Риск того, что солнечная буря разрушит электрические сети и подводные кабели и даже саму цивилизацию, зависит от угла, под которым она попадает в магнитное поле Земли, и от местного времени суток. Неудивительно, что сила приходящего толчка также важна, но в новом исследовании подчеркивается влияние угла, под которым возникает неоднородность в солнечном ветре. Эта работа улучшит прогнозирование того, какие толчки будут наиболее опасными, что позволит принять меры по смягчению последствий.
Поскольку Солнце находится примерно в максимуме своего цикла, главным эффектом, который испытало большинство людей, были красивые полярные сияния. Было нарушено несколько радиосвязей, но без существенного ущерба. Однако история прошлых событий показывает, что возможно нечто гораздо более серьезное, и наши технологии делают человечество гораздо более уязвимыми, чем когда-либо прежде.
Хотя полярные сияния в конечном счете являются результатом корональных выбросов массы (КВМ), поднимающих плазму от Солнца, большинство из них не вызывают полярных сияний, не говоря уже о разрушениях. Это связано с тем, что подавляющее большинство космических лучей не направлено к Земле — это большая Солнечная система, а планета человечества — довольно маленькая мишень. Когда что-то попадает в магнитное поле Земли, чаще всего это происходит под достаточно большим углом, чтобы вызвать скользящий удар, а не прямое попадание. Это уменьшает силу полярных сияний, но, поскольку негативные эффекты встречаются реже, то и знаний о его воздействии пока недостаточно.
Причина, по которой CME в последнее время стали представлять гораздо большую угрозу, заключается в том, что они могут создавать токи в длинных участках проводящего материала. Это не имело значения, когда копье было самым длинным куском металла в мире, но современные линии электропередач и трубопроводы — совсем другое дело.
«Полярные сияния и геомагнитно-индуцированные токи вызваны схожими факторами космической погоды», — заявил Frontiers News доктор Денни Оливейра из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. Он добавил, что полярное сияние — это визуальное предупреждение, указывающее на то, что электрические токи в космосе могут генерировать эти геомагнитно-индуцированные токи на земле.
Большинство полярных сияний наблюдается только в полярных регионах, но в мае этого года они были замечены на широтах менее 30 градусов. Индуцированные токи также наиболее распространены вблизи магнитных полюсов. Даже в таких отдаленных от полюсов местах, как австралийский Перт, где в мае 2024 года наблюдались великолепные полярные сияния.
Известно, что полярные сияния возникают, когда солнечные частицы попадают в магнитное поле Земли, которое направляет их к магнитным полюсам, где они ионизируют молекулы атмосферы. Однако вторичным механизмом является сжатие нашего магнитного поля из-за так называемых межпланетных толчков, вызванных изменениями плотности и температуры солнечного ветра. Именно последний компонент создает наземные токи.
«Возможно, наиболее сильное негативное воздействие на энергетическую инфраструктуру произошло в марте 1989 года после сильной геомагнитной бури – система Hydro-Quebec в Канаде была отключена почти на девять часов, в результате чего миллионы людей остались без электричества», — подчеркнул Оливейра.
Команда ученых сравнила углы и время суток 332 подземных толчков, произошедших в период с 1999-го по 2023 год, с токами, возникшими в газопроводе в финском Мянтсяле.
Самые сильные токи (более 20 ампер) возникали при наиболее сильных ударах и около полуночи, когда северный магнитный полюс находился между Мянтсялей и Солнцем. Неудивительно, что это совпало с сильными полярными сияниями, но на этой широте полярные сияния происходят гораздо чаще.
«Умеренные течения возникают вскоре после воздействия возмущения, когда на Мянтсяле наступают сумерки по местному времени, в то время как более интенсивные течения возникают около полуночи по местному времени», — объяснил Оливейра.
Чтобы добраться от Солнца до Земли, требуются дни, но ученые не могут предсказать их появление с достаточной точностью в течение большей части этого времени, что вызывает большое разочарование у охотников за полярными сияниями. Однако, по словам Оливейры, угол удара достаточно хорошо известен за два часа до этого. Это гораздо полезнее, чем получасовые предупреждения, которые недавно начало выпускать NASA.
Тем не менее данные, которые использовали Оливейра и его коллеги, не выявили четкой взаимосвязи между углом удара и задержкой до появления тока. Если другие методы не помогут решить эту проблему, инфраструктуре придется оставаться в безопасном режиме дольше, чем это было бы идеально для нормального функционирования, после каждого удара.
«Несмотря на то что Мянтсяла находится в критическом положении, это не дает полной картины по всему миру. Кроме того, в данных по Мянтсале за исследуемый период не хватает нескольких дней, что вынудило нас исключить многие события из нашей базы данных о шоке. Было бы неплохо, если бы мировые энергетические компании предоставили ученым доступ к своим данным для проведения исследований», — отметил Оливейра.
