Звідки беруться магнітні бурі і як вони впливають на Землю?

Звідки беруться магнітні бурі і як вони впливають на ЗемлюАстроном Володимир Кузнєцов про викиди енергії Сонця, полярне сяйво, можливості прогнозування магнітних бур та їх вплив на здоров’я людей. Джерело

Земля має магнітне поле, яке захищає її від радіації Сонця і далекого космосу. Це магнітне поле називають магнітним щитом. Щит забезпечує існування біосфери й життя на Землі. Ті планети, де немає магнітного поля, вважаються мертвими у порівнянні з Землею, незважаючи на те, що там можуть бути присутні ознаки життя. Час від часу на Сонці відбуваються активні явища: викиди маси, спалахи, ударні хвилі. Ці явища призводять до виникнення енергетичних часток, що розлітаються від Сонця у всі сторони, в тому числі в напрямку Землі, і потрапляють в магнітосферу. Коли ударна хвиля, що виникає перед викидом маси, стикається з магнітосферою, магнітне поле Землі починає обурюватися, коливатися, тремтіти. Цей процес і називається магнітною бурею.

Магнітні бурі носять планетарний характер і здійснюють глобальний вплив на Землю і навколоземний простір. Під час магнітної бурі обурюється всі магнітне поле Землі. Ці збурення призводять до різних явищ. Всі шари земної атмосфери, іоносфера, плазмосфера, магнітосфера піддаються змінам. Виникають потоки енергійних частинок і струми.

Індукційний ефект магнітної бурі відбивається і на поверхні Землі, зачіпає протяжні провадять системи: лінії електропередач, трубопроводи та інше. Це може призводити до катастроф. Одна з таких катастроф сталася в березні 1989 року, коли в канадській провінції Квебек, включаючи столицю Оттаву, з-за наведених магнітною бурею електричних струмів в енергосистемі провінції перегоріли трансформатори. Атмосфера Землі нагрілася, розбухла, піднялася вгору. Низько супутники змінили орбіти, деякі з них були втрачені. Згодом їх довелося шукати та відновлювати угруповання. Магнітна буря зазвичай триває від кількох годин до доби. У випадку з Квебеком буря тривала 9 годин.

Інші явища, які виникають за магнітних бур, — це полярні сяйва. На полюсах магнітне поле входить в Землю у вигляді відкритих силових ліній. Магнітний щит Землі не пропускає енергетичні частинки та захищає Землю, забороняючи часткам переміщатися упоперек поля. Але енергетичні частинки можуть проникати на магнітних полюсах. Вторгаючись в атмосферу, вони взаємодіють з атомами атмосфери і створюють яскраве світіння, яке ми називаємо полярним сяйвом.

Активність Сонця відчуває 11-річний цикл. Це означає, що від мінімуму до мінімуму, від максимуму до максимуму активності проходить приблизно 11 років. Максимуми активності бувають низькими і високими. Якщо максимум циклу високий, то на Сонці відбуваються спалахи і викиди маси. В кінці листопада 2003 року на Сонце виникла потужна активна область, яка проходила по диску Сонця протягом двох тижнів. Вона дала серію потужних спалахів і викидів маси, які призвели до потужним магнітним бурям на Землі і підвищеної геомагнітної активності протягом цілого тижня. Такі екстремальні події трапляються рідко, приблизно раз на 50 років, і вони можуть призводити до катастроф, подібних тій, що виникла в Квебеку.

Значення магнітних бур збільшується з роками, тому що техносфера Землі розростається. Раніше людство спостерігало тільки полярні сяйва, найпотужніший з яких зареєстровано в 1859 році. Англійський астроном Річард Керрінгтон спостерігав на Сонці найпотужнішу за всю історію спостережень спалах, з якою були зв’язані полярні сяйва практично на всій території Землі, в тому числі і на екваторі. У 1859 році у Землі не було такої великої техносфери, супутників, ліній електропередач, тому ці явища не відчувалися так ясно. Але в 1989 році, коли людство вже запустило супутники, розробило протяжні лінії електропередач, трубопроводи, магнітна буря стала дуже значущою і сильно відбилася на енергосистемі Квебеку.

Техносфера Землі розширюється. Практично всі сучасні технології — GPS, ГЛОНАСС та інші — є супутниковими, а супутники сильно піддані впливу активності Сонця. Електроніка може виходити з ладу за рахунок впливу енергійних частинок. І чим більше ми впроваджуємо супутникові технології і чим довша ми робимо лінії електропередач, тим більш відчутні для Землі магнітні бурі. Індукційний ефект бурі залежить від розміру цих систем.

Це говорить про те, що при розробці, створенні супутникових систем і розширення техносфери потрібно враховувати фактори, які раніше не бралися до уваги. З іншого боку, потрібно спостерігати активність Сонця і пов’язану з ним геомагнітну возмущенность на Землі.

Інший аспект впливу магнітних бур пов’язаний з тим, що під час магнітної бурі змінюється середовище, атмосфера нагрівається, і це може призводити до зміни тиску в атмосфері Землі. Ці зміни, як вважають медики, можуть впливати на стан здоров’я людей, у яких ослаблена адаптація. Статистика показує, що під час магнітних бур кількість викликів швидкої допомоги з приводу погіршення самопочуття у людей з серцево-судинними захворюваннями збільшується приблизно на 20%. При цьому самі збурення магнітного поля, які відбуваються на Землі, нікчемні щодо самого поля. Найчастіше вони складають приблизно 1/300–1/1000 частина від самого поля. Але ефект носить планетарний характер. У мозку людини є резонанси, які збігаються з резонансами іоносфери — приблизно 10 Гц. В людському серці є резонанси, що збігаються з резонансами магнітосфери — приблизно 1 Гц. Якщо резонансні області іоносфери та магнітосфери порушені і в них підвищується щільність електромагнітного випромінювання, то це може впливати на стан здоров’я хворих людей. Ці взаємозв’язки зараз активно досліджуються медиками і биофизиками.

На сучасному етапі астрономи вивчають можливості прогнозування космічної погоди і всієї сукупності явищ, які відбуваються в системі Сонце — Земля. Для прогнозування погоди треба мати інформацію про Сонце, його активних областях, їх магнітної конфігурації та можливості виникнення спалахів і викидів. Якщо викид вже відбувся, то він летить до Землі від двох до трьох діб в залежності від швидкості. За цей час можна зрозуміти, який це викид, в якій частині Сонця він стався, і передбачити його ефект. Як правило, найбільш геоэффективной є права частина Сонця.

Магнітна вісь Землі нахилена по відношенню до осі обертання. У чому ефект магнітних бур залежить від потужності і швидкості викиду маси, а також від орієнтації цієї осі по відношенню до напрямку викиду в момент зіткнення Землі з плазмовим хмарою. Магнітна вісь нахилена до осі обертання приблизно на 11 градусів. Вона може бути звернена до Сонця або в протилежну сторону від Сонця при зіткненні плазмового хмари з магнітосферою Землі. Космічні явища не бувають однаковими, викиди маси Сонця відбуваються випадково, у них різна амплітуда і швидкість. Тому явища космічної погоди рідко збігаються, їх важко передбачити з великою ймовірністю. Тим не менш, деякі прогнози цілком здійсненні. Ними нині активно користуються при запусках космічних апаратів і управління космічними польотами.

Поделиться в соц.сетях:

Напишіть відгук

Ваша пошт@ не публікуватиметься.