самая сильная магнитная буря в истории человечества
Сценарий для апокалипсиса — геомагнитная буря 1859 года
В обыденном сознании последствия геомагнитных бурь ограничиваются головной болью и нарушением мобильной связи. Однако это справедливо лишь для слабых бурь. Вероятность же того, что мы станем свидетелями крупной чрезвычайно мала. Но на долю жителей 19 века и «местных путешественников во времени» всё же выпала такая участь. Речь идет о «Событии Каррингтона», геомагнитной бури 1859 года. В период слабой электрификации её последствия ограничились повреждениями телеграфной сети и, возможно, поломкой парочки «машин времени». По мнению некоторых экспертов, случись такая буря в наше время, она привела бы отключению электричества минимум на несколько месяцев. Рассмотрим подробнее природу события 1859 год.
Геомагнитная буря
Природа геомагнитной бури. Источник РИАНОВОСТИ
Чем опасно изменение магнитного поля? При изменении магнитного поля в проводниках возникают токи. Такое явление называется индукцией, а токи, соответственно, индукционными. Разумеется, электрическая инфраструктура рассчитана на различные перепады в сети, однако чем сильнее геомагнитная буря, тем сильнее эти перепады. В итоге слабые сети могут перегореть, что приведет к отключению инфраструктуры. А поскольку геомагнитная буря — это явление планетарного масштаба, то и отключение будет характеризоваться подобными масштабами. Помимо отключения, индукционные токи могут становиться причиной пожаров и других малоприятных происшествий. Помимо электричества, геомагнитные бури влияют и на другие сферы жизни: здоровье, навигация, связь и т.д.
Событие Кэррингтона
Утром 1 сентября 1859 года британский астроном Ричард Кэррингтон наблюдал за Солнцем в своей личной обсерватории. Незадолго до полудня, около 11 часов, он увидел две вспышки интенсивного белого света, такие же яркие, как и прямые солнечные лучи. Тогда астроном и представить себе не мог, что стал одним из первых свидетелей «Солнечного супершторма» (событие потом назовут в честь самого Кэррингтона), который всего через несколько часов вызовет полный переполох на Земле.
Солнечные пятна 1 сентября 1859 года, сделанные Кэррингтоном в отчете. A и B отмечают начальные позиции очень яркого события, которое в течение пяти минут переместилось в C и D, прежде чем исчезнуть.
На тот момент необычная солнечная активность фиксировалась уже несколько дней. С 28 августа астрономы отмечали появление многочисленных пятен и вспышек на Солнце. Одновременно с этим в разных точках Земли наблюдались довольно яркие полярные сияния. Газеты Новой Англии и Северной Австралии сообщали о том, как небо окрашивалось в переменчивые цвета. Однако вспышки 1 сентября по своей силе и эффектности затмили события предшествующих дней.
Явление, наблюдаемое Кэррингтоном, было связано с крупным корональным выбросом массы. Колоссальное количество плазмы, состоящей из протонов, электронов и небольшого количества более тяжелых элементов (гелий, кислород и другие), устремилось к нашей планете на огромной скорости. Обычно солнечному веществу требуется несколько дней, чтобы преодолеть расстояние от Солнца до Земли. Дело в том, что быстрые выбросы проходят через более медленные регулярные солнечные ветра и замедляются. Однако выброс 1 сентября преодолел 150 млн километров очень быстро — всего за 17 часов. Тогда дорогу для вещества «расчистили» предыдущие выбросы, которые и вызвали полярные сияния 28-29 августа.
2 сентября 1859 года небо по всему миру осветили бесчисленные вспышки северного сияния. Красные, зеленые и фиолетовые всполохи наблюдали в районах от полюсов до крайне низких широт: в центральной Мексике, Кубе, на Гавайях и Багамских островов. Стать очевидцем удивительного небесного явление можно было даже вблизи экватора, например в Колумбии. Самые яркие вспышки происходили над территориями США и Европы. Жители северо-востока Америки могли читать при свете северного сияния (была ночь), а золотодобытчики в районе Скалистых гор начали готовить завтрак, считая, что наступило утро. Один из очевидцев описал реакцию людей австралийской газете Daily News следующим образом: «Суеверные и фанатичные. считали это предзнаменованием Армагеддона…«.
Последствия
«Событие Кэррингтона» примечательно не только крупнейшей зарегистрированной геомагнитной бурей, серьезно повредившей телеграфную систему. Керрингтон проанализировал геомагнитный эффект солнечных вспышек, наблюдаемый в показаниях магнитометров, и случившуюся на следующий день геомагнитную бурю. Ученый пришел к выводу о существовании связи геомагнитной активности с явлениями на Солнце, что является важным достижением для астрономии. Кроме того, изыскания Кэррингтона показали, что Земля не изолирована от остальной Вселенной и подвержена влиянию из космоса, в том числе и негативному.
Магнитограммы на 30 августа и 2 сентября, сделанные магнитометрами Гринвичской обсерватории
Кэррингтовский шторм сегодня
События 1859 года заставляют глубоко задуматься о возможном ущербе, который может нанести нашей планете солнечная активность. 19 век не отличался обилием технологий, основанных на электричестве, поэтому негативные последствия супершторма ограничились сломанными телеграфами. Солнечные бури 21 века грозят куда более серьезными последствиями, если учитывать зависимость современного человечества от электричества и телекоммуникаций.
Куда более скромная геомагнитная буря 1989 года (по некоторым данным в 3 раза слабее События Кэррингтона) и то смогла нанести серьезный ущерб. Тогда больше всего пострадала энергосистема Квебека: меньше чем за 3 минуты в городе полностью исчезло электричество. Миллионы людей оказались в кромешной тьме. Следующие 12 часов были закрыты школы, магазины и аэропорты. Также прекратило свою работу метро Монреаля. Чтобы бы случилось, если событие, аналогичное событию Кэррингтона, произошло сегодня?
Самой большой проблемой окажутся сбои в работе энергосистемы. Выброс может повредить силовые трансформаторы, вызвав перебои в подаче электричества по всей планете. Возникнут проблемы в работе платежных электронных систем и банкоматов, спутники не смогут поддерживать стабильную связь. По пессимистическим расчетам вся электрическая инфраструктура будет выведена из строя на несколько месяцев. В июне 2013 года исследователи из Lloyd’s of London и Atmospheric and Environmental Research оценили ущерб от аналогичного события для США в 0.6-2.6 триллиона долларов, что составляет примерно 3.6-15.5% от годового ВВП страны.
На данный момент человечество никак не может предотвратить солнечные суперштормы. Остается только готовиться: подготавливать электрические сети к оперативным отключениям, усиливать заземление на станциях и подстанциях, создавать безопасные траектории для спутников и разрабатывать план действий в подобной ситуации. Явление, подобные Кэррингтовскому супершторму, происходят крайне редко — раз в несколько сотен лет. Но не стоит думать, что угроза далеко. В 2012 году корональный выброс массы сопоставимый с выбросом 1859 года «чудом» миновал Землю, пройдя совсем рядом.
Странная планета
just import internet
6 крупнейших геомагнитных бурь в истории
Магнитные бури происходят из-за солнечных вспышек — интенсивных выбросов энергии в атмосфере Солнца.
Продолжительность импульсной фазы солнечных вспышек обычно не превышает нескольких минут, а количество энергии, высвобождаемой за это время, может достигать миллиардов мегатонн в тротиловом эквиваленте.
Ниже мы расскажем о крупнейших геомагнитных бурях в истории.
13 мая 1921 года
15 мая последовала геомагнитная буря, которая вывела из строя половину техники Нью-Йоркской Центральной железной дороги и оставила без связи почти все Восточное побережье США.
21 июля 2012 года
Из-за собственного вращения Солнца породившая выброс активная область не была направлена непосредственно на Землю, и сопутствующая вспышке геомагнитная буря была обусловлена только побочным влиянием этого выброса.
14 июля 2000 года
14 июля 2000 г., спустя ровно 211 лет, после того как толпа парижан взяла штурмом Бастилию, ученые зарегистрировали крупную вспышку на Солнце – вспышку «Дня Бастилии».
28 октября 2003 года
«Хэллоуинская» вспышка в октябре 2003 г. являлась одним из мощнейших когда-либо засеченных солнечных штормов класса X45.
Она по большей части прошла мимо Земли, но корональные выбросы массы повредили ряд спутников и вызвали перебои в телефонной и мобильной связи.
1 сентября 1859 года
Такая вспышка получила название «супершторм Кэррингтона».Телеграфные сети отказывали по всей территории Европы и США.
Короткие замыкания приводили к возгораниям на станциях.
Полярные сияния можно было наблюдать по всему миру, в том числе и на Карибских островах.
5 декабря 2006 года
Солнечная вспышка 5 декабря 2006 г. достигла рекордной мощности X9, но не была направлена в сторону Земли.
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Земля имеет магнитное поле, которое защищает ее от радиации Солнца и дальнего космоса. Это магнитное поле называют магнитным щитом. Щит обеспечивает существование биосферы и жизни на Земле. Те планеты, где нет магнитного поля, считаются мертвыми по сравнению с Землей, несмотря на то что там могут присутствовать признаки жизни. Время от времени на Солнце происходят активные явления: выбросы массы, вспышки, ударные волны. Эти явления приводят к возникновению энергетических частиц, которые разлетаются от Солнца во все стороны, в том числе в направлении Земли, и попадают в магнитосферу. Когда ударная волна, которая возникает перед выбросом массы, сталкивается с магнитосферой, магнитное поле Земли начинает возмущаться, колебаться, дрожать.
По современным представлениям, основанным на исследованиях межпланетного пространства с помощью различных инструментов, магнитные бури происходят в результате взаимодействия высокоскоростных потоков намагниченной солнечной плазмы (протонов и электронов) с магнитосферой Земли. Поскольку температура верхних слоев атмосферы Солнца (корона) около миллиона градусов, атомы водорода и гелия (основные ее составляющие) приобретают такие громадные скорости, что при столкновениях выбивают друг у друга электроны и оказываются буквально «голыми». Благодаря этой так называемой «столкновительной ионизации» в короне Солнца остаются только «голые» ядра атомов — протоны и выбитые из атомов электроны. Эта смесь частиц и есть плазма. В результате многочисленных столкновений некоторые частицы развивают такие большие скорости, что им удается преодолеть притяжение Солнца и навсегда уйти в окружающее космическое пространство. Происходит как бы «испарение» протонов и электронов. Эти потоки плазмы, берущие свое начало в короне Солнца и двигающиеся в обычных условиях со скоростью около 300 км/с, и получили название «солнечный ветер». Солнечный ветер сравнительно недавно был обнаружен космическими аппаратами даже у самых границ Солнечной системы.
Когда плазма солнечного ветра встречает на своем пути магнитное поле Земли (как известно, оно напоминает поле плоского магнита), она, повинуясь законам физики, сначала сжимает магнитные силовые линии, а затем начинает обтекать Землю, как поток воды обтекает твердое препятствие. На обращенной к Солнцу стороне Земли граница обтекания устанавливается на расстоянии 10—12 радиусов Земли (примерно 70 тыс. км). На ночной стороне магнитное поле вытягивается в виде шлейфа, похожего на хвост кометы, до расстояний около 1000 радиусов Земли (примерно 6 млн. км). Вся эта область, в которой заключено магнитное поле и околоземная плазма, называется магнитосферой Земли.
В это время также происходит выброс высокоскоростных потоков заряженных частиц — электронов и протонов. Когда этот возмущенный солнечный ветер, несущий с собой магнитное поле, встречает на своем пути магнитосферу Земли, в месте контакта начинают происходить беспорядочные и порой очень сильные изменения напряженности магнитного поля Земли, что и составляет суть магнитной бури.
Поскольку скорость такого возмущенного солнечного ветра от вспышек колеблется в диапазоне от 500 до 1000 км/с, магнитная буря обычно начинается через сутки — двое после вспышки на Солнце. Именно столько времени требуется плазме, чтобы пройти 150 млн км от Солнца до Земли.
Магнитные бури носят планетарный характер и оказывают глобальное воздействие на Землю и околоземное пространство. Во время магнитной бури возмущается все магнитное поле Земли. Эти возмущения приводят к разным явлениям. Все слои земной атмосферы, ионосфера, плазмосфера, магнитосфера подвергаются изменениям. Возникают потоки энергичных частиц и токи.
Воздействие магнитных бурь на технические объекты, иногда катастрофические, вызвано индукционным электрическим полем, возникающим при быстром изменении напряженности магнитного поля на Земле. Впервые ощутимые эффекты этого рода отмечались во время сильной магнитной бури 1 сентября 1859 года, которую заслуженно связывают с именем английского астронома Кэррингтона, который изучал солнечные пятна. Он проектировал картинки пятен с телескопа на экран и зарисовывал их. Однажды в группе пятен Кэррингтон увидел два ярких белых пятнышка, которые уже через несколько минут начали затухать и погасли (рис. 1). Белые пятнышки видели и раньше, но как-то не обращали на них внимание. А на этот раз через сутки после того, как Кэррингтон наблюдал хромосферную вспышку, разразилась магнитная буря, которая, по оценкам специалистов, была самой мощной за прошедшие с того времени полтора столетия.
В те дни на Земле было еще не так много электрических приборов, но разрушения оказались заметными: мощные токи вывели из строя телеграфные линии, сгорел трансформатор на электростанции. C тех пор количество технических аварий, коррелирующих с космофизическими показателями, существенно выросло.
Магнитная буря 24 марта 1940 года вызвала нарушения в электроснабжении в Новой Англии, Нью-Йорке, Пенсильвании, Миннесоте, Квебеке и Онтарио. Перегрузка в 2600 вольт была зарегистрирована в Атлантическом кабеле между Шотландией и Ньюфаундлендом.
13 марта 1989 года мощная буря позволила миллионам людей любоваться полярными сияниями не только на Аляске или в Скандинавии, но и на побережье Средиземного моря и в Японии. Но эта же «буря года» разрушила трансформатор на атомной станции в Салеме (Нью-Джерси, США). Она же блокировала работу высоковольтной сети в Квебеке и на 9 часов оставила 6 млн человек без электричества. После аварии в Салеме выяснилось, что даже небольшое увеличение силы постоянного тока может вывести из строя трансформатор, предназначенный для преобразования переменного тока. Эта добавка вводит его в режим работы с избыточным магнитным насыщением сердечника, что приводит к перегреву обмоток и в конце концов к аварии всей системы.
В СССР во время этой геомагнитной бури была нарушена радиосвязь с пунктами на высоких широтах, а полярное сияние наблюдалось даже в Симферополе
Воздействие вызывается электродвижущей силой, индуцируемой короткопериодическими вариациями геомагнитного поля. Наводимая разность потенциалов невелика и составляет примерно несколько вольт на километр (максимальное значение было зарегистрировано в 1940 году в Норвегии и составило около 50 В/км), но в протяженных проводниках с низким сопротивлением — линиях связи и электропередач, трубопроводах, рельсах железных дорог — полная сила индуцированных токов может достигать десятков и сотен ампер. Наибольшее воздействие испытывают электрические линии, протянутые с востока на запад в полярных районах. Американский совет по энергетической надежности отнес магнитные бури марта 1989 года и октября 1991 года к тому же классу нанесенного экономике урона, что и ураган Хьюго и землетрясение в Сан-Франциско.
Значение магнитных бурь увеличивается с годами, потому что техносфера Земли разрастается. Раньше человечество наблюдало только полярные сияния, самое мощное из которых зарегистрировано в 1859 году. Английский астроном Ричард Кэррингтон наблюдал на Солнце мощнейшую за всю историю наблюдений вспышку, с которой были связаны полярные сияния практически на всей территории Земли, в том числе и на экваторе. В 1859 году у Земли не было такой обширной техносферы, спутников, линий электропередач, поэтому эти явления не ощущались так ясно. Но в 1989 году, когда человечество уже запустило спутники, разработало протяженные линии электропередач и трубопроводы, магнитная буря стала очень значимой и сильно отразилась на энергосистеме Квебека.
Техносфера Земли расширяется. Практически все современные технологии — GPS, ГЛОНАСС и прочие — являются спутниковыми, а спутники сильно подвержены воздействию активности Солнца. Электроника может выходить из строя за счет воздействия энергичных частиц. И чем больше мы внедряем спутниковые технологии и чем протяженнее мы делаем линии электропередач, тем более ощутимы для Земли магнитные бури. Индукционный эффект бури зависит от размера этих систем.
Это говорит о том, что при разработке, создании спутниковых систем и расширении техносферы нужно учитывать факторы, которые раньше не принимались во внимание. С другой стороны, нужно наблюдать активность Солнца и связанную с ним геомагнитную возмущенность на Земле.
Другой аспект влияния магнитных бурь связан с тем, что во время магнитной бури изменяется среда, нагревается атмосфера, и это может приводить к изменению давления в атмосфере Земли. Эти изменения, как считают медики, могут влиять на состояние здоровья людей, у которых ослаблена адаптация. Статистика показывает, что во время магнитных бурь количество вызовов скорой помощи по поводу ухудшения самочувствия у людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями увеличивается примерно на 20%. При этом сами возмущения магнитного поля, которые происходят на Земле, ничтожны относительно самого поля. Чаще всего они составляют примерно 1/300–1/1000 часть от самого поля. Но эффект носит планетарный характер. В мозге человека есть резонансы, которые совпадают с резонансами ионосферы — примерно 10 Гц. В человеческом сердце также есть резонансы, совпадающие с резонансами магнитосферы — примерно 1 Гц. Если резонансные области ионосферы и магнитосферы возбуждены и в них повышается плотность электромагнитного излучения, то это может оказывать влияние на состояние здоровья больных людей. Эти взаимосвязи сейчас активно исследуются медиками и биофизиками.
На современном этапе астрономы изучают возможности прогнозирования космической погоды и всей совокупности явлений, которые происходят в системе Солнце — Земля. Для прогнозирования погоды надо иметь информацию о Солнце, его активных областях, их магнитной конфигурации и возможности возникновения вспышек и выбросов. Если выброс уже произошел, то он летит до Земли от двух до трех суток в зависимости от скорости. За это время можно понять, какой это выброс, в какой части Солнца он произошел, и предсказать его эффект. Как правило, наиболее геоэффективной является правая часть Солнца.
Магнитная ось Земли наклонена по отношению к оси вращения. Во многом эффект магнитных бурь зависит от мощности и скорости выброса массы, а также от ориентации этой оси по отношению к направлению выброса в момент столкновения Земли с плазменным облаком. Магнитная ось наклонена к оси вращения примерно на 11 градусов. Она может быть обращена к Солнцу или в противоположную сторону от Солнца при столкновении плазменного облака с магнитосферой Земли. Космические явления не бывают одинаковыми, выбросы массы из Солнца происходят случайно, у них разная амплитуда и скорость. Поэтому явления космической погоды редко совпадают, их трудно предсказать с большой вероятностью. Тем не менее некоторые прогнозы вполне осуществимы. Ими сейчас активно пользуются при запусках космических аппаратов и управлении космическими полетами.
В том, что связь между активностью Солнца и самочувствием людей существует, ни у кого уже нет сомнений. Но каков сам механизм ее действия? На этот вопрос однозначного ответа нет — мнения специалистов расходятся. Объяснения, сводящиеся к тому, что на людей влияют создаваемые магнитными бурями электромагнитные поля, малоубедительны. Во-первых, действие плазменной материи несоизмеримо слабее прямых потоков света и тепла того же Солнца. А во-вторых, оно просто не идет ни в какое сравнение с теми «магнитными бурями», которые действуют на человека в повседневной жизни. В метро, например, электромагнитные поля, возникающие при резком наборе скорости или торможении поездов, бьют по нам в сотни раз сильнее, чем геомагнитные ураганы. Тем не менее достаточно частые случаи сердечных приступов в метро не превращаются в «эпидемии», рождаемые магнитными бурями!
Именно поэтому подавляющее большинство медиков считает, что ухудшение самочувствия людей связано с… мнительностью. Они считают, что СМИ уделяют этой теме слишком много внимания, да еще и сообщают точные даты ожидаемой бури. Разумеется, в указанные дни у населения начинают в полной мере проявляться все описанные прессой симптомы.
Существует и другое мнение: причиной недомогания людей действительно является паника, но вызывают ее не сообщения СМИ. За последние годы поразительное единство человека с окружающим миром стало очевидным. Оказалось, мы не только настроены на воздействие слабых сигналов определенной ритмики, но и зависимы от них. Еще в 1960 году ученые обратили внимание на близость частоты колебаний земных полей и частот, на которых работает человеческий мозг.
Что же происходит во время магнитной бури? Колебания магнитного поля Земли принимают хаотический характер, мозг не может расшифровать эту информацию и воспринимает ее как помехи, угрожающие жизнедеятельности человека. Тут же включается защитная химия организма, выражающаяся в мощном выбросе адреналина (в психиатрии это называется «панической атакой»). Возникают учащенное сердцебиение, усиленное потоотделение, нервозность — это и приводит человека в состояние, которое описывается при магнитных бурях…
Итак, мнения специалистов расходятся. Но, казалось бы, какое нам дело до спора ученых? Главное, что и те и другие признают: причиной «магнитных эпидемий» является всего лишь паника. Но ставить на этом точку неверно. Выбор между двумя научными мнениями может решить вопрос жизни и смерти для многих людей.
Если один подход заключается в борьбе с паникой путем лишения общества информации о магнитных бурях, то другой — в решении этой проблемы с помощью информированности — тогда пожилые и нездоровые люди заблаговременно примут лекарства, снижающие уровень адреналина в крови, а молодые и здоровые сожгут его активной деятельностью. Предупрежден — значит, вооружен.
А вот тут мы подробно разговаривали про Полярное, оно же северное сияние