Астроном Ричард Кэррингтон, очарованный солнечными пятнами, каждый день наблюдал за активностью на поверхности нашего светила, используя для этих целей любительский телескоп в своем саду в Лондоне.
Утром 1 сентября 1859 года Кэррингтон, обратив свой взор на Солнце, заметил, что с ним происходит нечто странное. Ему очень повезло, что он смог наблюдать вспышку, разразившуюся на поверхности звезды, и в разгар удивления ученый понял, что это было поистине экстраординарное событие.
Однако ограниченные знания о космической погоде, которыми располагало человечество в то время, не позволили в полной мере оценить всю серьезность ситуации: огромный выброс корональной массы высвободил в космос гигантское количество энергии, эквивалентное энергии, высвобожденной десятью миллиардами атомных бомб. Негативные эффекты события начали ощущаться на Земле примерно через 17 часов.
День, когда мир отключился
В 1832 году Сэмюэл Морзе и Альфред Вейл изобрели электромагнитный пишущий телеграф («аппарат Морзе»), который быстро зарекомендовал себя как наиболее широко используемое средство связи в мире. Через 27 лет именно телеграф понес самые тяжелые последствия солнечной бури 1859 года, когда он вышел из строя из-за электромагнитных помех, которые сожгли кабели линий передач. Впервые за долгое время города́ и страны оказали отрезанными друг от друга, что оказало крайне негативное влияние на логистику и экономику.
Событие Кэррингтона (геомагнитная буря 1859 года, названная в честь первооткрывателя) считается крупнейшей солнечной бурей за последние 500 лет, и ее разрушительное влияние на ранние системы проводной связи показало, насколько наша цивилизация уязвима для событий такого рода.
Как вы думаете, что могло бы произойти с нами сегодня, если бы нечто подобное обрушилось на Землю?
Похожие, но разные
И солнечные вспышки, и корональные выбросы массы представляют собой крупнейшие взрывные события в Солнечной системе. Хотя эти явления различны, они очень часто происходят в одно и то же время, как это было в случае с событием Кэррингтона.
Можно сказать, что солнечные вспышки и корональные выбросы массы отличаются друг от друга, как гром от молнии, но при этом они имеют одно и то же происхождение. Солнечная вспышка подобна молнии: вспышка, движущаяся со скоростью света, может быть замечена наземным наблюдателем за 8 минут 20 секунд. Ее энергия может воздействовать на верхние слои атмосферы Земли, где распространяются радиоволны, и, следовательно, это может привести к проблемам со связью.
Корональный выброс массы представляет собой выброс материала из короны, самой внешней части солнечной атмосферы, состоящей из очень горячей плазмы (газов с электрически заряженными частицами), температура которой приближается к двум миллионам градусов по Цельсию, что более чем в триста раз превышает температуру поверхности Солнца. Таким образом, этот огромный пузырь, состоящий из миллионов тонн плазмы, выброшенной в космос, начинает двигаться со скоростью от 500 до 2500 километров в час, и если на своем пути он встретит планету или космический корабль с экипажем, то окажет влияние на магнитное поле, технологии и живых существ.
Благодаря магнитосфере у Земли все еще есть атмосфера
Корональные выбросы массы случаются часто, и для достижения Земли может потребоваться до трех дней. К счастью, у нас есть атмосфера, оберегающая нас от наиболее губительного воздействия радиации, и магнитосфера, создаваемая внутренним магнитным полем Земли, которая защищает нас почти от всей солнечной плазмы, отклоняя ее потоки в космос.
Без магнитосферы постоянное воздействие солнечных ветра и частиц привело бы к разрушению атмосферы, поэтому ее жизненно важная роль очевидна. Вы только посмотрите на Марс, который из-за солнечного ветра теряет свою и без того разреженную атмосферу со скоростью 100 граммов в секунду. Красная планета лишилась своей магнитосферы примерно 4,2 миллиарда лет назад, в результате чего атмосфера (которая была такой же плотной, как земная, но в основном состояла из углекислого газа) подвергалась интенсивному воздействию солнечного ветра, который почти полностью ее разрушил.
Без магнитного поля атмосфера Земли могла бы быть совсем другой, как и жизнь, какой мы ее знаем.
Какой будет космическая погода в ближайшее время?
23 июля 2012 года всего за девять дней Земля «увернулась» от коронального выброса массы, подобного Кэррингтонскому событию 1859 года. Если бы эта солнечная буря случилась на неделю раньше, катастрофа имела бы «библейские масштабы», и мы до сих пор пытались бы восстановить поврежденные системы. Согласно исследованиям, стоимость замены поврежденной электрической системы только в США составила бы примерно 2,6 миллиарда долларов, и на это ушло бы не менее четырех лет.
Прогнозирование космической погоды — это изучение физических процессов внутри Солнца и на его поверхности, межпланетной среды, геомагнитного поля, атмосферы Земли и их взаимодействий, поскольку экстремальные явления могут влиять на надежность и производительность сетей связи, навигации с помощью GPS (глобальной системы позиционирования), сетей электроснабжения и представлять опасность для здоровья людей, находящихся в космосе или летающих на самолетах в приполярных и полярных регионах.
В мире, сильно зависящем от спутников, энергетики и связи, прогнозирование космической погоды стало вопросом национальной безопасности для многих стран. По этой причине, как и в случае с дождями и штормами, в нескольких странах или их консорциумах есть Центры прогнозирования космической погоды или научно-исследовательские институты, проводящие моделирование и делающие прогнозы, указывающие, когда корональный выброс массы достигнет Земли. Кроме того, существуют Всемирная метеорологическая организация (ВМО, англ. WMO — World Meteorological Organization), а также Международная организация гражданской авиации (ИКАО от англ. ICAO — International Civil Aviation Organization), которые имеют специальные программы по изучению и прогнозированию космической погоды. На основе этих прогнозов формируются предупреждения, чтобы лица, принимающие решения в электроэнергетических компаниях, авиакомпаниях, компаниях связи и коммунальных службах, могли принять своевременные меры по смягчению последствий.
Что, если это случится снова?
Давайте представим, что катастрофическая солнечная буря произошла, например завтра: из-за коллапса энергоснабжения миллионы людей останутся без систем охлаждения (кондиционеры, вентиляторы) и связи. Отсутствие электричества лишит нас возможности хранить и распределять воду с едой. Санитарно-медицинские службы не смогут адекватно реагировать из-за отсутствия связи. Все банковские операции — локальные и международные — будут прерваны, а затем произойдет глобальный торговый коллапс. Навигационные средства, такие как GPS, больше не будут работать, и многие виды бизнеса, зависящие от спутниковой информации, немедленно перестанут предлагать свои услуги. Из-за серии столкновений между спутниками мы станем свидетелями синдрома Кесслера, а значит человечество может оказаться отрезанным от космоса навсегда, что исключит возможность запуска новых спутников.
Сегодня невозможно представить мир без электричества или интернета… но мы рискуем испытать это в любой момент. Мир снова оказался бы тотально разрозненным, и такое событие отбросило бы нас как цивилизацию в лучшем случае на десятилетия назад.
В этой русской рулетке, в которую мы играем с Солнцем миллиарды лет, вероятность того, что в течение 10 лет на Землю обрушится катастрофическая солнечная буря составляет 12%. Вот почему важно иметь планы на случай непредвиденных обстоятельств: самая неожиданная и самая опасная катастрофа может произойти в любой момент.
Читайте также: Физики: с вероятностью в 90% человечество ждет самоликвидация.
