«Труднощі для військових і медиків»: що таке магнітні бурі та як вони впливають на людей
Магнітні бурі ще досі є не до кінця дослідженими, але їхній вплив є беззаперечним.
Про те, як геомагнітні збурення впливають на техніку та самопочуття людей, для ІА Дивись.info розповіла Любов Янків-Вітковська — доцентка кафедри вищої геодезії та астрономії Національного університету «Львівська політехніка».
Що таке магнітна буря
Зі слів науковиці, космічна погода — це науковий напрям, який активно розвивається приблизно останні 40–50 років, фактично з кінця ХХ століття. Його поява стала можливою тоді, коли технічний рівень дозволив системно досліджувати вплив сонячної активності на Землю, насамперед — на технічні системи та інфраструктуру.
Сонце, як пояснює Любов Янків-Вітковська, є активною зорею, в якій постійно відбуваються термоядерні реакції. На ньому виникають спалахи, протуберанці та потоки сонячного вітру — усе це об’єднують поняттям сонячної активності. Ще з XVII століття відомо, що ця активність має циклічний характер: приблизно кожні 11 років чергуються періоди максимуму і мінімуму.
У фазі максимуму сонячної активності кількість спалахів значно зростає. Такі явища можуть впливати на всі планети Сонячної системи, зокрема й на Землю. Хоча відстань між Землею і Сонцем становить близько 150 мільйонів кілометрів, електромагнітне випромінювання доходить до нашої планети приблизно за вісім хвилин. Водночас не кожен сонячний спалах становить загрозу: важливо, чи спрямований він саме у бік Землі, адже наша планета постійно обертається навколо Сонця і навколо власної осі.
Саме цими процесами займаються фахівці з космічної погоди. Любов Янків-Вітковська наводить показовий приклад, який став переломним у ставленні людства до цієї проблеми. У 1989 році потужний сонячний спалах спричинив сильні геомагнітні збурення на Землі: на східному узбережжі США відбулося масштабне відключення електроенергії, а на деяких електростанціях навіть пошкодилися генератори. Після цього стало зрозуміло, що такі явища потрібно не лише фіксувати, а й прогнозувати.
Сьогодні, за словами експертки, для цього існують значно ширші можливості. Окрім наземних астрономічних і сонячних обсерваторій, працюють орбітальні сонячні обсерваторії та супутники, зокрема SOHO та SDO (Solar Dynamics Observatory), які постійно спостерігають за Сонцем і передають дані в реальному часі.
«Ми фактично отримуємо інформацію від Сонця онлайн. Якщо фіксується спалах, спрямований у бік Землі, вже за вісім хвилин можна говорити про потенційну небезпеку — насамперед для техніки. Це надзвичайно важливо, адже сучасні системи зв’язку і радіотехніка працюють на радіохвилях, а радіохвилі — це електромагнітні хвилі», — пояснює Любов Янків-Вітковська.
За словами Любові Янків-Вітковської, коли на Сонці відбувається потужний імпульс — великий потік електромагнітних хвиль, — ці хвилі взаємодіють між собою та з магнітним полем Землі. У результаті виникають явища, які науковці називають геомагнітними збуреннями. Водночас навіть за наявності сучасної техніки, орбітальних обсерваторій і наземних станцій спостереження, точно передбачити, як саме розгортатимуться ці процеси, наразі неможливо.
Науковиця пояснює, що складність прогнозування пов’язана з багатьма чинниками. «Ми маємо це магнітне поле, воно як кожух захищає нас від багатьох неприємних речей. Але магнітне поле також взаємодіє з електромагнітними хвилями, і передбачити, якою буде ця взаємодія, дуже складно. Попри те, що ми маємо чудову техніку і серйозні наукові теорії, до сьогодні ми не можемо точно спрогнозувати геомагнітні збурення в іоносфері», — наголошує вона.
Іоносфера, за словами експертки, є верхньою частиною атмосфери Землі. Її особливість у тому, що вона складається з заряджених частинок. Іоносфера простягається від приблизно 80 кілометрів над поверхнею Землі до десятків тисяч кілометрів — подекуди до 20–25 тисяч. У цьому просторі заряджені частинки рухаються за законами електромагнітної взаємодії. Саме їхню поведінку під час підвищеної сонячної активності надзвичайно важко прорахувати.
Любов Янків-Вітковська зазначає, що ідеальною була б ситуація, за якої в космосі працювали б зонди на різних висотах — 100, 150, 200 кілометрів і далі. Однак реалізація такої системи є надто дорогою. Тому науковці змушені використовувати доступні спостереження та математичне моделювання.
Як магнітні бурі впливають на людей
За її словами, серйозні геомагнітні збурення є небезпечними для людей, які перебувають у космосі. Космонавти на орбітальних станціях у такі періоди змушені переховуватися в спеціальних захисних модулях. Для оцінки рівня небезпеки використовують планетарний індекс.
«Є такий параметр — планетарний індекс. Якщо він дорівнює 4 — це вже невелика магнітна буря. П’ять–шість — це середні збурення. А 7, 8, 9 — це надзвичайно сильні бурі, і в такому разі вже треба, ховатися як космонавти у спеціальні капсули, бо це реально впливає на стан їхнього здоров’я», — зазначає Любов Янків-Вітковська.
Тривалий час вважося, що для людей на Землі ці процеси не є суттєвими, адже більшість впливів «гаситься» атмосферою та магнітним полем планети. Однак, як зауважує експертка, дослідження показують, що є значна частина метеочутливих людей, які реагують на сонячну активність.
При цьому реакція може бути різною за часом. «Є люди, які реагують одразу, є ті, хто реагує через день, а є такі, що відчувають зміни через два дні, коли до нас доходить сонячний вітер і сонячна речовина. Медики помічають, що в періоди геомагнітних збурень у деяких людей підвищується артеріальний тиск», — каже дослідниця.
Вона також звертає увагу на спостереження медиків, які фіксують підвищені ризики під час сильних магнітних бур, зокрема щодо оперативних втручань. За її словами, в окремі періоди не рекомендують проводити певні операції через ризик ускладнень.
«Якщо ми знаємо, на яких сайтах дивитися і як за цим слідкувати, ми можемо себе убезпечити. Можна бути менш активним у дні сильних збурень, знати, що можливі головні болі, приймати заспокійливі препарати», — зазначає науковиця.
Вона додає, що метеочутливість — це природне явище. І в ньому немає нічого дивного. Сонце є життєдайною зіркою для Землі, воно дає тепло і енергію, але водночас змушує людство вчитися захищатися від космічних збурень.
Як магнітні бурі шкодять техніці
Любов Янків-Вітковська наголошує, що геомагнітні збурення насамперед відчутно впливають на радіотехніку та системи зв’язку. Адже зв’язок працює на радіохвилях, які є різновидом електромагнітних хвиль.
«Коли електромагнітні хвилі Сонця взаємодіють між собою, то за законами електромагнітної взаємодії відбувається або загасання, або підсилення сигналу. Тобто ми вміємо за цим слідкувати, але повністю уникнути впливу не можемо», — пояснює науковиця.
З її слів, така космічна погода дуже впливає на використання супутникових навігаційних систем. Вона додає, що нині геодезисти для розв’язання професійних завдань дедалі частіше використовують GPS-приймачі.
«Є різні типи супутників — радіозв’язку, телекомунікаційні, розвідувальні, наукові. І є навігаційні супутники. Вони працюють на певних висотах, зокрема в зоні іоносфери. І коли відбуваються сонячні спалахи та збурення в іоносфері, інформація, яку ми отримуємо від навігаційних супутників, може бути неточною», — пояснює вона.
Науковиця наголошує, що під час геодезичних вимірювань це може мати критичне значення. В окремі періоди похибка вимірювань із використанням GPS може сягати до 50%.
«Сьогодні GPS-приймачі використовують у будівництві доріг, віадуків, хмарочосів, атомних електростанцій. Це високоточне будівництво, де потрібна точність до сантиметрів. Те саме стосується швидкої допомоги, рятувальних служб, залізничного, морського та авіаційного транспорту. І якщо в цей момент відбувається сонячний спалах, навігаційні супутники можуть працювати некоректно», — зазначає Янків-Вітковська.
Саме тому, за її словами, науковці розробляють методи моделювання стану іоносфери, щоб розуміти, коли можна проводити точні вимірювання, а коли — ні.
Окремо Любов Янків-Вітковська звертає увагу на те, що GPS-технології використовують для моніторингу інфраструктурних об’єктів — мостів, атомних і гідроелектростанцій, веж, димарів.
«Усі ці споруди мають допустимі параметри відхилень — нахилів, зміщень. Моніторинг здійснюють за допомогою GPS-приймачів. Але якщо в цей момент є геомагнітні збурення, система може показати похибку», — пояснює вона.
«Сьогодні без GPS не працює навігація, укладка бетону, асфальту, внесення добрив у сільському господарстві — все це працює за допомогою супутникових навігаційних систем. Це потрібно нам не лише для здоров’я людей, а передусім для розуміння того, як працює наша навігаційна і радіотехнічна апаратура. У наш час ці технології стали надзвичайно чутливими до космічних збурень», — додає Любов Янків-Вітковська.
Як досліджують ці геомагнітні збурення
Нині у світі діє низка центрів космічної погоди — у США, країнах Європи, зокрема в Німеччині, а також в Україні. В Україні такими дослідженнями займається, зокрема, Інститут космічних досліджень НАН України тощо. Найпотужніші технічні можливості, за словами експертки, мають американські структури, а також Європейське та Німецьке космічні агентства.
Водночас науковці різних країн обмінюються даними, оскільки між установами діють відповідні міжнародні угоди. Інформацію про стан космічної погоди публікують спеціалізовані ресурси, зокрема Space Weather Center при Національному управлінні океанічних і атмосферних досліджень США (NOAA), а також аналогічні центри у Великій Британії, Німеччині та Австралії.
«Коли на Сонці відбувається спалах, електромагнітна хвиля досягає Землі приблизно за вісім хвилин. Але заряджені частинки, які мають меншу швидкість, ніж швидкість світла, доходять пізніше — орієнтовно через дві доби. Саме тоді можуть виникати наступні збурення», — пояснює Любов Янків-Вітковська.
Тому фахівці центрів космічної погоди зазвичай повідомляють не про гарантовані наслідки, а про ймовірність: фіксують сонячний спалах і зазначають, що можливі певні, здебільшого невеликі, геомагнітні збурення.
Як часто стаються магнітні бурі
Науковиця зазначає, що активність Сонця змінюється як упродовж доби, так і впродовж років.
За її словами, влітку сонячна активність зазвичай вища, ніж узимку. Водночас у межах однієї доби існують відносно спокійні періоди. «Якщо говорити про добу, то більш спокійна ситуація зазвичай спостерігається з нуля до шостої години ранку, коли в нас ніч і Сонце перебуває з іншого боку Землі», — пояснює вона.
«Існують так звані 11-річні цикли сонячної активності. Зараз, у 2026 році, ми вже приблизно три роки живемо в 25-му циклі сонячної активності. Саме тому ми говоримо про 25-й цикл — науковці систематично спостерігають ці прояви вже понад двісті років», — розповідає Любов Янків-Вітковська.
Вона додає, що ще Галілео Галілей звертав увагу на плями на Сонці й пов’язував їх із процесами, які відбуваються на зорі. Відтоді спостереження стали регулярними й дозволили встановити закономірності максимумів і мінімумів сонячної активності.
«Дослідження показали, що в кожному 11-річному циклі є період максимуму і мінімуму сонячної активності. Зараз ми перебуваємо поблизу максимуму, і надалі активність Сонця поступово спадатиме», — пояснює дослідниця.
Водночас Любов Янків-Вітковська підкреслює, що причини такої циклічності до кінця не з’ясовані. «Ми знаємо, що Сонце — це зоря, в якій відбуваються термоядерні реакції. Але навіть за наявності сучасних теорій і технічних можливостей ми не можемо до кінця пояснити, як саме все там відбувається», — каже науковиця.
Окремо експертка звертає увагу на цікаве спостереження, яке трапляється в наукових дослідженнях. «Якщо подивитися на історичні дані, то в роки мінімуму сонячної активності частіше відбувалися мирні процеси, а в роки максимуму — війни й соціальні збурення. Зараз ми живемо саме в періоді підвищеної сонячної активності», — зазначає вона.
«30–50 років — це дуже малий термін у порівнянні з астрономією чи фізикою, яким тисячі років. Ми ще не можемо сказати, що повністю вивчили цей процес, але він надзвичайно важливий для сучасного світу», — підсумовує науковиця.
Читайте: Донька священника з Львівщини і третя українка, яка побувала у космосі, розгорнувши там наш прапор.
