&nbsp

— Магнитные бури  — это сильные изменения в магнитном поле Земли, вызванные аномально большим потоком заряженных частиц, поступивших от Солнца. От светила даже в его спокойном состоянии всегда идет излучение: гамма- и рентгеновское, видимый свет, инфракрасное излучение, радиоволны. Кроме этого, с поверхности Солнца постоянно истекает поток заряженных частиц вместе с «вмороженным» в него магнитным полем. Этот поток частиц называют солнечным ветром, он деформирует магнитные поля планет, делает хвосты комет направленными в сторону, противоположную Солнцу, защищает солнечную систему от проникновения других звездных ветров. Из-за солнечного ветра, например, магнитное поле Земли простирается на расстояние до 70–80 тысяч километров в сторону Солнца и миллионы километров в противоположном направлении. К Земле поток заряженных частиц подходит со скоростью около 400–500 км / с. Как правило, верхние слои атмосферы Земли поглощают гамма-, рентгеновское и ультрафиолетовое излучение, пропуская видимый свет и тепло от Солнца, а заряженные частицы захватываются магнитным полем Земли и собираются в радиационных поясах. Это обычное состояние космической погоды при спокойном Солнце. Но оно не всегда бывает в спокойном состоянии. У него бывают активные периоды, когда на его поверхности начинают появляться солнечные пятна, происходят вспышки и выбросы большого количества солнечного вещества. Например, во время вспышки, которая длится несколько минут, выделяется энергия, приблизительно в сто раз превышающая тепловую энергию, которую можно было бы получить при сжигании всех разведанных запасов нефти и угля на Земле. Вся эта энергия обычно реализуется в виде рентгеновского и ультрафиолетового излучения, генерацией ударных волн и выбросом облаков плазмы. Если вспышка была направлена в сторону Земли, то примерно через 8 минут рентгеновское и ультрафиолетовое излучение приходит к нашей планете. В земной атмосфере на высоте от 50 до 90 км рентгеновское излучение начинает разбивать нейтральные атомы на ионы и электроны. Если энергия вспышки не очень высокая, то ионизация верхних слоев земной атмосферы приведет лишь к небольшому усилению токов, циркулирующих в атмосфере, и небольшим колебаниям значений магнитного поля, охватывающим весь земной шар. Такие импульсные изменения магнитного поля бывают в пределах десятков нанотесла. Их называют внезапными началами, но иногда они являются началом магнитной бури.

Магнитная буря состоит из трех фаз: начальной, главной и восстановления. Продолжительность начальной фазы бывает от 10 минут до 6 часов и более. В это время происходит сильная ионизация верхних слоев атмосферы, что вызывает нарушение коротковолновой радиосвязи. Ультрафиолетовое излучение вызывает нагрев атмосферы Земли на высотах от 150 км и выше. Это область, где движутся спутники, чрезмерный нагрев вызывает изменение траекторий их движения. Через несколько часов после начала вспышки к Земле прибывают высокоэнергичные протоны. Их захватывает магнитное поле Земли и направляет в приполярные области, где они тоже начинают разбивать нейтральные атомы, но уже в нижних слоях атмосферы, тем самым окончательно разрушая коротковолновую радиосвязь в приполярных областях. Затем начинается главная фаза магнитной бури продолжительностью от 3 до 20 часов. Потоки частиц, прибывающие вслед за протонами, деформируют магнитное поле Земли, и из радиационных поясов пойдет в приполярные области поток высокоэнергичных электронов. Электроны, сталкиваясь с молекулами воздуха, передадут им часть своей энергии, и эти атомы начнут испускать излучение в видимом диапазоне. Это проявится в виде полярных сияний. Если энергия солнечной вспышки окажется слишком большой, то полярные сияния будут наблюдаться даже в средних широтах. В верхних слоях атмосферы возникают токи до миллиона ампер, они вызывают изменение магнитного поля Земли до 3000 нанотесла. Это изменение составляет примерно 6 % от нормального значения магнитного поля Земли. Такие изменения приводят к возникновению высоких механических и электрических напряжений в различных технических системах. Например, во время магнитных бурь в августе 1982 года и в марте 1989-го наблюдались повреждения трубопроводов, выходы из строя электрических энергосистем, взрывы трансформаторов на телефонных подстанциях. В 1989 году из-за магнитной бури остановилась электростанция в Канаде, в 1998 году буря вывела из строя спутник диспетчерской службы авиакомпании Pan American, в 2000 году была потеряна связь сразу с несколькими спутниками. Фаза восстановления магнитного поля Земли до первоначального состояния длится от 1 до 5 суток.

— Если посмотреть на человека с точки зрения физики, то это очень сложная электромагнитная система. Каждая клетка человека состоит из атомов и молекул, которые не разбегаются друг от друга, а работают как единая система под действием микроскопического электромагнитного поля этой клетки. Все наши органы генерируют и получают электромагнитные импульсы. Головной мозг человека собирает информацию об окружающей среде и состоянии внутренних органов, получая эти импульсы, анализирует их и направляет обратные импульсы, определяющие поведение человека и работу всех его внутренних органов. Любая электромагнитная система всегда откликнется на изменение внешнего электромагнитного поля. В XX веке кардиологи выявили четкую связь всплесков сердечно-сосудистых заболеваний, а психиатры  — обострение душевных болезней с состояниями Солнца. Смертность от сердечно-сосудистых заболеваний спустя сутки-двое после большой вспышки увеличивается в 2–3 раза. Число автомобильных катастроф в крупных городах увеличивается в 2–4 раза. И не зря сегодня сведения о неблагополучных днях (магнитных бурях) сообщаются через средства массовой информации. Впервые о связи процессов, происходящих на Солнце и Земле, сказал А. Л.  Чижевский. Он доказал, что циклы солнечной активности изменяют жизненные процессы, начиная от урожайности культурных растений и кончая заболеваемостью и психическим состоянием человека. В годы максимумов солнечной активности на Земле увеличивается количество революций и войн, усиливается политическая активность людей, происходят экономические кризисы. Максимумы солнечной активности усиливают вероятность эпидемий. Известно, что толщина годичных колец деревьев на всем земном шаре коррелирует с солнечной активностью.

— Да. Например, во время магнитных бурь вода замерзает быстрее. То же происходит с расплавленным нафталином.

— Вероятность наступления магнитной бури можно предсказать только по факту произошедшей на Солнце вспышки или выброса большого количества солнечного вещества из короны Солнца. Заранее предсказать сам момент вспышки сложно. Только электромагнитное излучение идет по прямой линии Земля  — Солнце. Мы знаем скорость распространения электромагнитных волн и расстояние от Земли до Солнца, поэтому точно скажем, когда оно придет на Землю. С потоком частиц сложнее, так как Солнце вращается вокруг собственной оси. Поэтому траектория частиц будет в виде архимедовой спирали. Эту линию можно представить, если посмотреть, как будет двигаться вода из шланга, если его вращать вокруг вертикальной оси. Радиусы витков этой спирали зависят от энергии вспышки и массы выброшенного вещества. Энергию вспышки можно оценить по спектру излучения, а массу оценивать гораздо сложнее. Поэтому с точностью до минут магнитную бурю пока никто не предскажет. В каждой стране есть организации, наблюдающие за состоянием Солнца с помощью спутников. В нашей стране информацию о космической погоде дает институт прикладной геофизики Росгидромета.