магнітосфера Землі
Однією з відмінних рис Землі є її магнітосфера - постійне магнітне поле, що обволікає планету і запобігає згубний вплив космічної радіації на живі організми, що живуть на поверхні Землі. В сторону Сонця земна магнітосфера простягається приблизно на 10 земних радіусів, а у зворотний бік - приблизно на 100 земних радіусів. До слова, походження і утримання магнітного поля Земля достеменно не з'ясоване і до цього дня. З існуючих теорій панує припущення про те, що постійне поле генерується внутрішніми електричними струмами, що виникають на поверхні рідкого металевого земного ядра через різницю температур в різних його шарах.
Змінне магнітне поле, що виходять від Сонця
Крім постійного магнітного поля Землі виділяють також змінне магнітне поле, викликане різними зовнішніми джерелами, в основному Сонцем.
сонячна активність
Як відомо, сонячна активність має свої максимуми і мінімуми, які визначаються сонячними циклами. Зміни магнітного поля Сонця, безпосередньо пов'язане з 11-річним сонячним циклом періодично викликає викиди сонячної речовини в міжпланетну середу. Саме сонячне речовина представляється плазмою, здебільшого гелієво-водневої, - набором сильно іонізованих (заряджених) частинок. Потік таких частинок, що викидається Сонцем, і називається сонячним вітром.
Залежно від фази 11-річного циклу Сонця існує ймовірність виникнення спалаху на Сонці, якої часто приписують вплив на магнітосферу Землі. В результаті взаємодії окремих частин сонячного магнітного поля з різною полярністю (наприклад, зіткнення сонячних плям, що виникають як наслідок виходу на поверхню Сонця силових ліній електричного поля) відбувається вибуховий виділення енергії Сонця, здебільшого у вигляді електромагнітного випромінювання, звідки і назва - «спалах ». Дане явище спостерігається безпосередньо на сонячному диску і іноді помилково приймається за корональний викид маси, який надає інший вплив на магнітне поле Землі.
На відміну від сонячного спалаху, яка виділяє енергію у вигляді електромагнітного випромінювання і охоплює майже всі шари Сонця, корональний викид маси протікає лише в межах сонячної корони, і велика частина його енергії йде не на електромагнітне випромінювання, а на прискорення величезних мас сонячної речовини. Це речовина, що складається з заряджених частинок, при попаданні в магнітосферу Землі викликає такі явища як магнітні бурі. Корональний викид мас у багато разів більше енергетичне явище, ніж сонячні спалахи.
Що таке магнітна буря?
Явище магнітної бурі бере свій початок з взаємодії іонізованих, заряджених, часток, що прилітають з міжпланетного простору, з магнітним полем Землі. В результаті цього останнім починає обурюватися, коливатися, тремтіти.
Розглянемо докладніше магнітосферу Землі, якій притаманний так званий радіаційний пояс - область геомагнітного поля, в якій затримуються і накопичуються заряджені частинки, начебто електронів і протонів. Умовно радіаційний пояс можна розділити на внутрішній, розташований під найбільш потужною частиною магнітного поля Землі, і зовнішній - розташований на зовнішній стороні магнітосфери.
Заряджені частинки, накопичені в радіаційному поясі Землі, на відстані 10 000 - 60 000 км утворюють електричні струми в вигляді тора, що лежить в площині земного екватора. Це явище називається кільцевим струмом. Коливання магнітного поля Землі, звані магнітними бурями, в основному проявляються у вигляді змін кільцевого струму.
Схематичне зображення магнітного поля землі
Вплив на техносферу
Так як під час магнітної бурі магнітний потік, що проходить через замкнутий проводить контур, може змінюватися, виникає електромагнітна індукція, тобто в цьому контурі народжується електричний струм. Такими рамками на поверхні Землі є лінії електропередач, залізничні лінії, газо- і нафтопроводи та інше. Виникнення таких струмів може призводити до різного роду поломок і навіть катастроф. Відомим прикладом наслідки магнітної бурі є катастрофа 1989 року, яка сталася в канадській провінції під назвою Квебек. В результаті магнітної бурі виникли наведені електричні струми в енергосистемі Квебека перегоріли трансформатори. У всій провінції була відключена електроенергія на 9 годин.
Виникнення індукційних струмів в трубопроводах проводить до пошкодження антикорозійного захисту, що помітно позначається на термінах експлуатації трубопроводу.
Спільне вплив корональних викидів мас і сонячних спалахів позначається і на космічній техніці, начебто електростатичних розрядів на супутниках або пошкодженні сонячних батарей. Також магнітні бурі впливають на бортову апаратуру літаків, в тому числі пасажирських, кілька тисяч яких літає щодня. Крім того, одним з наслідків впливу геомагнітної бурі на атмосферу Землі, є розбухання останньої (збільшення щільності атмосфери). З цієї причини може порушуватися траєкторія руху супутників і орбітальних станцій. Подібна подія сталася в 1979-му, коли єдина орбітальна станція США - Skylab початку прискорено знижуватися, і не маючи можливості піднятися на потрібну орбіту, була спрямована центром управління на затоплення.
Вплив на людину
Під час підвищеної сонячної активності через магнітних бур може значно нагрітися земна атмосфера, що призводить до зміни її тиску. Подібні зміни можуть впливати на людей з серцево-судинними захворюваннями. Згідно зі статистикою, під час магнітних бур через погіршення самопочуття таких людей частота викликів швидкої допомоги підвищується на 20%.
Відомо, що в організмі людини відбуваються коливання на різних рівнях, і серед них можна виділити кілька резонансів (близько 10 Гц), які збігаються з резонансами верхніх шарів атмосфери (іоносфери), що опромінюються і іонізіруемих в результаті сонячної активності. Сьогодні проводиться ряд досліджень взаємозв'язку іоносфери і здоров'я людей.
Про вплив магнітних бур достеменно сказати щось конкретно складно, хоча дослідження в даній області ведуться активно. Згідно з опитуваннями і спостереженнями, а також отриманої таким чином статисткою можна відзначити почастішання випадків виникнення у людей мігрені, головних болів і болів в суглобах, безсоння або сонливості, тахікардії та загострення хронічних захворювань. Існує ряд медикаментозних, і не тільки, способів пом'якшити вплив магнітних бур на людину.
Очевидним є шкода підвищеної сонячної активності (спалахи на Сонці) для людей, які перебувають в космосі або на борту літаків. Під час сонячних спалахів, як згадувалося раніше, велика кількість енергії вивільняється у вигляді випромінювання, яке згубно впливає на організм людини.
