Космос

Геомагнитные бури: ученые рассказали о реальном влиянии космической погоды

15 июля 2019 | 14:15

1 сентября 1859 года английский астроном Ричард Каррингтон наблюдал на Солнце вспышку, которая вызвала крупнейший выброс вещества из солнечной короны. Незадолго до рассвета на следующий день северные сияния начали появляться по всему миру, достигнув Карибского бассейна и Гавайев. Событие, названное позже Солнечным суперштормом 1859 года, не просто привелок к светопредставлению в необычных местах, но также вывело из строя телеграфные системы по всему миру. О том, что произойдет, если подобная геомагнитная буря случится в наше время, в колонке для The Conversation рассказал экономист Майкл Бату.

Учитывая уровень развития техники во времена Ричарда Каррингтона, воздействие геомагнитного шторма ограничилось перебоями в работе телеграфной службы. Но если что-то подобное произойдет сегодня, мировая технологическая инфраструктура может остановиться.

Экстремальные явления космической погоды сейчас более разрушительны из-за нашей зависимости от технических систем, на которые могут влиять электрические токи и энергетические частицы в атмосфере Земли.

Опасная космическая погода

Мы можем думать о космосе как о безмолвной пустоте, а о Солнце — как о далеком источнике света и тепла. Но Солнце и Земля связаны более сложными, а иногда и опасными способами.

Солнечные пятна — это временные явления на солнечной фотосфере, которые кажутся темнее окружающих областей. Они могут появляться и исчезать в считанные секунды, а могут сохраняться от нескольких часов до нескольких дней. Давно известно, что общее количество солнечных пятен варьируется примерно с 11-летним повторением, известным как солнечный цикл. Пик активности солнечных пятен называют солнечным максимумом, а затишье — солнечным минимумом.

Солнечные пятна сопровождают вторичные явления: вспышки электромагнитного излучения и выбросы корональной массы (внезапные выбросы вещества из солнечной короны). Точные механизмы, которые их запускают, все еще обсуждаются, но известно, что чем больше на Солнце пятен, тем более интенсивной становится солнечная активность.

Солнце постоянно выбрасывает высокоэнергичные заряженные частицы, которые «бомбардируют» Землю.

Солнечные вспышки и выбросы корональной массы посылают огромное количество энергии и заряженных частиц, сталкивающихся с верхними слоями атмосферы Земли.

Заряженные частицы во время геомагнитных бурь вызывают возмущения в магнитном поле Земли, оказывая влияние на электрические системы. С ними связывают многочисленные негативные эффекты, такие как перепады напряжения, приводящие к перебоям энергоснабжения; изменения напряжения почвы, которые усиливают коррозию в нефтепроводах; перебои в работе спутниковых, радио и сотовых сетей связи; воздействие повышенного уровня радиации.

Сильнейшая геомагинтная буря 1989 года, названная позже Квебекским событием, привела к масштабным сбоям в энергосистеме канадской провинции Квебек. В результате несколько миллионов человек остались без электроэнергии, что обошлось экономике страны в 6 миллиардов канадских долларов.

Экономические эффекты геомагнитных бурь

Хотя изучение космической погоды является быстро развивающейся областью, академическая работа по оценке ее общего социально-экономического воздействия находится в зачаточном состоянии. Майкл Бату, изучающий экономические последствия космической погоды, обнаружил, что ВВП 34 стран-членов Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) уменьшается с ростом солнечной активности.

В среднем ВВП страны уменьшается как минимум на 0,06% при каждом увеличении солнечной активности на 1%.

Другие эксперты также признают, что геомагнитные бури представляют существенную опасность для ключевых систем на Земле.

«Потоки высокоэнергетических частиц и излучения могут помешать обработке чрезвычайно большого объема транзакций — например, передаче денег. Синхронизированное время транзакций является обязательным, и временная метка часто исходит от спутников GPS, сигналы которых могут зависеть от космической погоды, — пишет профессор физики Люси Грин. — На более базовом уровне космическая погода также может влиять на авиаперевозки: прерывание радиосвязи может привести к задержке, отклонению или даже отмене рейсов».

Несмотря на потенциальную опасность активного Солнца, ученые призывают не пугаться космической погоды, но не забывать о ее скрытом влиянии на нашу повседневную деятельность. «Это может привести к сбоям в работе самых разных технологических систем, на которые мы опираемся», — предупреждает профессор Грин.