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
Геомагнитную бурю можно сравнить с ударом по щиту. Допустим, вы спартанский воин, прямо-таки как царь Леонид. Помимо средств нападения — меча и копья - в вашем арсенале имеется незаменимый атрибут спартанского воина - крупный щит. При ударе противника, скорее всего, вы обязательно им воспользуетесь. И, если вам повезет, то удар придется по щиту. Вы останетесь живы, но всё-таки ощутите последствия удара в виде отдачи в держащую руку щит. А если удар будет очень мощный, то и отдача может перерасти в значительные физические повреждения. В контексте геомагнитной бури, щит - это магнитное поле Земли, а удар - это солнечный ветер. Поэтому мощная геомагнитная буря - это «отдача» от мощного потока солнечного ветра. В рамках данной статьи мы не будем вдаваться в подробности происхождения солнечного ветра, ограничившись его определением. Солнечный ветер - это поток заряженных частиц, обычно плазмы. Эти заряженные частицы взаимодействуют с магнитным полем Земли, изменяя его характеристики. В период «солнечного штиля», когда солнечный ветер стабилен, заметных возмущений в магнитном поле Земли не происходит. Однако, когда до Земли «долетают» последствия активных событий на Солнце, возникает геомагнитная буря - быстрые и сильные изменения в магнитном поле.
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.
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…«.
Однако люди испытали страх и трепет не только перед визуальными эффектами природного явления. Сильнейшая из зарегистрированных геомагнитных бурь ударила по самому высокотехнологичному устройству Викторианской эпохи — по телеграфу. Телеграфные системы вышли из строя по всей Европе и Северной Америке. От оборудования летели искры, многие операторы получили удар электрическим током. Отключенные устройства продолжали посылать прерывистые сигналы. В некоторых местах искры и короткие замыкания вызвали пожары.
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.
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.
Автор:
Stedihabr
