Magnetinės audros: dalykai, kurių nežinojote apie šį reiškinį

Magnetinės audros – tai nepaprasti gamtos reiškiniai, vykstantys kuomet Žemės magnetinį lauką sutrikdo Saulės veikla – Saulės vainikinės masės išmetimai (CME) arba Saulės žybsniai. Nors šie terminai gali skambėti sudėtingai, magnetinės audros yra be galo įdomi ir įtraukianti tema.

Toks reiškinys gali sukurti ne tik stulbinančias dangaus pašvaistes, kurias skubėsime fotografuoti, bet taip pat ir sutrikdyti šiuolaikinių technologijų bei moderniosios infrastruktūros veiklą. Pasinerkime į magnetinių audrų pasaulį ir atskleiskime keletą mažiau žinomų faktų apie šį galingą reiškinį!

Kas yra magnetinė audra?

Magnetinė audra, paprastai kalbant, yra Žemės magnetinio lauko sutrikdymas. Tokį sutrikdymą paprastai sukelia Saulės vainikinės masės išmetimai (CME) arba Saulės žybsniai, kai didžiuliai Saulės vėjo ar magnetinio lauko pliūpsniai iš Saulės lekia tiesiai į Žemę.

Kai šie Saulės vėjai patenka į mūsų planetos jonosferą – Žemės atmosferos sluoksnį, kupiną įkrautų dalelių – prasideda magnetinė audra. Paprastai tai įvyksta praėjus 24-36 valandoms po to, kai Saulė ima svaidytis pliūpsniais, ir gali trukti nuo 24 iki 48 valandų, nors kai kurios audros gali tęstis net kelias dienas.

Magnetinių audrų poveikis

Magnetinės audros nėra tik mokslinė įdomybė – jos turi realių pasekmių. Štai keletas svarbiausių padarinių:

1. Susisiekimo ir navigacijos sistemų trikdžiai: magnetinės audros įkrautos dalelės gali sutrikdyti įprastą radijo signalų ir GPS sistemų veiklą, todėl lėktuvams, laivams ir net automobiliams tampa gali tapti sunku tiksliai orientuotis.
2. Intensyvios poliarinės pašvaistės: vienas iš gražiausių magnetinės audros padarinių yra poliarinės pašvaistės (lot. aurora polaris, tad kartais vadinamos tiesiog auroromis) – dažnai vadinamos šiaurės arba pietų pašvaistėmis. Jos atsiranda audros dalelėms sąveikaujant su Žemės magnetiniu lauku, todėl danguje susidaro pribloškiantis šviesų šou.
3. Žala palydovams: aplink Žemę skriejantys palydovai gali būti pažeisti magnetinės audros energinių dalelių. Dėl to gali laikinai arba visam laikui dingti palydovinės paslaugos, įskaitant televizijos, interneto ir orų prognozavimo paslaugas.
4. Elektros energijos tiekimo sutrikimai ir žala infrastruktūrai: sunkiais atvejais magnetinės audros gali indukuoti elektros srovę elektros linijose, dėl to gali nutrūkti elektros energijos tiekimas. Negana to, stiprios magnetinės bangos pažeidžia transformatorius ir vamzdynus. Vienas tokių pavyzdžių – 1989 m. magnetinė audra, dėl kurios Kvebeke nutrūko elektros energijos tiekimas ir nukentėjo šeši milijonai žmonių.

Trumpa stiprių magnetinių audrų istorija

Magnetinės audros nėra kasdienis reiškinys, tačiau kai jos kyla, poveikis gali būti labai stiprus. Vienos didžiausių magnetinių audrų įvyko 1859 ir 1989 metais.

• 1859 m. Saulės super audra: ši audra, dar vadinama Karingtono įvykiu, yra pati galingiausia iš visų užfiksuotų audrų. Ji vyko 1859 m. rugpjūčio 28 d. – rugsėjo 2 d. ir buvo tokia stipri, kad pašvaistės buvo matomos iki pat Meksikos ir Havajų. Audra padarė didelę žalą telegrafo sistemoms, kai kurie laidai dėl intensyvios elektromagnetinės energijos užsidegė. Šis įvykis svarbus ir tuo, kad buvo vienas pirmųjų atvejų, kai magnetinę audrą prognozavo iš anksto remiantis Saulės dėmių stebėjimais.
• 1989 m. „Hydro-Québec“ audra: magnetinė audra 1989 m. sukėlė „Hydro-Québec“ elektros energijos tiekimo tinklo griūtį Kanadoje. Per kelias sekundes elektros linijų indukcinės srovės išmušė transformatorių šerdis, dėl to devynias valandas buvo nutrauktas elektros energijos tiekimas, nuo kurio nukentėjo milijonai žmonių. Audra taip pat padarė didelę žalą palydovams, o ekonominiai nuostoliai siekė dešimtis milijonų dolerių.

Magnetinių audrų pavojai astronautams

Nors magnetinės audros gali sukelti rimtų sutrikimų Žemėje, jos ypač pavojingos astronautams kosmose. Skirtingai nei Žemėje, kur mus saugo planetos magnetinis laukas, astronautai kosmose magnetinės audros metu patiria didelės radiacijos poveikį. Ši spinduliuotė gali būti mirtina, jei nuo jos nėra tinkamai apsaugota.

Pavyzdžiui, per stiprią audrą Mėnulyje astronautas gali gauti 7000 rem radiacijos dozę, kuri gerokai viršija mirtiną ribą. Laiku įspėtas, jis galėtų pasislėpti po Mėnulio žeme ir taip sumažinti apšvitą.

Mokslas, slypintis už magnetinių bangų

Saulė, mūsų artimiausia žvaigždė, yra nuolat aktyvi, o jos magnetinis laukas yra ištisinio srauto būsenoje. Šis aktyvumas didėja per 11 metų ciklą ir pasiekia kulminaciją per Saulės maksimumą, kuomet dažniausiai pasitaiko Saulės žybsniai ir vainikinės masės išmetimai. Išsiveržus CME arba Saulės žybsniui, Saulės vėjo smūginė banga lekia į Žemę. Jei šis vėjas pakankamai stiprus, jis gali sutrikdyti Žemės magnetosferą ir sukelti magnetinę audrą.

Yra trys pagrindiniai Saulės audrų, galinčių paveikti Žemę, tipai:

1. Radijo ryšio nutrūkimas: šį reiškinį sukelia Saulės žybsniai, kurie gali sutrikdyti radijo ryšį, ypač didesniame aukštyje, kur atmosfera yra plonesnė. Jie įvyksta greitai, dažnai be įspėjimo, o jų poveikis paprastai būna trumpalaikis.
2. Saulės spinduliuotės audros: jos susijusios su labai padidėjusiu energingų protonų skaičiumi netoli Žemės, keliančiu pavojų astronautams ir palydovams. Jos gali trukti kelias valandas ar net dienas.
3. Geomagnetinės audros: šios audros yra galingiausios iš visų trijų audrų. Sukeldamos pašvaistes tuo pačiu gali pakenkti ir Žemės infrastruktūrai. Geomagnetinės audros kyla, kai vainikinės masės išmetimai arba Saulės žybsniai paveikia Žemės magnetinį lauką ir sukelia energinių dalelių kaskadą, kuri sutrikdo jonosferą ir magnetosferą.

Magnetinių audrų dažnumas ir stiprumas

Didelės magnetinės audros kyla palyginti retai – maždaug kartą per dešimtmetį. Stipriausios audros, tokios kaip Karingtono įvykis, įvyksta kartą per šimtmetį.

Artėjant dabartinio Saulės ciklo pikui, kuris turėtų būti pasiektas apie 2025 m., mokslininkai atidžiai stebi Saulės aktyvumą, kad galėtų numatyti ir sušvelninti galimų magnetinių audrų poveikį.

Pasiruošimas kitai didelei magnetinei audrai

Atsižvelgiant į galimus didelius sutrikimus, labai svarbu pasirengti kitai didelei magnetinei audrai. Tam reikia atidžiai stebėti Saulės aktyvumą ir kurti išankstinio perspėjimo sistemas, kad turėtume pakankamai laiko apsaugoti palydovus, pakeisti skrydžių maršrutus ir apsaugoti elektros tinklus. Tokios agentūros, kaip NASA ir NOAA naudoja pažangias technologijas sebėti saulės žybsnius ir vainikinius saulės išmetimus bei prognozuoti jų poveikį Žemei.

Magnetinės kosmoso paslaptys: ar kada jas visas atskleisime?

Magnetinės audros, nors į jas dažnai nekreipiama dėmesio, labai primena apie Saulės įtaką mūsų planetai. Jos liudija apie sudėtingus Žemės ir Saulės santykius – nuo gražių poros žybsnių iki šiuolaikinių technologijų trikdžių. Kadangi ir toliau vis labiau pasikliaujame technologijomis, magnetinių audrų supratimas ir pasiruošimas joms tampa kaskart svarbesnis. Studijuodami praeities audras ir stebėdami dabartinį Saulės aktyvumą, galime geriau numatyti ir sušvelninti šių įdomių gamtos reiškinių poveikį mūsų Žemei.

Šaltiniai:

1. https://www.mentalfloss.com/posts/solar-storms-northern-lights-facts
2. https://www.allthescience.org/what-is-a-magnetic-storm.htm
3. https://www.space.com/magnetic-storm-historic-earth-solar-flares-power-grid
4. https://www.usgs.gov/news/featured-story/5-geomagnetic-storms-reshaped-society
5. https://www.usgs.gov/publications/march-1940-superstorm-geoelectromagnetic-hazards-and-impacts-american-communication
6. https://www.usgs.gov/publications/mapping-a-magnetic-superstorm-march-1989-geoelectric-hazards-and-impacts-united-states
7. https://www.usgs.gov/faqs/what-a-magnetic-storm
8. https://www.cnet.com/science/solar-storms-five-facts-you-should-know/
   
   Nuotraukos asociatyvinės © Canva.