В мае 2024 года на Солнце произошел взрыв.
Солнце — это огромный шар перегретого газа, называемого плазмой. Поскольку плазма обладает электропроводностью, магнитные поля петляют над солнечной поверхностью. Но разные участки поверхности вращаются с разной скоростью, и поля запутываются. В конце концов, подобно слишком туго натянутой резинке, они могут разорваться, что и произошло в прошлом году.
Гигантские взрывы плазмы, которые мы называем солнечными вспышками, высвободили энергию, сравнимую с энергией миллиона водородных бомб. Части магнитного поля Солнца также вырывались на свободу, превращаясь в магнитные пузыри, наполненные миллиардами тонн плазмы.
Эти пузыри, называемые корональными выбросами массы (КВМ), пронеслись сквозь космос со скоростью, примерно в 6000 раз превышающей скорость гражданского авиалайнера. Через несколько дней один за другим они врезались в магнитное поле, окутывающее Землю. Плазма в каждом КВМ устремлялась к нам, создавая яркие полярные сияния и мощные электрические токи, пронизывающие земную кору.
Возможно, вы даже не заметили. Это похоже на то, как противоположные полюса магнитов с холодильника должны совпасть, чтобы они примагнитились друг к другу. Полюса магнитного поля Земли и входящих корональных выбросов массы должны точно совпасть, чтобы вся плазма в КВМ достигла Земли. В тот раз этого не произошло, и большая часть плазмы улетела в глубокий космос.
Человечеству не всегда так везло. Я историк окружающей среды и автор новой книги об экологической истории нашего места в Солнечной системе (Ripples on the Cosmic Ocean: An Environmental History of Our Place in the Solar System).
Во время написания книги я узнал, что ряд технологических прорывов — от телеграфа до спутников — сделали современное общество очень уязвимым к влиянию солнечных бурь, то есть вспышек и корональных выбросов массы.
Начиная с XIX века солнечные штормы неоднократно меняли жизнь на Земле.
Первое предупреждение: телеграф
Утром 1 сентября 1859 года два молодых астронома, Ричард Кэррингтон и Ричард Ходжсон, стали первыми людьми, увидевшими солнечную вспышку. К их удивлению, она была настолько мощной, что в течение двух минут значительно затмевала все остальное Солнце.
Примерно 18 часов спустя яркие кроваво-красные полярные сияния озарили ночное небо вплоть до экватора на юге, а недавно построенные телеграфные линии вышли из строя по всей Европе и Америке.
Событие Кэррингтона, как позже назвали эту мощную геомагнитную бурю, показало, что окружающая среда Солнца может стремительно меняться. Это также показало, что развивающиеся технологии, такие как электрический телеграф, связывают современную жизнь с чрезвычайной интенсивностью мощных взрывных изменений на Солнце.
Более века все сводилось к небольшим неудобствам, вроде периодических перебоев в телеграфной связи, отчасти потому, что ни одна солнечная буря не могла сравниться по мощности с событием Кэррингтона. Но в то время мировая экономика и вооруженные силы лишь начинали полагаться на технологии, которые оказались крайне уязвимыми к изменениям, связанным с Солнцем.
Предвестник Армагеддона
Затем наступил май 1967 года.
Советские и американские военные корабли столкнулись в Японском море, американские войска вторглись в Северный Вьетнам, а Ближний Восток оказался на грани Шестидневной войны.
Только пугающее сочетание новых технологий удержало США и Советский Союз от полномасштабной войны: ядерные ракеты теперь могли уничтожить страну за считанные минуты, но радары могли вовремя обнаружить их приближение и противник успевал нанести ответный удар. Прямое нападение на любую из сверхдержав было бы самоубийством.
Внезапно 23 мая серия солнечных вспышек обрушилась на Землю мощными радиоволнами, выведя из строя американские радиолокационные станции на Аляске, в Гренландии и Англии.
Синоптики предупреждали офицеров Командования противовоздушной обороны Северной Америки (NORAD) о приближении солнечной бури. Но масштабы отключения радаров убедили офицеров в том, что ответственность за это несет Советский Союз. Именно такие действия СССР мог бы предпринять перед ядерной атакой.
Американские бомбардировщики, оснащенные ядерным оружием, готовились к ответному удару. Солнечная буря настолько нарушила беспроводную связь, что после взлета их, вероятно, было бы невозможно отозвать. В самый последний момент специалисты, используя данные наблюдений за Солнцем, убедили офицеров NORAD, что радары вышли из строя из-за солнечной бури. Возможно, мы живы сегодня благодаря их успеху.
Отключения электроэнергии, трансформаторы и коллапс
В условиях угрозы ядерной войны солнечные бури стали источником экзистенциального риска, то есть потенциальной угрозы самому существованию человечества. Однако масштабы этого риска стали очевидны лишь в марте 1989 года, когда произошли 11 мощных вспышек с корональными выбросами массы.
Более двух десятилетий североамериканские коммунальные компании строили разветвленную систему передачи электроэнергии от электростанций к потребителям. В 1989 году эта система оказалась уязвимой для потоков, которые корональные выбросы массы направили в земную кору.
В Квебеке кристаллическая порода под городом плохо проводит электричество. Вместо того чтобы течь сквозь породу, ток устремился в крупнейшую в мире систему гидроэлектропередач. Она дала сбой, оставив миллионы людей без электричества в условиях низких температур.
Ремонтные работы выявили нечто странное: ток повредил несколько трансформаторов, представляющих собой огромные специальные устройства, передающие электроэнергию между цепями.
Замена трансформаторов может занимать много месяцев. Если бы ураган 1989 года был столь же мощным, как «Событие Кэррингтона», сотни трансформаторов могли бы быть разрушены. Восстановление электроснабжения по всей Северной Америке могло бы занять годы.
Солнечные бури: экзистенциальный риск
Но было ли событие Кэррингтона на самом деле самой страшной бурей, которую может вызвать Солнце?
Ученые придерживались этой точки зрения, пока в 2012 году группа японских ученых не обнаружила свидетельства необычайного всплеска высокоэнергетических частиц в годичных кольцах деревьев, датируемых VIII веком н. э. Основное объяснение этому — мощные солнечные бури, превосходящие событие Кэррингтона. Сейчас ученые подсчитали, что эти «события Мияке» происходят раз в несколько столетий.
Астрономы также обнаружили, что каждое столетие звезды, подобные Солнцу, могут взрываться супервспышками, мощность которых может до 10 000 раз превышать мощность самых мощных солнечных вспышек, когда-либо наблюдавшихся. Поскольку Солнце старше и вращается медленнее многих звезд, его супервспышки могут происходить гораздо реже, возможно, раз в 3000 лет.
Тем не менее это тревожит. Когда-то мощные солнечные бури вызывали лишь яркие полярные сияния, на которые любовалось человечество. Сегодня цивилизация зависит от электрических сетей, которые позволяют товарам, информации и людям перемещаться по всему миру: от канализационных систем до созвездий из спутников.
Что произойдет, если эти системы внезапно рухнут в масштабах континента на месяцы, а то и годы? Погибнут ли миллионы людей? И может ли одна солнечная буря стать причиной такого?
Исследователи работают над ответами на эти вопросы. Пока что одно можно сказать наверняка: для защиты ученые должны следить за Солнцем в режиме реального времени. Таким образом, операторы смогут уменьшить или перенаправить поток электроэнергии, проходящий через сети, при приближении коронального выброса массы. Небольшая подготовка может предотвратить коллапс.
К счастью, спутники и телескопы на Земле постоянно наблюдают за Солнцем. Однако в США недавние попытки сократить научный бюджет НАСА поставили под вопрос планы замены устаревших спутников, наблюдающих за Солнцем. Даже Солнечный телескоп имени Дэниела К. Иноуэ, ведущая в мире солнечная обсерватория, может вскоре закрыться.
Все это напоминает о нашей склонности недооценивать экзистенциальные риски. До тех пор, пока не станет слишком поздно.
Сообщение Солнцезависимость: истории, рассказанные магнитными бурями появились сначала на Идеономика – Умные о главном.
