Дело не в ядре: раскрыта тайна магнитного поля Земли
Учёные заглянули в самое начало эволюции планеты и обнаружили, что её знаменитый антирадиационный щит на самом деле возник не так, как мы привыкли думать.
Как устроена магнитосфера Земли
Планета находится в гигантском облаке смертоносных частиц, идущих от Солнца и от всей Галактики в целом. И мы живём на этой планете потому, что данные частицы на нас не обрушиваются: сильное магнитное поле Земли заставляет их огибать её и следовать дальше в космос. Притом мощный солнечный ветер как бы сплющивает магнитосферу с той стороны, которая смотрит на светило. Но даже при этом она простирается на 70 тысяч километров — это добрый десяток радиусов Земли. А с другой стороны магнитное поле образует и вовсе исполинский шлейф на пару сотен земных радиусов.
Что создаёт магнитное поле Земли
В 1905 году Альберт Эйнштейн назвал этот вопрос одной из главных загадок физики XX века. Надо признать, спустя сто лет нельзя сказать, что она разгадана окончательно. Мы знаем, что магнитное поле возникает там, где есть электрический ток. Значит, планета Земля представляет собой гигантский электрогенератор. Спрашивается, как в недрах возникает это электричество? Самой убедительной считают теорию динамо: сначала от трения потоков расплавленное вещество электризуется, возникает ток — и вместе с ним магнитное поле, а потом эти же потоки проходят сквозь поле — и из-за этого опять возникает ток. И так далее бесконечно. А трение возникает, например, потому, что в жидких (или, скорее, вязких) слоях планеты идёт конвекция: более горячее вещество поднимается кверху, менее горячее опускается вниз. К тому же планета вращается вокруг своей оси, а это неизбежно означает какие-то движения в её разнородных недрах.
Сибирская сила. Что на самом деле сдвигает «северный» магнитный полюс
Где рождается земной магнетизм
До сих пор мы были уверены, что, разумеется, в ядре. Оно состоит из двух частей: внешней жидкой оболочки из расплавленного железа и сердцевины — она тоже железная, но из-за неимоверного давления твёрдая. И вот при взаимодействии твёрдой и жидкой частей возникает теплообмен, конвективные потоки и, как следствие, электричество. Как известно, железо прекрасно проводит ток, так что всё сходится.
Впрочем, как выясняется, всё, да не всё. Дело в том, что сердцевина стала твёрдой сравнительно недавно — полтора миллиарда лет назад. Но учёные убеждены, что магнитное поле Земли возникло никак не позже 4,2 миллиарда лет назад. По сути, оно родилось вскоре после самой планеты — ей как раз примерно четыре с половиной миллиарда лет. Возник вопрос, что создавало магнетизм на ранних этапах эволюции Земли.
Зацепка появилась в 2007 году. Тогда французские учёные заявили, что нижний слой земной мантии оставался жидким примерно пару миллиардов лет. Сейчас, надо сказать, мантия почти вся твёрдая, опять же из-за давления. Лишь в самой верхней части остаётся вязкая магма, которая иногда вырывается на поверхность из жерл вулканов.
Проблема в том, что даже в виде пластичной жижи мантийное вещество всегда считали очень плохим проводником электричества. Но дело в том, что тестировать его где-то в лаборатории — это совсем не то, что понаблюдать за ним в недрах Земли. Поэтому учёные из Калифорнийского университета в Сан-Диего решили всё выяснить самым, вероятно, продвинутым на сегодняшний день способом — путём вычислений, основанных на принципах квантовой механики. Это позволило смоделировать поведение вещества не здесь, на поверхности, а именно у самого земного ядра. Так вот, выяснилось, что на такой глубине мантия вполне себе электропроводна — во всяком случае, динамо поддерживать может.
Значит, именно мантия изначально защищала Землю своим покрывалом. И без неё жизни на планете могло и не быть.
Самое интересное из мира науки и технологий — в телеграм-канале автора.
Щит для Земли: зачем нашей планете магнитное поле и как оно изменяется?
Магнитное поле защищает поверхность Земли от солнечного ветра и вредного космического излучения. Оно работает как своеобразный щит — без его существования атмосфера была бы разрушена. Рассказываем, как формировалось и менялось магнитное поле Земли.
Читайте «Хайтек» в
Строение и характеристики магнитного поля Земли
Магнитное поле Земли, или геомагнитное поле — магнитное поле, генерируемое внутриземными источниками. Предмет изучения геомагнетизма. Появилось 4,2 млрд лет назад.
Собственное магнитное поле Земли (геомагнитное поле) можно разделить на cледующие основные части:
Более чем на 90% оно состоит из поля, источник которого находится внутри Земли, в жидком внешнем ядре, — эта часть называется главным, основным или нормальным полем.
Оно аппроксимируется в виде ряда по гармоникам — ряда Гаусса, а в первом приближении вблизи поверхности Земли (до трех ее радиусов) близко к полю магнитного диполя, то есть имеет такой вид, как будто земной шар представляет собой полосовой магнит с осью, направленной приблизительно с севера на юг.
Реальные силовые линии магнитного поля Земли, хотя в среднем и близки к силовым линиям диполя, отличаются от них местными нерегулярностями, связанными с наличием намагниченных пород в коре, расположенных близко к поверхности.
Из-за этого в некоторых местах на земной поверхности параметры поля сильно отличаются от значений в близлежащих районах, образуя так называемые магнитные аномалии. Они могут накладываться одна на другую, если вызывающие их намагниченные тела залегают на разных глубинах.
Оно определяется источниками в виде токовых систем, находящимися за пределами земной поверхности, в ее атмосфере. В верхней части атмосферы (100 км и выше) — ионосфере — ее молекулы ионизируются, формируя плотную холодную плазму, поднимающуюся выше, поэтому часть магнитосферы Земли выше ионосферы, простирающаяся на расстояние до трех ее радиусов, называется плазмосферой.
Плазма удерживается магнитным полем Земли, но ее состояние определяется его взаимодействием с солнечным ветром — потоком плазмы солнечной короны.
Таким образом, на большем удалении от поверхности Земли магнитное поле несимметрично, так как искажается под действием солнечного ветра: со стороны Солнца оно сжимается, а в направлении от Солнца приобретает «шлейф», который простирается на сотни тысяч километров, выходя за орбиту Луны.
Эта своеобразная «хвостатая» форма возникает, когда плазма солнечного ветра и солнечных корпускулярных потоков как бы обтекают земную магнитосферу — область околоземного космического пространства, еще контролируемую магнитным полем Земли, а не Солнца и других межпланетных источников.
Она отделяется от межпланетного пространства магнитопаузой, где динамическое давление солнечного ветра уравновешивается давлением собственного магнитного поля.
Наглядное представление о положении линий магнитной индукции поля Земли дает магнитная стрелка, закрепленная таким образом, что может свободно вращаться и вокруг вертикальной, и вокруг горизонтальной оси (например, в кардановом подвесе), — в каждой точке вблизи поверхности Земли она устанавливается определённым образом вдоль этих линий.
Поскольку магнитные и географические полюса не совпадают, магнитная стрелка указывает направление с севера на юг только приблизительно.
Вертикальную плоскость, в которой устанавливается магнитная стрелка, называют плоскостью магнитного меридиана данного места, а линию, по которой эта плоскость пересекается с поверхностью Земли, — магнитным меридианом.
Таким образом, магнитные меридианы — это проекции силовых линий магнитного поля Земли на ее поверхность, сходящиеся в северном и южном магнитных полюсах. Угол между направлениями магнитного и географического меридианов называют магнитным склонением.
Оно может быть западным (часто обозначается знаком «−») или восточным (знак «+») в зависимости от того, к западу или востоку отклоняется северный полюс магнитной стрелки от вертикальной плоскости географического меридиана.
Далее линии магнитного поля Земли, вообще говоря, не параллельны ее поверхности. Это означает, что магнитная индукция поля Земли не лежит в плоскости горизонта данного места, а образует с этой плоскостью некий угол — он называется магнитным наклонением. Оно близко к нулю лишь в точках магнитного экватора — окружности большого круга в плоскости, которая перпендикулярна к магнитной оси.
Природа магнитного поля Земли
Впервые объяснить существование магнитных полей Земли и Солнца попытался Дж. Лармор в 1919 году, предложив концепцию динамо, согласно которой поддержание магнитного поля небесного тела происходит под действием гидродинамического движения электропроводящей среды.
Однако в 1934 году Т. Каулинг доказал теорему о невозможности поддержания осесимметричного магнитного поля посредством гидродинамического динамо-механизма.
А поскольку большинство изучаемых небесных тел (и тем более Земля) считались аксиально-симметричными, на основании этого можно было сделать предположение, что их поле тоже будет аксиально-симметричным, и тогда его генерация по такому принципу будет невозможна согласно этой теорем.
Даже Альберт Эйнштейн скептически относился к осуществимости такого динамо при условии невозможности существования простых (симметричных) решений. Лишь гораздо позже было показано, что не у всех уравнений с аксиальной симметрией, описывающих процесс генерации магнитного поля, решение будет аксиально-симметричным, и в 1950-х годах. несимметричные решения были найдены.
С тех пор теория динамо успешно развивается, и на сегодняшний день общепринятым наиболее вероятным объяснением происхождения магнитного поля Земли и других планет является самовозбуждающийся динамо-механизм, основанный на генерации электрического тока в проводнике при его движении в магнитном поле, порождаемом и усиливаемом самими этими токами.
Необходимые условия создаются в ядре Земли: в жидком внешнем ядре, состоящем в основном из железа при температуре порядка 4–6 тысяч кельвинов, которое отлично проводит ток, создаются конвективные потоки, отводящие от твердого внутреннего ядра тепло (генерируемое благодаря распаду радиоактивных элементов либо освобождению скрытой теплоты при затвердевании вещества на границе между внутренним и внешним ядром по мере постепенного остывания планеты).
Силы Кориолиса закручивают эти потоки в характерные спирали, образующие так называемые столбы Тейлора. Благодаря трению слоев они приобретают электрический заряд, формируя контурные токи. Таким образом, создается система токов, циркулирующих по проводящему контуру в движущихся в (изначально присутствующем, пусть и очень слабом) магнитном поле проводниках, как в диске Фарадея.
Она создает магнитное поле, которое при благоприятной геометрии течений усиливает начальное поле, а это, в свою очередь, усиливает ток, и процесс усиления продолжается до тех пор, пока растущие с увеличением тока потери на джоулево тепло не уравновесят притоки энергии, поступающей за счет гидродинамических движений.
Высказывались предположения, что динамо может возбуждаться за счет прецессии или приливных сил, то есть что источником энергии является вращение Земли, однако наиболее распространена и разработана гипотеза о том, что это все же именно термохимическая конвекция.
Изменения магнитного поля Земли
Инверсия магнитного поля — изменение направления магнитного поля Земли в геологической истории планеты (определяется палеомагнитным методом).
При инверсии северный магнитный полюс и южный магнитный полюс меняются местами, и стрелка компаса начинает показывать противоположное направление. Инверсия — относительно редкое явление, которое ни разу не происходило за время существования Homo sapiens. Предположительно, последний раз оно произошло около 780 тысяч лет назад.
Инверсии магнитного поля происходили через интервалы времени от десятков тысяч лет до огромных промежутков спокойного магнитного поля в десятки миллионов лет, когда инверсии не происходили.
Таким образом, не обнаружено никакой периодичности в смене полюсов, и этот процесс считается стохастическим. За длительными периодами спокойного магнитного поля могут следовать периоды многократных инверсий с различной длительностью и наоборот. Как показывают исследования, смена магнитных полюсов может длиться от нескольких сотен до нескольких сотен тысяч лет.
Специалисты из Университета Джонса Хопкинса (США) предполагают, что во время инверсий магнитосфера Земли ослабевала настолько, что космическое излучение могло достигать поверхности Земли, поэтому это явление могло наносить вред живым организмам на планете, а очередная смена полюсов может привести к еще более серьезным последствиям для человечества вплоть до глобальной катастрофы.
Научные работы в последние годы показали (в том числе и в эксперименте) возможность случайных изменений направления магнитного поля («перескоков») в стационарном турбулентном динамо. По словам заведующего лабораторией геомагнетизма Института физики Земли Владимира Павлова, инверсия — достаточно длинный по человеческим меркам процесс.
Геофизики из Лидского университета Йон Маунд и Фил Ливермор полагают, что через пару тысяч лет произойдет инверсия магнитного поля Земли.
Смещение магнитных полюсов Земли
Впервые координаты магнитного полюса в Северном полушарии были определены в 1831 году, повторно — в 1904 году, затем в 1948 году и 1962, 1973, 1984, 1994 годах; в Южном полушарии — в 1841 году, повторно — в 1908 году. Смещение магнитных полюсов регистрируется с 1885 года. За последние 100 лет магнитный полюс в Южном полушарии переместился почти на 900 км и вышел в Южный океан.
Новейшие данные по состоянию арктического магнитного полюса (движущегося по направлению к Восточно-Сибирской мировой магнитной аномалии через Северный Ледовитый океан) показали, что с 1973 по 1984 год его пробег составил 120 км, с 1984 по 1994 год — более 150 км. Хотя эти данные расчетные, они подтверждены замерами северного магнитного полюса.
После 1831 года, когда положение полюса было зафиксировано впервые, к 2019 году полюс сместился уже более чем на 2 300 км в сторону Сибири и продолжает двигаться с ускорением.
Скорость его перемещения увеличилась с 15 км в год в 2000 году до 55 км в год в 2019 году. Такой быстрый дрейф приводит к необходимости более частой корректировки навигационных систем, использующих магнитное поле Земли, например, в компасах в смартфонах или в резервных системах навигации кораблей и самолетов.
Напряженность земного магнитного поля падает, причем неравномерно. За последние 22 года она уменьшилась в среднем на 1,7 %, а в некоторых регионах, — например в южной части Атлантического океана, — на 10%. В некоторых местах напряженность магнитного поля, вопреки общей тенденции, даже возросла.
Ускорение движения полюсов (в среднем на 3 км/год) и движение их по коридорам инверсии магнитных полюсов (эти коридоры позволили выявить более 400 палеоинверсий) позволяет предположить, что в данном перемещении полюсов следует усматривать не экскурс, а очередную инверсию магнитного поля Земли.
Как появилось магнитное поле Земли?
Специалисты океанографического Института Скриппса и Калифорнийского Университета предположили, что магнитное поле планеты сформировалось благодаря мантии. Американские ученые развили гипотезу, предложенную 13 лет назад группой исследователей из Франции.
Известно, что в течение долгого времени профессионалы утверждали, что именно внешнее ядро Земли генерировало ее магнитное поле. Но потом специалисты из Франции предположили, что мантия планеты была всегда твердой (с момента своего рождения).
Это заключение и заставило ученых задуматься о том, что не ядро могло формировать магнитное поле, а жидкая часть нижней мантии. Состав мантии представляет собой силикатный материал, который считается плохим проводником.
Но так как нижняя мантия должна была оставаться жидкой в течение миллиардов лет, движения жидкости внутри нее не производило электрического тока, а ведь для генерации магнитного поля он был просто необходим.
Сегодня профессионалы считают, что мантия могла быть более мощным проводником, чем считалось прежде. Такое умозаключение специалистов вполне оправдывает состояние ранней Земли. Силикатное динамо возможно только в том случае, если электропроводность ее жидкой части была намного выше и имела низкие показатели давления и температуры.
Инверсия магнитного поля Земли: человечество на пороге глобальной катастрофы?
Многие глобальные процессы на земле нам кажутся незыблемыми и постоянными. К примеру, мы знаем, что земля делает оборот вокруг своей оси за 24 часа, и по-другому быть не может. Но на самом деле ранее Земля вращалась гораздо быстрее, но потом скорость ее вращения замедлилась, что привело к «кислородной катастрофе». Да и сейчас скорость вращения нашей планеты весьма нестабильна. Аналогичная ситуация и с магнитными полюсами — они тоже непостоянны. Во-первых, расположены не строго на южном и северном географических полюсах, как многие полагают. Во-вторых, постоянно находятся в движении. А северный магнитный полюс вообще в последнее время с достаточно высокой скоростью стал перемещаться в сторону евразийского континента. Более того, ученые пришли к выводу, что периодически южный и северный магнитные полюса меняются местами. Этот процесс называется инверсией магнитного поля Земли. Явление происходит крайне редко, и за время существования Homo sapiens не происходило еще ни разу. Отсюда возникает вопрос, может ли оно повториться в ближайшее время и скажется ли на жизни на Земле?
Северный и южный полюса Земли периодически меняются местами — этот процесс называется инверсией
Как часто происходит инверсия магнитного поля
По расчетам ученых, последний раз инверсия магнитного поля происходила на Земле 780 тысяч лет назад. Но как часто происходит это явление? Интервалы могут быть разными, от нескольких десятков тысяч лет, до десятков миллионов. Грубо говоря, она может случиться как в любой момент, так и не случиться вообще.
Сам процесс смены полюсов, по оценкам ученых, тоже не быстрый. Он может длиться от нескольких сотен, до нескольких тысяч лет. Как предполагают некоторые ученые, начавшееся ускорение движение северного магнитного полюса может свидетельствовать о начале инверсии магнитного поля.
В чем опасность от смены магнитных полюсов
Специалисты из университета Джонса Хопкинса пришли к выводу, что в процессе инверсии магнитное поле Земли настолько ослабевает, что перестает защищать планету от космического излучения. Поэтому следующая смена полюсов может грозить человечеству глобальной катастрофой.
Конечно, впоследствии магнитное поле восстанавливается, причем по геологическим масштабам сравнительно быстро. Однако по человеческим меркам этот срок очень большой, составляет десятки тысяч лет. За это время на планете от космической радиации может погибнуть практически все живое.
В результате снижения напряженности магнитного поля Земля не сможет противостоять космическому излучению
Как говорит кандидат физико-математических наук Владимир Павлов из Института физики Земли РАН. Ученым известно, что в периоды инверсий, которые многократно случались на нашей планете, сила магнитного поля падала в 8-10 раз ниже нормы. Поэтому существует даже мнение, что именно инверсии становились причиной массовых вымираний на Земле. В частности. Сильное космическое излучение привело к вымиранию мамонтов и неандертальцев. Подробные результаты исследований опубликованы в журнале Science.
Ученые изучали событие Лашамп, которое произошло примерно 41,4 тысячи лет назад. Это была не полноценная инверсия, а кратковременное изменение магнитного поля. Тогда его напряженность стремительно снижалась на протяжении полутора тысяч лет. В результате планета подвергалась сильному космическому излучению. Понять, как это событие повлияло на жизнь на планете позволило окаменевшее дерево Agathis australis, которое в 2019 году нашли в Новой Зеландии.
Что примечательно, примерно в то же время появились первые образцы наскальной живописи, которые древние люди наносили охрой. Ученые предполагают, что Homo sapiens приходилось часто прятаться в пещерах от ультрафиолетового излучения. А сама охра вначале применялась для защиты тела от солнечного излучения, а уже потом для наскальных рисунков.
Неандертальцы возможно вымерли в результате снижения уровня магнитного поля Земли
Конечно, в случае очередного уменьшения напряженности магнитного поля человечество наверняка придумает способы как защититься от солнечной радиации. Однако, у нас на земле выстроена мощная техносфера, которая весьма чувствительна к природным катаклизмам. Поэтому инверсия вызовет коллапс самых разных электрических систем.
Если мысли о глобальной катастрофе вас встревожила, обязательно подпишитесь на наш Telegram-канал, где веселые мемы и шутки вам обязательно поднимут настроение.
Процесс смены полюсов на Земле уже начался?
По словам Владимира Павлова последние несколько миллионов лет на Земле инверсия происходила с частотой 4-5 раз в течение миллиона лет. Соответственно, средняя периодичность равнялась 200-250 тысячам лет. Но, как мы сказали выше, последняя смена полюсов произошла 780 тысяч лет назад. Подобная задержка сама по себе является поводом для беспокойства.
Причем ученые уже сейчас фиксируют первые возможные симптомы этого процесса. В частности, отмечается снижение напряженности магнитного поля Земли, которое за последние 150 лет уменьшилось на 10%. Но главное опасение вызывает упомянутый выше северный магнитный полюс земли. Он, как и южный, всегда находился в движении. Однако его траектория и скорость ранее были постоянными. В последнее же время отмечается резкое ускорение. За год он перемещается на 65 километров. Причем, скорость с каждым годом нарастает.
Ускорение движения северного магнитного полюса может свидетельствовать о скорой инверсии магнитного поля
Какие еще природные и космические процессы угрожают человечеству в ближайшем будущем? Материалы с научными обоснованиями на эту тему вы найдете на нашем Яндекс.Дзен-канале.
.
Северный магнитный полюс уже преодолел 200-мильную зону Канады и движется в сторону российского арктического побережья. Через 50 лет он достигнет архипелага Северная Земля. А если будет ускоряться, то появится здесь еще раньше.
По какой причине происходит инверсия полюсов и какие процессы в недрах земли сопровождают это явление, науке пока неизвестно. Поэтому делать точные прогнозы о сроках и начале инверсии практически невозможно. Но зато можно точно сказать одно — процесс переполюсовки очень долгоиграющий. А значит ни мы с вами, ни наши дети, ни внуки или правнуки не смогут ощутить его на себе. Гораздо более опасным является глобальное потепление, последствия которого ощущаются уже сегодня.
Магнитное поле земли видео
Зарисовка геомагнитной бури
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.
Природа геомагнитной бури. Источник РИАНОВОСТИ
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.
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.
Солнечные пятна 1 сентября 1859 года, сделанные Кэррингтоном в отчете. A и B отмечают начальные позиции очень яркого события, которое в течение пяти минут переместилось в C и D, прежде чем исчезнуть.
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…«.
«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.
Магнитограммы на 30 августа и 2 сентября, сделанные магнитометрами Гринвичской обсерватории
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.
