Praėjusią savaitę Žemę pasiekusi Saulės sukelta geomagnetinė audra nebuvo stipri, tačiau vis tiek turėjo įtakos tiek įvairių įrenginių veiklai, tiek žmonių sveikatai. Prasidėjus naujam Saulės aktyvumo ciklui prognozuojama, kad tokių audrų gali pasitaikyti dažniau, o kai kurios gali būti net labai stiprios.
Praėjusią savaitę Žemę pasiekusi Saulės sukelta geomagnetinė audra nebuvo stipri, tačiau vis tiek turėjo įtakos tiek įvairių įrenginių veiklai, tiek žmonių sveikatai. Prasidėjus naujam Saulės aktyvumo ciklui prognozuojama, kad tokių audrų gali pasitaikyti dažniau, o kai kurios gali būti net labai stiprios.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Kaip kyla geomagnetinės audros?
Kaip LRT.lt portalui paaiškino Vilniaus universiteto Teorinės fizikos ir astronomijos instituto vyresnioji mokslo darbuotoja dr. Erika Pakštienė, turbūt daugeliui žinoma, jog Žemę gaubia magnetinis laukas, saugantis mus nuo Saulės vėjo, kuris yra ne kas kita kaip didelės energijos elektringųjų dalelių srautas, išspinduliuojamas mūsų žvaigždės.
Tačiau dėl sąveikos su Saulės vėju Žemės magnetinis laukas deformuojasi – saulėtoje planetos pusėje jis būna plonesnis, o atslinkus nakčiai – gerokai storesnis.
„Geomagnetinės audros kyla tuomet, kai dėl Saulės aktyvumo netolygumų staiga sustiprėjęs Saulės vėjas dar smarkiau deformuoja Žemės magnetosferą ir prasiveržia arčiau Žemės paviršiaus.
Stipriausios magnetinės audros kyla po Saulės žybsnio ar vainikinės masės išsiveržimo, kai į kosminę erdvę išmestų greitai lekiančių dalelių – protonų ir elektronų – srautas būna nukreiptas Žemės link. Stipriausių magnetinių audrų metu Žemės magnetosferą pasiekia apie milijonas tonų tokių dalelių. Kad įvyktų stipriausios magnetinės audros Žemėje, turi būti įvykdytos dvi sąlygos: turi būti galingas Saulės vainikinės masės išsiveržimas ir jis turi būti nukreiptas tiesiai Žemės link. Jei Saulėje įvyko galingas žybsnis, bet „prašovė“ šalia Žemės, geomagnetinė audra tikrai neprasidės“, – dėstė mokslininkė.
Anot jos, vienas iš parametrų, apibūdinančių geomagnetinės audros stiprumą, yra planetos trikdžių indeksas Kp. Šis indeksas parodo, kokios įtakos tuo metu Žemę pasiekiantis vėjas turi srovėms planetos magnetosferoje, šiaurės pašvaisčių srovėms, pokyčiams jonosferoje ir viršutinės atmosferos sluoksniuose, termosferoje.
Kp indekso vertė gali būti nuo 0 iki 9. Kadangi Saulės vėjas nuolatos veikia Žemės magnetosferą, Kp indekso vertės nuo 1 iki 3 atitinka gana ramią geomagnetinę padėtį Žemėje. Geomagnetinė audra skelbiama tada, kai Kp indekso vertė būna 4 arba didesnė.
„Kadangi magnetinių audrų stipriui išreikšti naudojamos trys skirtingos skalės, kartais galima sutikti įvertinimą ir geomagnetinių audrų skalėje (G skalė), pagal kurią geomagnetinės audros skirstomos nuo silpniausių (G-1) iki stipriausių (G-5).
Ypač stiprios Kp=9 (G-5) stiprumo geomagnetinės audros įvyksta tik kelis (3–5) kartus per 11 Saulės aktyvumo ciklo metų. Kuo silpnesnė geomagnetinė audra, tuo dažniau įvyksta tokios audros. Tarkim, Kp=7 (G-3) stiprumo geomagnetinės audros įvyksta maždaug 130 kartų per 11 Saulės aktyvumo ciklo metų, o Kp=5 (G-1) stiprumo – net apie 900 kartų.
Savaime suprantama, kad kai Saulė yra rami, geomagnetinės audros būna retas reiškinys. Visai kas kita yra Saulės aktyvi fazė. Bet ir ramios Saulės fazės metu kartais patiriame ganėtinai stiprių geomagnetinių audrų, ypač jei vainikinės masės išsiveržimas nukreiptas Žemės link“, – LRT.lt pasakojo astrofizikė.
Stipri audra gali palikti gyventojus be elektros net visus metus
Jos teigimu, stipriausia geomagnetinė audra Žemėje buvo užfiksuota 1859 metais. Ji buvo tokia stipri, kad šiai audrai net buvo suteiktas pavadinimas – Carrington’o įvykis. Audra paralyžiavo Šiaurės Amerikos ir Europos telegrafo tinklo veikimą, o šiaurės pašvaistes galėjo stebėti net Romos ir Havajų gyventojai.
Šiais laikais tokia geomagnetinė audra per kelias minutes sunaikintų skaitmeninę infrastruktūrą dideliuose plotuose, vietos gyventojai be komunikacijų ir elektros tinklų būtų mėnesius, o gal net ir metus. Kita stipri geomagnetinė audra smogė Kanados Quebec’o provincijai 1989 metais – visi elektros tinklai buvo paralyžiuoti net 9 valandas. O 2012 metų liepą Žemės gyventojams pasisekė – ypač galingas gūsis praūžė visa šalia Žemės.
E. Pakštienės teigimu, esant G-1 stiprumo geomagnetinėms audroms, poveikis įvairiems įrenginiams ir žmonėms būna labai nežymus, dauguma žmonių jo greičiausiai nė nepajaučia.
„Žmogaus organizmas evoliucijos metu išmoko prisitaikyti prie Saulės aktyvumo sukeliamų geomagnetinio lauko svyravimų, nors kai kurie žmonės, ypač turintys lėtinių ligų, gali patirti galvos ir kitų kūno vietų skausmus, padidėjusį nuovargį, miego sutrikimus ar nuotaikos svyravimus. Migruojantys gyvūnai, paukščiai magnetinio lauko pokyčiams yra jautresni nei žmonės, todėl gali sutrikti jų migracijos krypties orientacija.
Elektros prietaisai taip pat yra jautresni už žmogų. Net ir silpnų geomagnetinių audrų metu galima pastebėti nestiprius elektros įtampos svyravimus, o tai gali trikdyti visokių prietaisų veiklą, ypač tų, kurie veikia kosminiuose erdvėlaiviuose, dirbtiniuose Žemės palydovuose, bet šie trikdžiai žalos nesukelia. Net ir G-1 stiprio geomagnetinių audrų metu yra stebimos poliarinės pašvaistės, bet jos pasitaiko tik aukštose platumose, arčiau Žemės poliarinės srities“, – aiškino astrofizikė.
Kuo labiau esame priklausomi nuo technologijų, tuo stipresnį poveikį jaučiame
Pasak E. Pakštienės, kuo stipresnė geomagnetinė audra, tuo jos keliami trikdžiai ir žala būna didesni. G-5 geomagnetinių audrų metu gali įvykti rimtų elektros tinklo sutrikimų, kai kurios elektros tinklo sistemos gali nustoti veikti, gali perdegti transformatoriai, dingti internetas. Žemės palydovų paviršius gali įsielektrinti, todėl kurį laiką gali neveikti ryšio ir navigacijos sistemos, aukšto dažnio radijo bangų sklidimas gali būti sutrikdytas 1–2 dienoms.
„Kuo labiau mūsų gyvenimas paremtas aukštosiomis technologijomis, tuo stipriau mes, žmonės, galime nukentėti nuo geomagnetinių audrų. Ne kaip individai, bet kaip šių technologijų vartotojai. Užtenka įsivaizduoti, kaip mūsų gyvenimas pasikeistų, jei daugiaaukščiame daugiabutyje dingtų elektra... Valstybės mastu tai ne tik nepatogumai, bet ir finansiniai nuostoliai.
Jei geomagnetinės audros metu būtų labai pažeisti elektros, ryšio ir navigacijos tinklai, prireiktų ne vienerių metų, kol ši infrastruktūra būtų atkurta. Pasidžiaugti galima tik tuo, kad stipriausių geomagnetinių audrų metu šiaurinėmis pašvaistėmis gali pasigrožėti ir žemesnių platumų gyventojai, nes tuo metu jos kartais būna pastebimos net ir ties 40 laipsnių platuma“, – teigė mokslininkė.
Siekiant prognozuoti magnetinių audrų dažnį ir intensyvumą, Saulė nuolatos stebima, atliekamas jos aktyvumo modeliavimas. Paprastai Saulės aktyvumo ciklas, trunkantis 11 metų, prasideda iškart po ramios Saulės fazės, kai žvaigždės paviršiuje ima daugėti dėmių, o aktyvumas pradeda didėti.
Po aktyvios fazės Saulė vėl nurimsta. Ciklas nesibaigia tol, kol Saulės aktyvumas nepradeda vėl didėti. Per 11 metų nuo ciklo pradžios iki pabaigos magnetiniai Saulės poliai – šiaurinis ir pietinis – apsikeičia vietomis. Apsivertimo metu Saulės magnetiniame lauke viešpatauja tikras chaosas. Vietoj dviejų magnetinių polių Saulė gali turėti jų 2 ar 3 kartus daugiau, jie gali atsirasti bet kurioje Saulės paviršiaus vietoje.
„Magnetinio lauko apsivertimui didelės įtakos turi tai, kad Saulės skirtingi sluoksniai skirtingose jos platumose sukasi skirtingais greičiais. Be to, per 11 metų ciklą greičiau besisukantys srautai persislenka iš vienų Saulės platumų į kitas. Šie srautai sugeba pagriebti Saulės magnetinio lauko linijas ir nuvilkti kartu su savimi. Susuktos magnetinės linijos vietomis susipina į kilpas ir vietomis išlenda į Saulės paviršių. Tose vietose atsiranda dėmės. Būtent Saulės dėmių vietose ir įvyksta žybsniai bei vainikinės masės išmetimas. Matomas Saulės dėmių skaičius atspindi žvaigždės aktyvumą. Kuo daugiau dėmių matome jos paviršiuje, tuo dažnesni bus Saulės žybsniai, o tuo pačiu ir geomagnetinės audros Žemėje“, – dėstė astrofizikė.
Šio Saulės aktyvumo ciklo metu galime sulaukti ir stiprių audrų
E. Pakštienės teigimu, šiuo metu Saulė yra pirmoje savo 11 metų aktyvumo ciklo pusėje. Naujas, 25-as, Saulės ciklas prasidėjo 2019 metų gruodį. Prieš tai buvęs ciklas buvo ilgesnis nei paprastai ir ne toks aktyvus.
Buvo prognozuojama, kad kitas Saulės ciklas bus arba panašaus aktyvumo, arba netgi mažiau aktyvus. Tačiau pastarieji Saulės stebėjimai įrodo, kad prieš porą metų prasidėjęs ciklas bus gerokai aktyvesnis nei prieš tai buvęs, o tai reiškia, kad ir geomagnetinių audrų mums teks patirti gerokai dažniau. Be to, artėjant prie Saulės aktyvumo maksimumo, kuris numatomas 2025 metais, Saulės žybsniai bus galingesni, o tai reiškia, kad didės tikimybė patirti stiprias geomagnetines audras.
Mokslininkė LRT.lt teigė, jog ištyrus geomagnetinių trikdžių stebėjimų duomenis nuo 1932 iki 2014 metų nustatyta, kad geomagnetinių audrų dažniau pasitaiko arti pavasario ir rudens lygiadienių, o vasarą ir žiemą arti saulėgrįžos magnetinių audrų būna mažiau.
Taip yra dėl Žemės magnetinio lauko padėties Saulės vėjo krypties atžvilgiu. Kai Žemė yra atsisukusi į Saulę savo ašigaliais, ji būna labiau pažeidžiama. Be to, šiaurinis Žemės pusrutulis labiau kenčia nuo geomagnetinių audrų nei pietinis. Tai lemia truputį ištęsta Žemės orbita ir Žemės sukimosi ašies pasvyrimas.
Paprastai geomagnetinė audra prasideda ne iškart po Saulės žybsnio, o tik po kelių dienų, kai kurios intensyviausios audros siautėti planetoje pradeda po 18 valandų, tad žmonės turi šiek tiek laiko tam pasiruošti.
„Ką įmanoma tokiu atveju padaryti? Išjungti visus prietaisus, kuriuos tik įmanoma, ištraukti visus laidus iš lizdų, kad jie sudarytų kuo trumpesnes grandines. Ypač aktualu imtis atsargumo priemonių kosminėms stotims, erdvėlaiviams, dirbtiniams Žemės palydovams. Kadangi jie yra pakilę į kosminę erdvę, Žemės magnetinis laukas juos saugo daug silpniau nei antžeminius įrenginius.
Internetas šiais laikais yra svarbi mūsų gyvenimo ir verslo dalis. Patirtume labai daug nuostolių dingus interneto ryšiui, todėl svarstomos įvairios galimybės, kaip jį apsaugoti nuo geomagnetinių audrų. Kadangi pietinis Žemės pusrutulis patiria mažiau trikdžių dėl geomagnetinių audrų, kai kurie mokslininkai siūlo apsvarstyti galimybę perkelti interneto infrastruktūrą į pietus, pavyzdžiui, į Centrinę ir Pietų Ameriką. Taip pat siūloma naudoti trumpesnius (todėl atsparesnius) interneto ryšius bei įdiegti papildomus oro kabelius, kurie yra mažiau pažeidžiami nei ilgos povandeninės kabelių linijos“, – sakė E. Pakštienė.
Anot jos, yra pasiūlymų ir dėl strategijos, kaip kuo efektyviau atkurti geomagnetinės audros pažeistas infrastruktūras. Labai svarbu tobulinti prognozuotojų ir avarinių situacijų valdytojų komunikaciją bei bendradarbiavimą kuriant protokolus, pagal kuriuos gresiant pavojui pažeidžiamos infrastruktūros būtų greitai perjungtos į saugų režimą.
Ne mažiau svarbūs tikslesni stebėjimai ir prognozės, o tam reikia geriau suprasti Saulėje vykstančius procesus. Vis dėlto, kaip pastebėjo E. Pakštienė, apie savo žvaigždę dar daug ko nežinome, todėl daryti prognozes – gana sudėtinga.
