Связь Земли с Солнцем полна парадоксов. С одной стороны, наша звезда — источник жизни, обеспечивающий планету теплом и светом. С другой — её энергия обладает колоссальной разрушительной силой. Если бы не мощная магнитная защита Земли, постоянный поток заряженных частиц от Солнца, известный как солнечный ветер, мог бы буквально «сдуть» атмосферу и сделать поверхность непригодной для жизни, как это, вероятно, произошло с Марсом.
Что такое геомагнитная буря
Защита нашей планеты рождается в её недрах. Внешнее ядро Земли — это бурлящий океан расплавленного железа и никеля. Его постоянное движение генерирует электрические токи, которые, в свою очередь, создают глобальное магнитное поле. Это поле формирует вокруг планеты невидимый щит — магнитосферу. Именно магнитосфера отклоняет и перенаправляет потоки солнечного ветра, состоящего из заряженных частиц (плазмы), непрерывно истекающих из солнечной короны.
Обычно солнечный ветер относительно спокоен. Однако на Солнце периодически возникают области с открытыми магнитными линиями, так называемые корональные дыры. Из них частицы вырываются с удвоенной или даже утроенной скоростью, создавая высокоскоростные потоки. Если такой поток направлен в сторону Земли, через день-два он достигает нашей магнитосферы, вызывая её сильнейшее возмущение — геомагнитную бурю. Представьте себе шторм, но бушует он не в океане, а в магнитном поле планеты, заставляя силовые линии «вскипать» и изгибаться.
Принципиальная схема взаимодействия солнечного ветра и магнитного поля Земли
Уязвимость технологий: от спутников до электросетей
Самым зрелищным последствием геомагнитных бурь являются полярные сияния. Однако их красота — лишь видимая часть масштабных процессов, способных серьёзно влиять на работу техники. Наибольшему риску подвергаются космические аппараты, такие как спутники, которые находятся за пределами плотных слоёв атмосферы и испытывают на себе всю мощь солнечных возмущений.
Обратите внимание: Новая военная техника позволит солдатам видеть в … полной темноте.
Космический спутник над поверхностью Земли
Опасность угрожает и наземной инфраструктуре. Быстро меняющееся магнитное поле индуцирует электрические токи в протяжённых проводящих объектах, например, в линиях электропередач, трубопроводах или рельсах. Эти наведённые геомагнитно-индуцированные токи (GIC) могут перегрузить энергосистему, вызвав масштабные отключения электричества, подобно тому как одновременное включение множества мощных приборов выбивает пробки. Особенно уязвимы трансформаторы, которые могут перегреться и выйти из строя. Также бури могут нарушать работу высокочастотной радиосвязи, систем навигации (GPS, ГЛОНАСС) и радаров, что критично для авиации и морского флота.
Линии электропередач на фоне северного сияния – обычного спутника геомагнитных бурь
Для защиты техники инженеры применяют комплекс мер: от временного отключения чувствительного оборудования на спутниках до установки специальных экранов, рассеивающих избыточную энергию. На Земле для критической инфраструктуры могут использовать системы мониторинга и компенсации наведённых токов.
Влияние на живые организмы и здоровье человека
Пионером в изучении связи солнечной активности с биологическими процессами стал советский учёный Александр Чижевский, основатель гелиобиологии. Современные исследования подтверждают, что геомагнитные бури могут оказывать влияние на здоровье. Одна из гипотез связывает их с нарушением циркадных ритмов — внутренних биологических часов, регулирующих сон и бодрствование.
Статистические данные указывают на возможную связь между периодами высокой геомагнитной активности и ухудшением состояния людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Некоторые исследования отмечают увеличение числа госпитализаций с инсультами и инфарктами во время сильных магнитных бурь. Механизм этого влияния до конца не ясен, но учёные предполагают, что изменения магнитного поля могут влиять на вязкость крови, артериальное давление и работу нервной системы.
Под удар попадает и животный мир. Например, перелётные птицы, которые для навигации используют магнитное поле Земли, во время бурь могут сбиваться с пути. Учёные считают, что птицы могут буквально «видеть» магнитные линии благодаря специальным светочувствительным белкам — криптохромам в сетчатке глаз.
[Моя] Наука Поп-наука Космос Магнитные поля Магнитные бури Астрофизика Солнце Длинная статья 5
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Космическая непогода: как Солнце создает на Земле бури, от которых страдают люди и техника.