцевой ток, а магнитное поле Земли меняется и «возмущается».

Чтобы посчитать степень геомагнитного возмущения, используют специальный показатель: индекс отклонения магнитного поля Земли от нормы (Kp-индекс). Его диапазон — от нуля, когда обстановка полностью спокойная, до девяти — когда отклонение от нормы максимально. Показатель выше пяти означает геомагнитную бурю.

Не успела закончиться одна магнитная буря, как прогнозируют новую. Что случилось с космической погодой?

Возникновение магнитных бурь напрямую связано с 11-летним циклом солнечной активности. Последний начался в 2019 году, так что сейчас Солнце в своем максимуме, на пике активности. При слабой солнечной активности выбросы корональной массы — явление редкое, но на пике они могут происходить чуть не ежедневно.

По данным Лаборатории солнечной астрономии ИКИ и ИСЗФ, во время последней вспышки на Солнце, произошедшей 14 сентября, были выброшены два плотных потока вещества, образовавших двойное облако. Расчеты перемещения солнечного вещества показывают, что по Земле ударит самый скоростной участок фронта, но заденет его лишь краем. Пик прогнозировался в понедельник вечером, когда магнитная буря достигла класса G3, что соответствует уровню сильной бури.

А как связаны магнитные бури с полярным сиянием?

Причина появления северных сияний та же, что и у магнитных бурь: возбуждение геомагнитной оболочки Земли корональными выбросами. Электрически заряженные частицы солнечного вещества, которые потоком несутся к Земле, притягиваются к ее магнитным полюсам. Именно поэтому, кстати, полярные сияния характерны для северных широт и не происходят в южных регионах и тем более на экваторе.

При столкновении солнечных частиц с атомами и газами в верхних слоях атмосферы образуется энергия, которая выделяется в виде фотонов света. А мы можем видеть их как световые всполохи на небе.

Таким образом, полярные сияния могут наблюдаться даже при слабом геомагнитном возмущении. Просто при магнитных бурях вероятность их появления намного выше.

Представляют ли магнитные бури опасность для нас?

Геомагнитные бури действительно могут серьезно влиять на многие сферы жизни. Они могут провоцировать нарушения в работе систем навигации космических кораблей, создавать помехи GPS и радиосвязи, принцип действия которых основан на прохождении сигнала через ионосферу. Возмущение геомагнитного поля может привести к возникновению поверхностных зарядов на трубопроводах и трансформаторах и к разрушениям энергетических систем. Например, в марте 1989 года обрушившаяся на канадский Квебек геомагнитная буря вывела из строя трансформаторы и оборудование линий электропередачи.

Самой же мощной за всю историю наблюдений считается геомагнитная буря, которая произошла в 1859 году. Всполохи полярного сияния тогда наблюдались от полюсов до широт рядом с экватором. По всей Европе и Северной Америки искрили телеграфные провода, вызывая короткое замыкание и пожары. «Космический супершторм» был зафиксирован английским астрономом Ричардом Кэррингтоном, который на основании этого события доказал влияние космической погоды на Землю и зависимость геомагнитной активности от солнечной.

Впрочем, подобные суперштормы происходят раз в несколько столетий. Тем не менее системы энергоснабжения и навигации должны быть готовы, если что, принять этот удар.

А как ощущает магнитные бури человек? Или их влияние — фикция?

На этот счет существуют разные мнения. С одной стороны, возмущения, вызванные солнечной активностью, нарушают обычное течение собственных биоритмов человека. Как объясняет Тамара Бреус, некоторые клетки — например, клетки крови, — содержат железо, и магнитное возмущение оказывает на них прямое воздействие. В результате магнитной бури может меняться кровоток: например, в капиллярах он замедляется, и могут образовываться сгустки, даже тромбы.

В момент магнитной бури могут происходить изменения в сердечно-сосудистой системе. Это подтверждают, по словам эксперта, и проводившиеся их институтом совместно со скорой помощью статистические исследования, которые выявили, что во время геомагнитных возмущений в столице количество инфарктов увеличивалось на 11 процентов, инсультов — на 7 процентов.

С другой стороны, магнитные бури — это естественный природный процесс, к которому живые организмы давно приспособились. «Если организм здоровый и адаптированный, не потерял иммунитет, то магнитные бури влияют на него в меньшей степени», — считает Сергей Анисимов, директор геофизической обсерватории «Борок» Института физики земли РАН, доктор физико-математических наук.

Такой же позиции придерживается Геологическая служба США, в которой прямо заявляют, что магнитное поле Земли напрямую не влияет на здоровье человека: все же люди приспособились, чтобы жить на этой планете. Высотные пилоты и астронавты могут испытывать более высокий уровень радиации во время магнитных бурь, но опасность связана с излучением, а не с самим магнитным полем.