Солнечная активность — это целая совокупность явлений и процессов, происходящих в атмосфере Солнца. «Непогода» на Солнце может приводить к магнитным бурям — сильным возмущениям магнитного поля Земли, которые могут длиться от нескольких часов до нескольких суток.
«Когда мы говорим про солнечную активность, то обычно это вспышки, то есть очень мощные взрывы на Солнце, сила которых такова, что они способны влиять на Землю даже с расстояния 150 млн км. При этом мы знаем, что вспышка вспышке рознь. Бывают исключительно сильные, бывают и слабые. Кроме того, меняется их темп. Наблюдения Солнца показывают, что бывают периоды, когда и сила, и частота вспышек на несколько лет заметно возрастают. Это и называется повышенной солнечной активностью», — поясняет заведующий лабораторией солнечной астрономии Института космических исследований РАН, доктор физико-математических наук Сергей Богачев.
Благодаря циклическому характеру солнечной активности ученые могут во многом предсказать, когда ожидать следующего пика. Так, согласно прогнозам как отечественных исследователей из РАН, так и их британских коллег из Королевского астрономического общества (Великобритания), следующего пика солнечной активности, скорее всего, следует ждать в 2024 году, с чем согласны и американские эксперты из Национальной метеорологической службы США.
Несмотря на то что это явление не выходит за рамки обычного поведения Солнца, многие обеспокоены потенциальным влиянием солнечной активности на жизнь на Земле. «РБК Тренды» постарались отделить мифы от подтвержденных наукой фактов.
Техника и Солнце
О том, что солнечная активность влияет на работу технических устройств, существует консенсус — влияние определенно прослеживается, весь вопрос только в том, насколько сильным оно может быть в 2024 году и как оно отразится на приборах.
Это влияние может иметь достаточно серьезные последствия. Можно вспомнить, как считается, сильнейшую за всю историю наблюдений геомагнитную бурю 1859 года, которую прозвали «Солнечным суперштормом». Она вызвала сбой в телеграфных системах Европы и Северной Америки, а северные сияния наблюдались в экзотичных для него широтах — на Кубе, Багамах, Гавайях и в Центральной Америке. Причиной этих эффектов был сильный выброс коронарной массы, который достиг планеты за 18 часов и был замечен британским астрономом Ричардом Кэррингтоном 1 сентября.
Ближе к нашему времени, в 1989 году, очередная геомагнитная буря, вызванная явлениями на Солнце, привела к поломке трансформатора на атомной станции в Салеме (Нью-Джерси, США). В канадской провинции Квебек космическая погода также вывела из строя высоковольтную линию передачи, в результате чего около 6 млн человек в течение девяти часов оставались без электричества.
Может сложиться впечатление, что за последние десятилетия человечество достигло существенного технического прогресса, поэтому техника гораздо лучше защищена от всех видов угроз, однако эксперты не спешат с выводами.
В 2022 году была опубликована статья, в которой представители Европейского космического агентства обращали внимание, что в периоды высокой солнечной активности становится сложнее управлять спутниками. Солнечные штормы могут увеличить уровень радиации в околоземном пространстве, что может привести к поломке электроники спутников. Кроме того, из-за увеличения плотности верхних слоев атмосферы у спутников повышаются риски потери высоты, и в результате они могут сгореть в атмосфере. Это напрямую влияет на жизнь на Земле, поскольку от функционирования спутников зависят GPS, ГЛОНАСС, телевидение, прогнозы погоды и многое другое.
Конкретный пример — проект Starlink Илона Маска, который должен обеспечить доступ к качественному беспроводному интернету по всему миру. Для этого необходимо, по планам компании, разместить около Земли 42 тыс. спутников, но космическая погода вносит свои коррективы: в феврале 2022 года в рамках этого проекта было запущено 49 космических спутников, однако из-за разразившейся геомагнитной бури 40 из них были выведены из строя. На фоне десятков тысяч запланированных запусков потеря 40 спутников может показаться не такой критичной, однако стоимость этих потерянных объектов оценивается приблизительно в $100 млн.
«Вспышки того уровня, что производит Солнце сейчас, привести к коллапсу техники, скорее всего, не могут. Спор идет вокруг вопроса, может ли Солнце произвести намного более сильные вспышки. В качестве примера: на Землю постоянно падают метеориты и вроде никого не убивают, но раз в миллионы лет падает метеорит такого размера, что уничтожает половину жизни на Земле. В целом за то время, что мы наблюдаем Солнце, таких сильных взрывов пока не было даже близко. Но, опять же, знаем мы пока об этом очень мало. В то же время предположить, что текущее Солнце способно на супервзрыв, очень трудно, оно выглядит слишком обычным. Поэтому все же таких событий мы не ждем, хотя общая нагрузка на биосферу и техносферу, конечно, уже возрастает и в текущем году еще сильнее возрастет», — говорит Богачев.
Солнце и здоровье человека
В дискуссиях о влиянии солнечной активности на разные сферы жизни больше всего копий ломается при обсуждении взаимосвязи между Солнцем и здоровьем человека. Во многом этот вопрос занимает и медиков со всего мира, пытающихся найти причинно-следственные связи между повышенной солнечной активностью и отдельными заболеваниями.
Долгое время в научных кругах считалось, что повышенная солнечная активность никак не влияет на самочувствие человека, однако ряд специалистов в области здравоохранения как в России, так и за границей не разделяют этого подхода, особенно если речь идет о сердечно-сосудистой системе.
Так, в 2018 году коллектив ученых из США, Саудовской Аравии и Литвы опубликовал исследование, в котором они пытались проследить, как солнечная активность и геомагнитные бури влияют на вариабельность сердечного ритма.
По итогам наблюдений эксперты пришли к выводу, что усиление солнечного ветра коррелировало с увеличением частоты сердечных сокращений, что ученые объясняют естественной реакцией организма. Повышение интенсивности космических лучей, солнечной радиации и резонанса Шумана (образование стоячих электромагнитных волн сверхнизких частот между поверхностью Земли и ионосферой) было связано с увеличением частоты сердечных сокращений и парасимпатической активности.
В более свежем обзорном исследовании 2023 года приводятся данные о наличии стойкой взаимосвязи между геомагнитными возмущениями и артериальным давлением: при серьезной геомагнитной буре часто повышается систолическое и диастолическое давление (от 3 до 8 мм ртутного столба).
Между тем учащение сердечного ритма и повышение артериального давления — не самое страшное, по мнению некоторых ученых, что может произойти с человеческим организмом. Например, как обратила внимание научный сотрудник Института космических исследований РАН Тамара Бреус, во время сильных геомагнитных бурь, которые сопровождаются повышенным фоном космических лучей, происходит возрастание на 12% числа инфарктов и на 7% — инсультов.
Однако приведенные исследования встречают критику у ряда ученых. В беседе с изданием «РБК Тренды» Александр Панчин, кандидат биологических наук, сотрудник Института проблем передачи информации РАН, обращает внимание на то, что основное воздействие таких бурь скорее в эффекте ноцебо — антипод эффекта плацебо, то есть ситуации, когда человеку становится хуже от препаратов или явлений, от которых такого эффекта быть не должно.
«Люди узнают из новостей, когда буря, тревожатся, повышается и сердечный ритм, и риск инфаркта (если сердце уже больное)», — отмечает Панчин.
Солнечная активность и уровень преступности
Существует предположение, что явления и процессы, происходящие в 150 млн км от поверхности Земли, непосредственно отражаются на социальном «организме» — общественных процессах, таких как революции, беспорядки и убийства.
В частности, в 2023 году международным коллективом авторов была выпущена статья, посвященная влиянию солнечной активности на уровень убийств. Сравнивая пики геомагнитной активности и ежегодный уровень убийств в США, Великобритании и Германии с 1987 по 2018 год, ученые пришли к выводу, что космическое влияние ответственно более чем за половину изменений в уровне убийств во всех трех странах. Если такая закономерность действительно работает, то, согласно мнению исследователей, в 2025 году в США и в 2026 году в Германии будет рост числа убийств.
Гипотеза, согласно которой солнечная «непогода» может влиять на поведение социума, разрабатывается и отечественными учеными. В частности, коллектив российских ученых в 2016 году опубликовал статью под названием «О солнечной активности как возможном факторе социально-политической дестабилизации», в которой сделан вывод о том, что «объяснять начало революций ростом солнечной активности, конечно, нельзя, но учитывать этот фактор при исследовании практической политической протестной деятельности, по всей видимости, нужно».
Редакция «РБК Трендов» попросила прокомментировать такие исследования Дмитрия Скугаревского, ассоциированного профессора по эмпирико-правовым исследованиям им. С.А. Муромцева Европейского университета в Санкт-Петербурге. Он предупредил, что исследователи могли попасть в ловушку «ложной регрессии». Например, 23-й цикл солнечной активности совпал со снижением уровня насильственной преступности в развитых странах (тренд под названием «Великое снижение преступности»), что тоже можно было бы объяснить лишь космической погодой, хотя в реальности в дело могли вступать иные факторы: старение населения, снижение уровня безработицы, развитие систем безопасности, улучшение работы полиции.
«Подобные ложные зависимости иллюстрирует шуточный пример о «влиянии» количества пиратов на глобальное потепление: действительно, в мире стало гораздо меньше пиратов, но рост среднегодовой температуры, конечно, не объясняется этим фактором, несмотря на высокую корреляцию», — говорит Скугаревский.
Евгения Крюкова, кандидат юридических наук из МГУ, тоже раскритиковала приведенные исследования, отметив среди прочего, что авторы статьи о взаимозависимости солнечной активности и преступности «являются психологами, социологами Бразилии и Португалии, о криминалистической практике которых сведений нет», а в исследовании используются не первоисточники, а ссылки на СМИ, которые могут допускать ошибки. Таким образом, резюмирует Крюкова, «в настоящее время нет достоверных полных научных исследований, которые бы устанавливали однозначную корреляцию между насилием и солнечной активностью». «Подобные гипотезы высказывались учеными разных научных направлений, однако достоверных данных исследований нет», — подчеркивает она.
Космическая погода и климат на Земле
Еще одна сфера, которая может почувствовать на себе влияние солнечной активности, — это климат.
Как заявляют специалисты NASA, солнечная активность играет незначительную роль в климатических изменениях, наблюдаемых сегодня. Ссылаясь на ряд исследований, они отмечают, что в период наименьшей солнечной активности планета может охладиться на 0,3 градуса Цельсия, что в лучшем случае лишь замедлит (но не более того) вызванное человеком глобальное потепление. Эффект будет «скромным», поскольку низкая солнечная активность — явление временное.
«Сейчас идет 25-й (отсчет идет с 1749 года, когда было начато систематическое наблюдение за солнечными пятнами. — «РБК Тренды») солнечный цикл, и в принципе 2024–2026 годы — это максимум солнечной активности. Обычно с точки зрения влияния на климат в максимумы солнечной активности глобальная температура выше, чем во время минимума, примерно на 0,1 градуса. То есть в принципе не так много по сравнению, например, с антропогенным эффектом. Локальная реакция климата на максимум солнечной активности может быть более выраженной, но где именно проявит себя этот цикл — заранее сказать сложно», — говорит заместитель директора Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН Александр Чернокульский.
О том, что не Солнце ответственно за сегодняшнее изменение климата, наглядно говорит опубликованный NASA график, где на динамику ежегодной средней температуры на Земле с 1880 по 2020 год наложена кривая полученной за этот же период времени солнечной энергии (Вт/кв. м): видно, что с 1950-х годов Земля получает меньше энергии Солнца, а температура, наоборот, повышается.
Сравнение динамики среднегодовой температуры на Земле (°C) и полученной солнечной энергии (Вт/кв. м) с 1880 года. Источник: NASA
От исследований ученых к действиям правительств
По мнению Богачева, в 2024 году пик солнечной активности будет достаточно умеренным, если Солнце не преподнесет сюрпризов. Куда более серьезные солнечные штормы ожидаются в середине нашего столетия. Эти прогнозы, похоже, начинают привлекать внимание не только ученых и бизнесменов, которые занимаются космическими программами, как Илон Маск, но и политиков.
Так, в 2023 году группа экспертов при Генеральном секретариате Совета Евросоюза — одного из главных органов Европы — подготовила аналитическую записку, в которой рассматривались возможные риски повторения солнечного «супершторма», который, по их мнению, обязательно случится, ведь это циклический процесс. Специалисты предупреждают, что из-за космической «непогоды» могут выйти из строя трансформаторы, отключиться банковские системы.
По их мнению, также существуют риски для подводных кабелей, обеспечивающих 90% всего интернет-трафика. Механизм такого коллапса детально описывается в статье сотрудницы кафедры компьютерных наук Калифорнийского университета США Сангеты Абду Йоти «Солнечные суперштормы: планирование на случай интернет-апокалипсиса». Автор подчеркивает, что сами оптоволоконные кабели надежно защищены от геомагнитных бурь. При этом на расстоянии 50–150 км друг от друга располагаются ретрансляторы для усиления оптических сигналов, и они уязвимы к сбоям. Речь идет о влиянии геоиндуцированных токов (электрических токов, индуцированных на поверхности Земли быстрыми изменениями геомагнитного поля в результате явлений космической погоды), которые могут повлиять на прохождение сигнала. В итоге это может вывести кабели из строя.
Таким образом, заключают эксперты из ЕС, современное общество стало гораздо более уязвимым, чем во времена британского астронома Ричарда Кэррингтона, заметившего чрезвычайно сильную солнечную активность в 1859 году, когда человечество только входило в эру электричества.
«Поэтому важно иметь комплексные планы действий в чрезвычайных ситуациях для реагирования и восстановления инфраструктуры после такого события. Хотя существующие планы реагирования на другие чрезвычайные ситуации природного характера могут послужить полезной основой, уникальные характеристики явлений космической погоды требуют принятия дополнительных специальных мер. Тесное международное сотрудничество будет иметь решающее значение для реализации скоординированного ответа и оперативного восстановления трансграничной инфраструктуры. Обеспечение надежных каналов связи в чрезвычайных ситуациях имеет первостепенное значение, учитывая вероятность нарушения работы существующих телекоммуникационных систем», — сказано в аналитической записке.
В России, насколько известно Богачеву, принятых на государственном уровне программ или стратегий для подготовки к потенциальным солнечным «суперштормам» не существует.
«Мое мнение в том, что большинство событий на Солнце не требует реакции, но, несомненно, риски техногенного воздействия присутствуют всегда, и, конечно, четкий план действий лучше иметь», — резюмируют эксперт.