Учёные ЮФУ рассказали о магнитных бурях и их влиянии на человека

Астрофизик, геофизик и физиолог высказали свою точку зрения на одно из самых обсуждаемых природных явлений – магнитных бурях.

В конце осени на Земле началась одна из самых мощных за последние годы магнитных бурь. Её причиной стала вспышка на Солнце. Одновременно с этим зафиксировали одно из крупнейших полярных сияний в году. В новой «Точке зрения» эксперты Южного федерального университета рассказали, что такое магнитные бури, что является причинами их возникновения и как они определяют нашу жизнь.

Доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник НИИ физики Владимир Корчагин рассказал, что такое солнечная активность, почему происходят вспышки на Солнце и как они влияют на технику.

Астрофизик объяснил, что солнечная вспышка – это гигантских размеров взрыв на поверхности Солнца. Он возникает, когда выходящие из солнечных пятен линии магнитного поля «перезамыкаются». Плазма на поверхности звезды в течение нескольких минут нагревается от 6000 до 1 млн t°, что приводит к излучению электромагнитных волн во всем электромагнитном диапазоне: от радиоволн до рентгеновского и гамма-излучения. При этом объём выделяемой энергии эквивалентен одновременному взрыву нескольких миллионов ядерных бомб.

Спикер также отметил, что первыми до Земли долетают волны электромагнитного излучения и солнечные космические лучи высоких энергий (свыше 10 Мэв). Они достигают нашей планеты примерно через 8-12 минут после солнечной вспышки. Через 2-3 дня орбиты Земли достигает ускоренный поток солнечного ветра. Именно он, взаимодействуя с магнитным полем Земли, вызывает его возмущения, которые и называются магнитными бурями.

«Учёные разделяют солнечные вспышки на несколько классов в зависимости от энерговыделения в них. Магнитная буря, вызванная солнечными вспышками, может быть сильной или слабой. Рентгеновское и ультрафиолетовое излучение, вызванное особо мощными солнечными вспышками, приводит к нарушению радиосвязи на высоких и сверхвысоких частотах (3–300 мегагерц) и к появлению аномально ярких полярных сияний в атмосфере Земли. Последствия отдельных солнечных вспышек могут наблюдаться в течение недели», – отметил Владимир Корчагин.

По словам эксперта, солнечные выбросы, вызывающие магнитные бури, приводят к сбоям в работе спутников Земли и в функционировании  коротковолновых радиостанций на освещённой Солнцем стороне планеты. При этом самые мощные и самые опасные – солнечные вспышки класса X с потоком излучения свыше одной десятитысячной ватта на каждый квадратный метр поверхности Земли. Они могут привести к серьёзным авариям спутников, систем бытовой, морской и воздушной навигации.

«Такие вспышки возникают на Солнце примерно десять раз в год. Потоки заряженных частиц, выброшенные с поверхности Солнца для нанесения наибольшего «вреда», должны быть направлены в сторону планеты Земля, что, к счастью, случается значительно реже», – заключил Владимир Корчагин.

Андрей Кузнецов, директор Института наук о Земле, к.г.н, доцент, рассказал о цикличности солнечной активности, её влиянии на климат Земли и самых крупных солнечных вспышках.

Геофизик отметил, что учёные наблюдают за солнечной активностью уже более 400 лет – это позволило выявить цикличность её изменений. Наиболее известен и лучше всего изучен 11-летний цикл солнечной активности. Также выделяют менее выраженные циклы большей продолжительности: двойной 11-летний, вековой (80 – 90 лет) и другие. По словам спикера, от циклов солнечной активности зависит и повторяемость умеренных и сильных магнитных бурь. В год минимума солнечной активности происходит 1-2 бури, в год максимума – до полусотни.

«На протяжение уже более двухсот лет предпринимаются попытки установить взаимосвязь между цикличностью солнечной активности и климатом Земли. Многочисленные статистические исследования свидетельствуют о наличии такой взаимосвязи. Однако механизмы ее остаются еще не вполне понятными», – отметил Андрей Кузнецов.

Эксперт также выделил природные процессы, на которые солнечная активность. Например, от состояния Солнца зависит ледовитость Арктических морей, уровень Каспийского моря. Влияние также прослеживается в флуктуациях (случайных отклонениях величины – прим.) температуры поверхностного слоя воды в приэкваториальной части Тихого океана. Это периодически сопровождается, с одной стороны, проливными дождями в пустыне Атакама, с другой – сильными засухами в муссонных регионах Австралии и Индии (явление Эль-Ниньо) и т.д. По словам эксперта, водность реки Дон тоже зависит от активности Солнца.

«В годы с активным Солнцем, особенно при наложении максимумов в вековом и 11-летнем циклах, над океанами, как правило, усиливаются субтропические центры высокого атмосферного давления и субполярные центры низкого атмосферного давления, что, в свою очередь, на европейской территории России приводит к увеличению повторяемости переноса воздушных масс с Атлантики и наполнению водой Дона и Волги», – прокомментировал Андрей Кузнецов.

Спикер отметил, что самая мощная за всю историю наблюдений магнитная буря наблюдалась 1-2 сентября 1859 года. Она была вызвана серией крупных вспышек на Солнце и привела к отказу телеграфных систем по всей Европе и Северной Америке. В те дни полярные сияния наблюдались во всех географических широтах, включая приэкваториальные. Магнитные бури такой силы случаются примерно раз в 500 лет. Значительно менее сильные, но также примечательные бури фиксировались в 1921, 1957, 1958, 1959, 1989 и 2003 годах. На их фоне магнитная буря 4 ноября 2021 года особо не выделяется.

Долгая история наблюдений за солнечной активностью научила прогнозировать появление магнитных бурь с заблаговременностью не более, чем примерно за двое суток, то есть не раньше момента появления пятен и вспышек на Солнце, выбросов вещества солнечной атмосферы и короны, наблюдаемых с Земли.

«Что касается самих процессов на Солнце, вызывающих их появление – эти процессы ещё предстоит лучше изучить и понять, прежде чем можно будет говорить об их прогнозировании. Однако ретроспективные наблюдения позволяют с достаточной степенью уверенности ожидать рост солнечной активности в ближайшие 4 – 5 лет в 11-летнем цикле и в ближайшие десятилетия в вековом цикле», – заключил Андрей Кузнецов.

Оксана Кундупьян, к.б.н., доцент кафедры физиологии человека и животных, рассказала о влиянии солнечной активности на здоровье человека, метеозависимости у людей и психологическом воздействии календарей магнитных бурь.

Физиолог отметила, что вопрос о влиянии геомагнитных бурь на состояние здоровья человека в научной литературе является дискуссионным. В настоящий момент существуют две точки зрения на данную проблему: первая - геомагнитные бури вызывают каскад негативных физиологических реакций, которые негативно влияют на здоровье человека; вторая - геомагнитные бури не оказывают достоверного влияния на состояние здоровья человека в целом.

Приверженцами первой теории являются в основном отечественные исследователи, последователи работ Чижевского. По их мнению, изменение магнитного поля Земли под действием солнечной активности приводит к повышению артериального давления, снижению работоспособности, головным болям, повышению тревожности и обострению хронических заболеваний, в том числе и аллергии не только у метеозависимых, но даже и здоровых людей.

«Действительно, в некоторых исследованиях получено влияние магнитного поля на живые организмы (некоторые виды растений и животных) и работу отдельных ферментов. Механизм этого влияния до сих пор остается непонятным», – прокомментировала Оксана Кундупьян.

К приверженцам второй теории относятся отечественные и большая часть иностранных ученых. Они скептически относятся к наличию связи между возмущением геомагнитного поля и субъективно воспринимаемыми отклонениями в здоровье населения. Учёные ссылаются на отсутствие достоверной статистики в имеющихся исследованиях, неоднородность групп обследуемых (разный возраст, различное состояние здоровья) и отсутствие контрольных выборок, где бы проводили долговременные наблюдения за показателями организма.

«Кроме того, существуют работы, показавшие отсутствие связи между геомагнитной активностью и частотой проявления некоторых заболеваний и риска смертности от инсульта или ишемической болезни сердца», – отметила Оксана Кундупьян.

По словам спикера, календари магнитных бурь и предостережения, публикуемые в СМИ, могут оказывать психологическое воздействие на впечатлительных людей с заболеваниями. Спикер подчеркивает, что точность этих календарей сомнительна, потому что прогнозировать магнитные бури можно с заблаговременность не более, чем 2-3 суток. Поэтому публикуемое расписание магнитных бурь на месяц вперед, как правило, — чистое шарлатанство.

«Таким образом, можно говорить о наличии магниточувствительности отдельных систем организма человека (механизм которых пока не известен), но нет оснований связывать геомагнитную активность с рисками для здоровья и жизни человека», – заключила Оксана Кундупьян.