Чому виникають магнітні бурі, коли їх очікувати та де відстежувати

Магнітна буря – природне періодичне явище, яке виникає в результаті збурення магнітного поля Землі. Вплив на магнітосферу нашої планети має Сонце.

У січні 2023 року в Україні спостерігали хвилі потужних магнітних бур. Відтоді їх фіксують ледь не щомісяця – одну з найбільших, 8-бальну бурю зафіксували у квітні.

"Українська правда. Життя" вирішила дізнатися, які магнітні бурі очікувати до кінця року, де їх відстежувати, а також – чи можна до них підготуватися.

Відповіді на запитання нам допомогли знайти:

• Юрій Сумарук – доктор фізико-математичних наук, керівник геомагнітних обсерваторій України;
• Михайло Орлюк – доктор геологічних наук, завідувач відділу геомагнетизму Інституту геофізики ім. Субботіна НАН України;
• Наталія Кошлань-Василишин – лікарка-кардіологиня.
  

Як Сонце провокує магнітні бурі на Землі?

Фото: vitacop/Depositphotos

Поверхня Сонця вкрита гарячою плазмою. Коли вона взаємодіє з чужорідними тілами або протилежною магнітною полярністю, на Сонці відбувається термоядерна реакція – спалах.

Кожна з таких реакцій утворює на поверхні пекучої зірки безбарвну хмару сонячної плазми – корональну масу. Завдяки сонячному вітру вона здатна пересуватися в міжпланетному просторі.

Читайте також: У NASA зробили знімок усміхненого Сонця. ФОТО

Іноді вона наштовхується на магнітосферу Землі, в результаті чого остання починає вібрувати й утворюються магнітні бурі.

У складі корональної маси є важкі елементи, такі як гелій, кисень та залізо.

Утім переважно, вона складається з електронів та протонів, які надають їй магнітні властивості.

На частоту та потужність спалахів на Сонці впливає фаза сонячної активності.

Активність Сонця визначають за сонячними циклами. Існують 11-річні, 80-річні, 200-річні та тисячолітні цикли.

Для прогнозування сонячної активності найчастіше вчені використовують 11-річні цикли. Утім необов’язково цикл займає лише 11 років – протягом останніх 300 років тривалість циклів змінювалася від 7 до 17 років.

Нині людство перебуває на початку нового циклу Сонця, розповідає Юрій Сумарук.

"У 2019-20 роках закінчився 24-ий й почався 25-ий 11-річний цикл. Відповідно, зараз Сонце перебуває на фазі росту своєї активності", – каже керівник геомагнітних обсерваторій України.

У пік сонячної активності кількість спалахів на Сонці збільшується, утім це не означає, що кожен з них здатен викликати магнітну бурю на Землі. Корональна маса може не долетіти до нашої планети.

Якщо спалах на Сонці стався на рівні екватора та у напрямку Землі – через 2-3 дні сонячна хмара досягне магнітосфери. У разі, якщо спалах відбувся на верхніх чи нижніх широтах Сонця, корональна маса наблизиться до інших планет або розсіється в космосі.

Читайте також: Деталі, що ховаються під сяйвом: вчені зробили чіткі фото плям на Сонці

Фото: vampy1/Depositphotos

Також корональна маса може пролетіти повз Землю.

"Якщо вона пролетить повз Землю, ми все одно це відчуваємо. Її зафіксують супутники, а також з’явиться мінімальне збурення магнітного поля Землі. У підсумку виникне магнітна буря з мінімальною силою", – пояснює Юрій.

Що відбувається на Землі під дією корональної маси?

Навколо нашої планети існує магнітосфера. Попри свою назву вона більше схожа на цибулину, яка утворює голівку попереду Землі в напрямку Сонця та простягається у вигляді магнітного хвоста позаду планети.

Фото: vampy1/Depositphotos

"Дотримуються теорії, що всередині Землі, на границі ядро/мантія, течуть надпотужні струми, які утворюють магнітне поле планети, тобто магнітосферу", – зазначає Юрій.

Магнітні полюси не збігаються з географічними, додає геофізик. Вони зміщені приблизно на 13,5 градусів одне від одного.

Коли корональна маса під силою сонячного вітру налітає на магнітні полюси Землі, відбувається геоудар і вібрації магнітосфери призводять до магнітної бурі на планеті.

"Магнітна буря – це відхилення від норми в значеннях магнітного поля Землі. На території Києва магнітне поле складає близько 50 тисяч нанотесла, якщо значення більше, це вважається магнітною бурею", – розповідає Михайло.

Які магнітні бурі бувають

Магнітосферу вимірюються в Теслах (Тл). Відповідно до значення магнітного поля, бурі бувають:

• слабкі (50-100 нТл);
• помірковані (100-150 нТл);
• сильні (150-200 нТл);
• дуже сильні (200-300 нТл).

Ці значення приведені для середніх широт нашої планети.

В залежності від широт спостережень, сила магнітної бурі може різнитися, тому існує загальноприйнятий індекс магнітної активності – k, за яким всі магнітні бурі оцінюють по 9-бальній системі:

• 1-5 балів – 60-70 нТл;
• 6 балів – 70-100 нТл;
• 7 балів – 100-150 нТл;
• 8 балів – 150-250 нТл;
• 9 балів – 250-300 нТл.

"Якщо у Львові сильна буря, наприклад 200 нТл, то на екваторі буде 60-70 нТл, а на полюсі – 700-800 нТл. Індекс k характеризує магнітне поле на всіх широтах одним значенням", – каже Юрій.

У середньому магнітна буря триває від 2 до 5 днів. Її поділяють на фази:

• початкова (коли сонячний вітер налітає на Землю);
• головна (відбуваються зміни в магнітосфері);
• кінцева (відновлення магнітного поля Землі до звичного значення).

Більше магнітних бур відбувається навесні й восени, додає науковець. Це пов’язано з нахилом Землі до Сонця.

Під дією магнітних бур на Землі може змінюватися тиск та температура повітря, а внаслідок того, що корональна маса проникає в атмосферу і взаємодіє з молекулами повітря, можуть утворитися полярні сяйва.

Як магнітні бурі викликають полярні сяйва?

Фото: erectus/Depositphotos

Полярне сяйво, так само як і магнітна, буря виникає під дією сонячного вітру та корональних мас. Юрій Сумарук ці два явища називає "близнюками".

Світіння в атмосфері Землі може з’явитися під час магнітної бурі 8 або 9 балів і на нижчих широтах (зазвичай воно з’являється на полярних широтах).

Зазвичай, полярні сяйва відбуваються в полярних частин земної кулі, звідси й назва. Набагато рідше їх можна бачити на середніх широтах, зокрема, в небі над Україною.

Все залежить від сили корональної маси – якщо потік плазми великий, відбувається сильна магнітна буря й частинки плазми проникають в атмосферу на нижчі широти, каже Михайло.

Науковець пояснює, що коли заряджені частинки сонячного вітру наштовхуються на магнітне поле Землі, вони починають рухатися вздовж силових ліній, і коли потрапляють у полюси, випадають в атмосферу нашої планети.

Взаємодія протонів та електронів корональної маси з атмосферними молекулами Землі викликає сяйво.

"Коли магнітна буря надпотужна, висипання заряджених частинок відбуваються південніше за полярне коло, тому їх можна побачити й на наших широтах на висоті від 80 до 150 км над поверхнею Землі", – розповідає Михайло.

У цьому році світіння в небі українці могли бачити в ніч на 24 квітня. Попередньо, вдень 23 квітня відбулася 8-бальна магнітна буря.

"В Києві спостерігали жовто-зелене, а у Львові сяйво мало рожевий відтінок. Це залежить від того, з якими атмосферними молекулами взаємодіє плазма. Якщо з киснем – буде зеленкувате сяйво, якщо з гелієм – воно матиме рожеве забарвлення", – пояснює Михайло.

Сяйво бачили у Броварах на Київщині, на Чернігівщині, Львівщині, Волині, Житомирщині і у Харкові. Фото: Юлія Устинова

Читайте також: У NASA показали зелене полярне сяйво з космосу. ФОТО

Як відстежують магнітні бурі?

Україна має 4 власних геомагнітних обсерваторії: на Київщині (село Димер), на Львівщині (смт Івано-Франкове) та на Одещині (село Степанівка). Четверта обсерваторія "Аргентинські острови" працює на антарктичній станції "Академік Вернадський".

Обсерваторії фіксують зміни в геомагнітному полі Землі.

"Прилади щосекунди фіксують зміни, після чого інформацію збирають у хвилинні, годині, місячні, річні дані. Потім їх використовують, наприклад, для характеристики 11-річного сонячного циклу (місячні дані) або магнітної збуреності (годинні дані)", – розповідає Юрій.

Спираючись на ці дані науковці також прогнозують виникнення магнітних бур на Землі.

Найкоротший прогноз роблять, коли на Сонці відбувся спалах і корональна маса направляється в бік Землі.

Також є 27-денний прогноз, час, за який Сонце робить оберт навколо своєї осі. Відповідно, якщо сталася потужна магнітна буря, то через 27 днів Сонце обернеться до Землі тією ж стороною і з великою ймовірністю буря повториться.

Слідкувати за календарем магнітних бур можна на сайті intermagnet. Це глобальна мережа обсерваторій з моніторингу магнітного поля Землі, де можна знайти дані обсерваторій різних країн, зокрема, українських.

Скрін карти обсерваторій на сайті intermagnet

Деякі з обсерваторій оприлюднюють інформацію про магнітні бурі в режимі онлайн із затримкою 15 хвилин.

Керівник геомагнітних обсерваторій зазначає, що від початку повномасштабного вторгнення в Україні не працює обсерваторія в Димері на Київщині.

"У перші дні туди зайшли росіяни й розбомбили її варварськими методами: побили апаратуру, комп’ютери, поламали приміщення, тому вона не працює. А Львів і Одеса працюють", – каже Юрій.

Коли будуть магнітні бурі

За прогнозами геофізиків, весною сильна магнітна буря може бути 23-26 травня, силою до 5 балів.

"23 квітня була сильна буря і ймовірність того, що вона повториться через 27 днів є дуже високою. Також є прогноз на літо – є велика ймовірність бурі 16-17 червня", – каже Юрій.

На думку науковця, до кінця 2023 року великі магнітні бурі навряд відбудуться, адже цей рік – третій від початку нового циклу, тому Сонце не таке активне.

У більш довготривалій перспективі, сонячна активність досягне свого піка приблизно у 2024-25 році, розповідає Юрій. У цей період кількість спалахів на Сонці та як наслідок – частота магнітних бур на Землі може збільшитися.

Після цього почнеться фаза сонячного мінімуму. У цей період спалахи на Сонці відбуваються приблизно раз на тиждень.

"Коли сонячна активність піде на спад, десь через 6 років, магнітних бур майже не буде", – ділиться прогнозами Юрій.

Читайте також: До 2100 року майже половина території Землі може увійти у нові кліматичні зони – дослідження

Також, за прогнозами вчених людство наближається до завершення 200-літнього циклу Сонця. Через кілька десятків років це може вплинути на клімат.

"Відповідно до прогнозів, зараз ми є на спаді 200-літнього циклу сонячної активності. Десь у 2050-60 роках цього століття ми будемо спостерігати похолодання", – мовить Юрій Сумарук.

За його словами, точного прогнозу на те, що температура понизиться наразі не існує, втім згідно з теперішніми прогнозами глобального потепління на планеті боятися не варто.

Як магнітна буря впливає на організм людини?

Фото: Milkos/Depositphotos

Лікарка-кардіологиня Наталія Кошлань-Василишин розповідає, що в організмі людини є незначний відсоток заліза, зокрема у крові, втім воно не піддається магнітним впливам.

За її словами, опосередковано природа впливає на людину, але досліджень, які б підтверджували конкретні зміни в організмі немає. Лікарка пояснює, що погане самопочуття під час атмосферних змін може виникати тому, що організм пристосовується до нових зовнішніх умов.

"У всіх проведених дослідженнях немає чіткого зв’язку між тим, що відбувається у навколишньому середовищі та змінами в нашому організмі. Це більше впливає на нашу можливість адаптації до нових умов.

Самопочуття може змінюватися тому, що в людини є погіршена адаптація організму до різноманітних атмосферних перепадів і явищ: тиску, вологості, температури, магнітних бур тощо", – розповідає Наталія

Лікарка додає, що з віком адаптація до зовнішніх факторів погіршується, а також адаптивність знижується, якщо людина має хронічні захворювання, такі як цукровий діабет, гіпертонічна або ішемічна хвороба серця.

"Магнітні бурі ніяким чином не викликають захворювання, це лише відображає наш сумарний стан здоров’я – реакція на такі природні явища", – додає Наталія.

Водночас геофізик Михайло Орлюк певен, що мінімальну геомагнітну активність людина відчуває щодня. Такі геомагнітні зміни можуть бути потужними, втім, на відміну від магнітної бурі, яку викликає Сонце, вони короткотривалі.

"Коли повз проїжджає машина або ми спускаємося в метро зміна магнітного поля може бути набагато сильнішою ніж від магнітної бурі, але ці збурення доволі короткочасні", – пояснює науковець.

У дні магнітних бур Наталія радить покращувати свій спосіб життя, щоб готувати організм до різних температурних перепадів.

Фото: markin/Depositphotos

Зокрема, більше займатися спортом, перебувати на свіжому повітрі, пити достатню кількість води, зменшити вживання алкоголю, відмовитися від куріння та загартовуватися.

У 2018 році ексочільниця МОЗ Уляна Супрун розповідала, що доказів того, що активність Сонця може впливати на самопочуття людини недостатньо, а метеозалежність – не більше ніж міф.

Схожої думки сімейна лікарка Дарина Дмитрієвська. У коментарі "УП. Життя" вона зазначила, що вплив природних явищ на організм не доведений.

"В Україні люди вірять чи не в магічні здібності власного організму передбачати погоду. Проте є дослідження, які показують, що масово жодного зв'язку змін погоди та звертаннями зі скаргами на болі в суглобах, підвищення тиску – немає", – каже лікарка.

Анастасія Поя, "Українська правда. Життя"

Читайте також: Чи дійсно існує метеозалежність, а зміни погоди впливають на наше самопочуття?