Чем опасны для здоровья и техники вспышки на Солнце?

Солнце, источник жизни на Земле, иногда демонстрирует свой грозный нрав. У него существуют периоды активности, которые составляют примерно 11 лет. За один такой цикл на звезде происходит в среднем около 37 тысяч вспышек, а Земля переживает примерно 600 магнитных бурь.

В 2020 году стартовал уже 25-й по счёту цикл (отсчёт ведётся с 1755 года, когда их стали нумеровать), прогнозируемая сила которого изначально оценивалась как средняя или ниже средней. Но Солнце прогнозы опровергло.

Что такое солнечная вспышка и геомагнитная буря?

Вспышки на Солнце — это естественное и регулярное явление, вызванное процессами образования и распада магнитных полей в атмосфере звезды. Мощность крупнейших из них колоссальна: выделяемая энергия сопоставима со взрывом миллионов термоядерных бомб. Это мощнейшие взрывы из всех, что происходят в нашей Солнечной системе. Поэтому вспышка сопровождается гигантским выбросом энергии, а зачастую и корональной массы — облаков раскалённой плазмы.

Не каждая вспышка способна повлиять на Землю. Ведь она может произойти на краю солнечного диска, она может пройти без выброса плазмы, наконец, этот выброс может улететь куда-то вбок — причин много, и чаще это именно «нет», чем «да». То есть чаще эти вспышки влияния на Землю не оказывают. Каждый раз важны детали.

Но мы рассматриваем вариант, когда планета попадает в зону действия солнечных взрывов. Что тогда?

Если свет от вспышки достигает Земли всего за восемь с половиной минут, то заряженные частицы солнечной плазмы преодолевают расстояние до нашей планеты за 2-3 суток. Когда выброс прилетает сюда, он взаимодействует с магнитосферой (магнитным полем) Земли, возбуждая её, — это и называется геомагнитной бурей.

Такие бури могут влиять на самочувствие людей и на работу техники.

Влияние на здоровье человека

Сначала о людях. Сразу скажем, что официальная медицина не признаёт «метеозависимость» диагнозом (она не включена в список Международной классификации болезней), а научные данные о прямом воздействии солнечной активности на здоровье остаются противоречивыми.

Тем не менее некоторые исследования указывают на возможную связь. Например, учёные из Оксфордского университета установили, что в периоды после мощных вспышек риск инфарктов и инсультов возрастает в среднем на 19%. Также в это время фиксировался рост числа нарушений мозгового кровообращения (на 27%) и обострений психических расстройств, связанных с тревожностью и агрессией.

Для большинства людей на поверхности Земли риски минимальны благодаря атмосфере и магнитному полю. Они защищают нас от пагубного воздействия Солнца и его частиц. Однако есть уязвимые группы:

Пассажиры и экипажи воздушных судов, особенно на полярных маршрутах, где защита магнитосферы слабее. Они могут получить повышенную дозу радиации, сопоставимую с рентгеновским снимком. Это представляет особый риск для беременных женщин и часто летающих пилотов.

Астронавты на МК. Выходя в открытый космос, они нуждаются в особой защите. Для будущих межпланетных миссий (например, на Марс) солнечные вспышки — одна из главных опасностей, несущая риск радиационного поражения.

Метеочувствительные люди. Несмотря на отсутствие официального диагноза, трудно спорить с тем, что некоторые люди испытывают ухудшение самочувствия во время магнитных бурь: головные боли, колебания артериального давления, бессонница. Хотя прямая причинно-следственная связь наукой окончательно не доказана, статистика показывает, что такая корреляция есть.

Опасность для технологической инфраструктуры

В отличие от спорного влияния на организм (за отсутствием достаточного количества исследований), воздействие солнечных бурь на технику сомнению не подлежит. Возмущённая магнитосфера вызывает «разбухание» верхних слоёв атмосферы, что увеличивает сопротивление для спутников и МКС, приводя к их торможению. Также заряженные частицы способны напрямую повреждать электронику космических аппаратов и солнечные панели.

Страдает и наземная инфраструктура. Сильнейшие геомагнитные бури индуцируют токи в длинных проводниках, включая линии электропередач. Это может приводить к перегрузкам, выходу из строя трансформаторов и масштабным отключениям электроэнергии. Яркий пример — мощнейшая буря марта 1989 года, которая на девять часов оставила без электричества канадскую провинцию Квебек, вызвала глобальные сбои радиосвязи, а полярные сияния, являющиеся видимым следствием возбуждённой ионосферы, наблюдались вплоть до широт Мексики и Крыма.

Магнитные бури создают помехи для радиоволн (особенно в высокочастотных диапазонах) и навигационных систем. Сигнал от спутника GPS, проходя через возмущённую ионосферу, рассеивается и искажается, что может приводить к ошибкам в позиционировании до 100 метров. Для морских судов и особенно для самолётов, выполняющих посадку в сложных метеоусловиях, такая погрешность может стать критической.

Также стоит добавить, что наведённые геомагнитными бурями токи ускоряют коррозию магистральных трубопроводов и вызывают сбои в работе автоматики железных дорог. Подводные телекоммуникационные кабели тоже становятся уязвимы.

Однако учёные активно развивают прогнозирование космической погоды. Спутники-обсерватории (например, SOHO, SDO) позволяют отслеживать активность Солнца и предупреждать об опасных выбросах за 1-2 дня. Операторы энергосетей разрабатывают протоколы на случай солнечных бурь, включая временное отключение чувствительного оборудования.