Смерть с небес

Вот конкретный случай: 6 марта 1989 г. Солнце развернулось к нам, показав огромную группу безобразных пятен на поверхности. Растянувшись почти на 70 000 км, они уже породили множество вспышек, которые регистрировались, даже когда сами пятна находились еще на противоположной стороне Солнца. Астрономы ожидали худшего.

И они не ошиблись. В течение двух недель активная область 5395 извергла почти 200 солнечных вспышек, причем четверть из них относилась к категории самых мощных. В то же время были зарегистрированы 36 корональных выбросов, сорвавшихся с Солнца.

По сравнению с масштабами этого события некоторые последствия были просто неприятностями. Одному производителю микросхем пришлось временно приостановить производство, потому что во время магнитного хаоса некоторые чувствительные приборы стали шалить. Компасы сбивались на много градусов, усложняя морскую навигацию. Многие спутники потеряли высоту — на целых 800 м, — а один военный спутник не смог компенсировать воздействия и начал беспорядочно кувыркаться. На других спутниках перегорела аппаратура.

Но самое худшее произошло 13 марта, когда результатом бури стал сильный ток, наведенный геомагнитным полем. Колебания напряжения вызвали проблемы с электропитанием на всей планете. В Нью-Джерси от тока, наведенного действующими на большой высоте силами, на одной электростанции перегорел трансформатор на 500 000 В, замена которого обошлась в $10 млн. На ремонт ушло шесть недель, а упущенная выгода от непоставленной энергии, которую потеряла компания за это время, почти в два раза превысила эту сумму.

В Квебеке последствия были гораздо серьезнее. Скачок тока отключил энергоблок, и от резкой потери мощности вышла из строя вся энергосистема. На огромной территории повреждались линии электропередачи, некоторые из них загорались взрываясь. В холодную зимнюю ночь Солнце отключило электричество у 6 млн человек в Канаде. На полное восстановление энергосистемы ушло много дней. По оценкам инженеров, смоделировавших это событие, суммарный ущерб составил несколько миллиардов долларов.

Как и при падении астероида, существуют способы смягчить последствия вспышек и корональных выбросов массы. Спутники можно проектировать так, чтобы они выдерживали воздействие частиц и гамма-излучения, но производителю это обойдется недешево. То же относится к энергосистемам; на модернизацию электростанций и увеличение количества линий электропередачи, чтобы справиться с еще одним событием масштабов марта 1989 г., потребуются миллиарды[15].

Это редкие события, они случаются два или три раза в 100 лет. Однако с увеличением нагрузки на наши энергосистемы риск потенциального ущерба от Солнца только возрастает.

Но есть еще одно прямое последствие солнечной активности. Модели воздействия выброса масштабов 1859 г. на нашу атмосферу показывают, что каскад субатомных частиц, ускорившихся в магнитосфере Земли в результате этого события, проник бы в атмосферу, разбивая молекулы озона в ее верхних слоях (ученые называют этот процесс диссоциацией). Озон — это молекула, состоящая из трех атомов кислорода (в молекуле кислорода, которым мы дышим, два связанных между собой атома). Она очень эффективно поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца, защищая нас от него. Истощение озонового слоя от вспышки 1859 г. должно было быть относительно скромным, всего на несколько процентов. Однако этого вполне достаточно, чтобы до поверхности Земли доходило больше УФ-излучения. Каковы были последствия для людей неясно, так как до нас дошли лишь разрозненные истории болезни, составленные более 100 лет назад, но, вероятно, в годы, последовавшие за этим событием, наблюдался небольшой, но выраженный рост числа кожных заболеваний. Увеличение интенсивности УФ-излучения может также затронуть экосистему и пищевую цепочку (в главе 4 это описано даже подробнее, чем вам нужно знать), но опять же — исторические записи того времени неполные.

Тем не менее у события 1859 г. было по крайней мере одно измеримое последствие. Разбитые летящими частицами диссоциированные молекулы воздуха могут соединяться снова, образуя другие химические соединения, включая NO₂, диоксид азота[16]. Образовавшись высоко в атмосфере, этот красновато-коричневый газ попадал на Землю вместе с дождем, и его молекулы оседали на поверхности. Изучение ледяных кернов из Гренландии показало рост отложений нитратов в слоях, соответствующих тому времени.

Проблема в том, что NO₂ может окисляться в атмосфере с образованием азотной кислоты. Растворяясь в каплях воды, она может проливаться кислотным дождем и приводить к ужасным последствиям для экосистемы Земли. В 1859 г. это, похоже, не стало серьезной проблемой, но, если когда-нибудь в будущем более мощные всплески излучения проникнут в нашу атмосферу, нам, возможно, удастся оценить эффект и от этого. Просто Солнце может еще и таким увлекательным способом обрушиться на нас.

Климат перемен