Рекордная по силе за последние четыре года магнитная буря планетарного масштаба продолжается на Земле уже более суток. Первые признаки усиления геомагнитного поля были зарегистрированы 17 марта около 7 утра по московскому времени, когда геомагнитный индекс Kp, по которому классифицируются колебания земного магнитного поля, превысил уровень 5 – порог после которого геомагнитное событие называется бурей. Около 9 утра по Москве индекс вырос до 6, а около 3 часов дня скачком увеличился до значения 8, что соответствует магнитной буре одного из высших баллов, лишь на 1 балл уступающей максимальному значению шкалы. Последний раз в истории наблюдений возмущения такой интенсивности наблюдались около 4 лет назад – 26 сентября 2011 года. С тех пор уровень Kp ни разу не превышал значения 7.
Магнитные бури наряду с полярными сияниями – наиболее известные и сильные проявления воздействия Солнца на Землю. При этом, если полярные сияния происходят в верхних слоях атмосферы и лишь на определенных широтах, то колебания магнитного поля регистрируются во всем его объеме, как в космосе, так и на поверхности и даже под поверхностью Земли, то есть имеют общепланетарный характер.
Буря всегда представляет собой реакцию на приход к Земле из космоса облаков плазмы, выброшенных из Солнца в результате активного события, чаще всего солнечной вспышки. Такие облака, которые кроме плазмы (заряженных частиц) содержат еще и собственные магнитные поля, наносят кинетический удар по магнитному поля Земли, выполняющему роль своеобразного щита. В результате такого внешнего удара земное магнитное поле выходит из равновесия, начинает колебаться, формировать избыточные токи. Кроме того, пришедшие облака плазмы насыщают окружающее пространство заряженными частицами, резко увеличивая радиационный фон в ближнем космосе.
Явления бурь продолжаются от нескольких часов до порой 1-2 суток, что связано как со временем, необходимым полю Земли, чтобы вернуться к равновесию, так и с гигантскими размерами пришедших облаков плазмы, составляющими порой десятки миллионов километров. Таким образом размер облаков часто значительно превышает размер самого Солнца, что связано с их газодинамическим расширением на пути от Солнца к Земле.
Магнитные бури, в целом, делятся на 5 уровней, из которых первый соответствует минимальным колебаниям магнитного поля с отклонением порядка 70-120 нТл от средней величины магнитного поля, а последний пятый уровень, представляющий экстремально сильные бури, сопровождающиеся колебаниями поля с амплитудой более 550 нТл. Последний раз буря высшего пятого уровня наблюдалась на Земле почти 10 лет назад – 11 сентября 2005 года и была реакцией на одну из самых крупных за последнее десятилетие солнечных вспышек.
На что среагировала Земля на этот раз сказать намного труднее. За последние 4 дня на Солнце не произошло ни одной вспышки высшего балла и даже ни одной вспышки, которую можно было бы назвать просто крупной Наиболее вероятным кандидатом на источник бури является солнечная вспышка, произошедшая 15 марта около 5 утра по московскому времени и сопровождавшаяся довольно сильным выбросом массы.
Между тем сама вспышка, виновник бури, не входит даже в десятку крупнейших событий этого года, не говоря уже о прошедших 4 годах, и прогноз на событие такой силы никто дать не мог. Столь резкая реакция земного магнитного поля на относительно слабое событие оказалась сюрпризом.
Если кандидат на источник бури выбран верно, то облакам плазмы потребовалось около 2 суток, чтобы преодолеть расстояние в 150 млн. км от Солнца до Земли, и двигались они со скоростью более 850 км/час, что почти в два раза превышает нормальную скорость, составляющую 400-500 км. Кинетическая энергия плазмы, квадратично зависящая от ее скорости, таким образом превышает обычную в четыре раза, что в сочетании в некоторыми другими факторами могло бы объяснить столь сильное воздействие.
В целом, в соответствии с классификацией Национальной службы США магнитные бури четвертого (предпоследнего уровня) могут приводить к следующим последствиям: (1) воздействие на энергетические системы: проблемы со стабильностью напряжения, частичные разрушения энергетических систем и отключение защитных систем; (2) воздействие на космические аппараты: поверхностный заряд и проблемы слежения и ориентации; (3) воздействие на наземные системы: наведенные токи в трубопроводах требуют мер защиты, спорадическое прохождение ВЧ радиоволн, ухудшение спутниковой навигации на несколько часов, отказ низкочастотной радионавигации, и полярные сияния видны до тропиков.
В настоящее время интенсивность колебаний магнитного поля снизилась, но все еще остается высокой и классифицируется как продолжающаяся буря. Прогноз по возврату магнитного поля в невозмущенное состояние относится на 15-21 час по московскому времени.
По словам заведующего магнитно-ионосферной обсерватории «Воейково» Института земного магнетизма РАН Владимира Кошелевского, магнитная буря, ставшая причиной необычного явления, до сих пор не прекратилась, хотя и стала менее активной.
«Это значит, что и сегодня ночью (18-го марта) в наших широтах можно попытаться увидеть сияние. Особенно это будет заметно не в городе, где очень светло даже ночью, а в Ленинградской области, на природе, либо на окраинах», — отметил Кошелевский.
По словам ученого, начало магнитной бури было зафиксировано 17 марта в 7.45 по московскому времени. «Буря, возникшая после сильной вспышки на Солнце, стала очень мощной. После выброса энергии на Солнце частицы попали в магнитосферу Земли и смогли „досыпаться" даже до наших, довольно низких для этого явления, широт», — объяснил он.
Кошелевский добавил, что северное сияние наблюдается в широтах центральной России 1-2 раза в год.
Вечером 17 марта жители регионов центра и северо-запада России, в том числе Москвы, стали свидетелями полярного сияния. Пользователи соцсетей публиковали фотографии неба с зеленым и фиолетовым свечением.
Полярное сияние (северное сияние) — свечение верхних слоев атмосфер планет вследствие их взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра.
На Солнце зафиксированы огромные корональные дыры. Ученые ждут повторения "Каррингтонских событий"
Недавняя мощнейшая геомагнитная буря, спровоцированная казалось бы незначительной вспышкой класса С, заставила ученых вспомнить о том, что события сопоставимые с "Каррингтонским" происходят циклично, каждые 150 лет, но этот период уже прошел и оказался просроченным на 5 лет.
Возможно мы стоим на пороге повторения "Каррингтонского события", но последствия окажутся более катастрофичными.
В 1859 году, астроном Ричард Каррингтон, по имени которого в последствии и прозвали происшествие, обнаружил странные пятна на Солнце. Громадные затемнения на его поверхности были невероятного размера, а через несколько часов после обнаружения, они стали различимы и невооруженным глазом.
По прошествии короткого времени, эти пятна превратились в два огромных шара, которые на время даже затмили Солнце, а после исчезли. Каррингтон предположил, что на поверхности нашего светила произошли две громадных солнечных вспышки, два мега взрыва, и он не ошибся.
Через 17 часов ночь над Америкой стала днём – было светло от зелёных и малиновых сполохов сияния. Казалось, что города охвачены огнём. Зарево над своими головами наблюдали даже жители Кубы, Ямайки, Гавайских островов, никогда прежде ничего подобного не видевшие.
На всей территории Северной Америки внезапно пропало электричество, сгорело все телеграфное оборудование и вышли из строя все остальные электроприборы. Первые магнитометры, которых тогда было единицы, зашкаливали и затем сразу же выходили из строя. Из аппаратов сыпались искры, жаля телеграфистов и поджигая бумагу. Явление осенней ночи далекого 1859 года навсегда осталось в истории как первый массивный плазматический удар и получило название Каррингтонского события.
Что если такое произойдет в наше время
Вспышки на Солнце происходят из-за перемешивания газов. Иногда светило выстреливает их в пространство. От поверхности отрываются десятки миллиардов тонн раскаленной плазмы. Эти циклопические сгустки несутся к Земле со скоростью в миллионы километров в час. Еще и ускоряясь по ходу. Удар принимает на себя магнитное поле планеты.
Вначале люди смогут наблюдать сияние, подобное полярному, но во много раз более яркое. Затем из строя выйдут все энергосистемы, трансформаторы. Самые уязвимые элементы - трансформаторы. Они быстро перегреются и расплавятся. По оценкам экспертов, только в США через 90 секунд после удара сгорят 300 ключевых трансформаторов. И без электроэнергии останутся более 130 миллионов человек.
Никто не погибнет, и последствия солнечной атаки проявятся не сразу. Но престанет поступать питьевая вода, отключатся бензоколонки, перестанут функционировать нефте и газопроводы. Автономные энергосистемы в больницах проработают три дня, затем остановятся. Выйдут из строя системы охлаждения и хранения продуктов. В итоге, подсчитали специалисты, в течение года умрут миллионы людей из-за косвенных последствий паралича экономики.
Подобная магнитная буря произошла в 1859 году. Но тогда промышленность только начала развиваться, и поэтому мир не понес больших потерь. Сейчас человечество более уязвимо. Достаточно вспомнить последствия одной из более слабых бурь: в 1989 году скромный по масштабам солнечный шторм погрузил во тьму канадскую провинцию Квебек, 6 млн человек оставались без электричества в течение 9 часов.
Заряд плазмы может привести к самым худшим последствиям. Но почему же на восстановление уйдет так много лет? Эксперты NASA говорят, что все дело в трансформаторах: их нельзя отремонтировать, их можно только заменить, а при этом заводы, на которых они производятся, будут парализованы. Поэтому процесс восстановления будет очень медленным.
"Последствия внезапного солнечного шторма сравнимы с ядерной войной или падением гигантского астероида на Землю", - говорит профессор Дэниель Бейкер (Daniel Baker), эксперт по космической погоде из Колорадского университета (University of Colorado in Boulder) и глава комитета NAS, ответственного за подготовку доклада.
"Если произойдет событие, аналогичное тому, что случилось осенью 1859 года, то мы его можем и не пережить", - говорит Джеймс Грин (James L. Green), один из директоров НАСА и специалист по магнитосфере.
"Есть еще одна опасность, - говорит Дэниель Бейкер, - так называемые веерные отключения. Энергетические сети на континентах взаимосвязаны. И потеря даже какого-нибудь одного узла повлечет за собой каскад аварий. К примеру, в 2006 году банальное отключение одной из ЛЭП в Германии вызвало серию повреждений трансформаторных подстанций по всей Европе. Во Франции пять миллионов человек сидели без света два часа".
"Тогда в 1859 году - человечеству просто повезло, потому что оно не достигло высокого технологического уровня, - говорит Джеймс Грин. - Сейчас, случись подобное, на восстановление разрушенной мировой инфраструктуры уйдет не меньше десяти лет. И триллионы долларов".
