Конечно, они красивы, но новое исследование показало, что северное сияние может оказаться весьма опасным.
Увидеть ауроры – как многим из нас довелось в мае, когда двадцатилетняя геомагнитная буря достигла своего пика – стоит в списке желаний многих из нас. Однако, хотя они и впечатляющи, ученые все более тревожатся из-за потенциальной угрозы, которую они представляют для современной инфраструктуры.
Теперь новые исследования выявили связь между этими природными световыми шоу и сильными электрическими токами, вызванными магнитными силами – также известными как геомагнитно индуцированные токи, или ГИТ – которые могут повредить важную инфраструктуру, такую как трубопроводы и подводные кабели.
Ученые обнаружили, что угол, под которым межпланетные удары попадают в магнитное поле Земли, имеет решающее значение для определения силы этих токов. «Ауроры и ГИТ обусловлены одними и теми же космическими погодными явлениями,» – сказал доктор Денни Оливейра из Космического центра полетов Годдарда НАСА, главный автор исследования, опубликованного в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences.
«Аурора – это визуальное предупреждение, которое показывает, что электрические токи в космосе могут вызывать эти ГИТ на земле.» Когда частицы, выброшенные из Солнца, взаимодействуют с магнитным полем Земли, они вызывают геомагнитные бури, которые взаимодействуют с атмосферой Земли, образуя ауроры. Межпланетные удары, вид ударной волны, исходящей от солнечного ветра Солнца, также способствуют этому явлению. Как объяснил Оливейра, межпланетные удары формируются аналогично ударному взрыву от реактивного самолета, превышающего звуковой барьер. Когда скорость солнечного ветра приближается к Земле превышает свой собственный «звуковой барьер», формируется ударная волна. Но здесь вместо образования звукового взрыва, как с самолетом, она формируется как магнитная ударная волна, которая может сжать магнитное поле Земли. Именно такая ударная волна может создавать сильные токи, представляющие опасность для любой инфраструктуры, проводящей электричество.
Более сильные межпланетные удары приводят к более мощным токам и аурорам – но частые, менее интенсивные удары также могут нанести значительный ущерб со временем. Оливейра добавил: «Можно считать, что наиболее интенсивные вредные последствия для электроэнергетической инфраструктуры произошли в марте 1989 года после сильной геомагнитной бури – система Hydro-Quebec в Канаде была отключена почти на девять часов, оставив без электричества миллионы людей. «Но слабые, более частые события, такие как межпланетные удары, могут представлять угрозу для заземляющих проводников со временем.
Панель (А) Географическое положение компрессионной станции Мянтсяла на юге Финляндии (красная звезда). Толстые зеленые линии обозначают магнитные широты от 50 ° с шагом в 10 ° к полюсу. Панель (B) снимок карты южной Финляндии, на которой показаны станция Нурмиярви (синяя звезда) и станция сжатия Мянтсяла (красная звезда).
Наша работа показывает, что значительные геоэлектрические токи происходят довольно часто после ударов и заслуживают внимания.» Исследовательская группа обнаружила, что удары, попадающие на Землю прямо, вызывают более высокие пики геомагнитно индуцированных токов как непосредственно после удара, так и во время последующих бурь.
Предсказуемость углов межпланетных ударов за два часа до удара означает, что эксперты могут использовать эти данные для внедрения защитных мер для уязвимой инфраструктуры до того как самые сильные удары достигнут. «Операторы энергетической инфраструктуры могут предпринять несколько конкретных электрических цепей для защиты своего оборудования при получении предупреждения о шоке,» – предложил Оливейра. «Это позволило бы предотвратить геомагнитно индуцированные токи и продлить срок службы оборудования.»
Тем не менее мы еще не избавлены от проблем. Оливейра объясняет, что для эффективной защиты критической инфраструктуры от самых крупных ударов нужны дополнительные исследования.
О эксперте:
Денни Оливейра является исследователем космической физики в Лаборатории геофизики космического пространства НАСА Годдарда, сотрудничающим с PHaSER / UMBC. Его исследования сосредоточены на межпланетных ударам, включая те, которые генерируются корональными выбросами массы, и их влиянии на плазменные процессы в геопространстве.
Источник — BBC Science Focus
