Молнии несут космическую радиацию прямо на Землю? Насколько опасны магнитные бури в грозу
Молния – мощный источник радиоволн
Фото: Владимир ВЕЛЕНГУРИН. Перейти в Фотобанк КП
Как бы сейчас хотелось оказаться под летним ливнем! Радиоактивным ливнем? В журнале Nature появилось пугающее исследование. Если гроза совпадет с магнитной бурей, то молнии принесут космическую радиацию прямо на Землю. Магнитных бурь сейчас полно, а летом к ним добавятся и грозы. Уже пора бояться и сооружать импровизированный бункер? Или мы все не так поняли? Разбираемся с экспертами.
НЕТ, ДАТЧИКИ НЕ ВРУТ
Статью написала знаменитая Лорен Блум, профессор и признанный специалист в космической радиации, и ее аспиранты. Они-то и обратили внимание босса на странные данные датчиков. На Земле – в Южной Америке, и в США, около Флориды – вдруг фиксировали мощные вспышки радиации. Как бы из ниоткуда. Радиация (бета-лучи) выглядела как поток электронов, разогнанных почти до скорости света. Вспышки длились до трех секунд. И на эти секунды ничего не подозревающие люди оказывались как бы в открытом космосе.
Только ли в Южной Америке, только ли во Флориде? Конечно, нет, просто там датчики стоят. Везде есть, и у нас, в России, тоже. Блум принялась искать причину.
Научная интуиция побудила ее сопоставить моменты радиационных всплесков с … молниями. Что ж, связь налицо: примерно через секунду после вспышки молнии – с небес обрушиваются электроны. Но требуется еще одно условие. Нужно, чтобы во время грозы бушевала бы еще и магнитная буря.
Кажется, будто молния пробивает уровни защиты, которые выставила Мать-Природа, оберегая нас, своих детей. Что вообще происходит?
«ЭТО УРОК ДЛЯ МЕНЯ НА ВСЮ ЖИЗНЬ»
Давайте сначала разберемся, с чем имеем дело.
От Солнца (но не только) к нам несутся потоки заряженных частиц, та самая вредная бяка. Ключевое слово тут «заряженных». Вспомните уроки физики: там говорили, что заряженные частицы движутся, куда хотят, пока не встретят магнитное поле. Встречают, приклеиваются к нему, и все, они заперты.
У Земли есть магнитное поле. На дальнем подлете к планете оно захватывает радиацию, и собирает в так называемых поясах Ван Аллена, на высоте в тысячи километров. Наша планета окружена фонящим «бубликом» (форма похожа), а нам не достается. Потому мы и живы. Спасибо магнитному полю.
Пояса открыл в самом начале космической эры, как нетрудно догадаться, Ван Аллен, на первом американском спутнике. Ученые поставили туда датчики радиации, и он сразу зашкалил. Ждали, конечно, что будет жарко, но не до такой степени.
Со временем появились детали. Внутренний пояс Ван Аллена стабилен и парит на высоте в тысячу километров. Внешний пояс располагается примерно в 3 тысячах километрах от планеты, и там рубилово: частицы прилетают, крутятся, их бросает от южного магнитного полюса к северному, движ.
И казалось, все это от нас так далеко, пусть себе крутятся.
Когда Блум поняла, что непреодолимой преграды между страшными поясами и Землей нет… «Это был урок для меня: быть готовой к неожиданностям, ведь никто даже помыслить не мог, что такое возможно», пишет она, все еще сама ошеломленная тем, что нарыла.
НЕЖНЫЙ ЗВУК ГРОМА
Изначально Блум поручила своему аспиранту Максу Файнланду (его фамилия в списке авторов идет первой) проверить одну, не слишком надежную, гипотезу.
Радиолюбители время от времени слышат таинственные звуки, которые на их сленге именуются «хоровое пение». Звуки образуются потому, что импульсы молний путешествуют вокруг Земли, огибая ее несколько раз, искажаются, и звучат жутко. Считалось, что такие импульсы могут выбить радиацию из внешнего пояса Ван Аллена и переместить поближе к Земле, но оказалось, что время от времени случаются всплески энергичных электронов другого рода.
Эти электроны пришли явно из внутреннего пояса, и они очень «злые»; таких там быть не должно. А главное – как они к нам пролезли-то?
И вы уже знаете – с помощью молний.
А ЭТО ОПАСНО?
Механизм экзотический, но в общих чертах понятный, говорит кандидат наук, сотрудник Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн Валерий Петров.
Молния – мощный источник радиоволн, объясняет исследователь. В этом можно убедиться, если включить приемник перед грозой (не делайте так во время грозы): услышите треск. Эти волны, говорит Валерий Петров, распространяются до ионосферы (заряженного слоя у нас над головой), а дальше – по плазме. А поскольку плазма, как мы помним, «приклеена» к магнитному полю, его силовым линиям, их рисунку следует и радиоволна.
Встречая электроны, как она на них действует? Искажает их путь. В норме электроны носятся от северных магнитных широт к южным, но волна создает дополнительное «давление», меняет вектор их движения. Что и может привести к высыпанию электронов, а мы это видим на Земле как всплеск бета-излучения.
- Фактически это рассеяние электронов на волнах, - формулирует Валерий Петров.
Какой-то опасности в таком явлении российский ученый не видит. Электроны и так высыпаются в верхнюю атмосферу, что мы наблюдаем как полярные сияния. Но то, что молнии как-то провоцируют этот, давно известный, процесс – конечно, интересно.
Почему такое возможно только во время магнитных бурь? Бури взбаламучивают радиационные пояса, сказано в исследовании. В нижнем поясе появляются энергичные электроны, которых там раньше не было. Они-то и делают «погоду». Космическую погоду – которая оказалась связана с земной.
Молнии во время магнитных бурь не несут опасности
Фото: Михаил ФРОЛОВ. Перейти в Фотобанк КП
ТАЙНА ВОЛШЕБНЫХ ЗЕРКАЛ
Явление естественное, а значит, безопасное, согласен физик, профессор Владимир Поляков:
- Миллионы лет с этим живем, притерпелись! Опасная норма электромагнитного излучения, по медицинским нормам – 0,1 ватта на квадратный метр, а мы от Солнца получаем 600 ватт на метр. Выходит, что искусственные волны нам вредят, а естественные, в 6 тысяч раз сильнее – нет!
Не новинка для нас – и радиация из космоса; несмотря на многоуровневую защиту – на Землю попадает, и из Галактики, и от Солнца. Именно она создает так называемый естественный фон, говорит Владимир Поляков:
- Иногда нас пронизывают чрезвычайно энергичные галактические частицы, например, протоны, с энергией в гигаэлектронвольты. Чаще частица не в состоянии «пробить» воздух, но образует ливень «обломков». Все это проходит сквозь нас, и не наносит никакого вреда.
Явление, открытое американцами – не какая-то новая природная сущность, появившаяся, например, от деструктивной деятельности человека, уверен исследователь. Просто – плохо космос изучен, не замечали раньше. О чем-то таком догадывались, рассказывает профессор Поляков. Так, ученые давно подозревают, что ионосфера может работать как… лазер. Точнее, как мазер – тот же лазер, но не для света, а для микроволн.
- Как работает лазер? Два, направленных друг на друга, зеркала, между ними среда с избытком энергии. Подобные зеркала – удивительная вещь. Так, в мистике считается, что с их помощью увидишь тоннель в бесконечность. Усиление потока фотонов в лазере достигается за счет стоячей волны, в результате получаем свет более мощный, а главное, синхронный, - говорит Владимир Поляков, - Потрясающе, но такое, видимо, происходит в природе само собой. Возьмите силовую линию магнитного поля, которая выходит из полярной зоны, проходит через пояса Ван Аллена, и входит в Землю в южном полушарии. Частица, электрон, «наматывается» на силовую линию, и начинает циркулировать с севера на юг, с юга на север. Вот вам и резонатор!
В таком механизме как раз возможно усиление энергии, и мощное высыпание электронов, в том числе с образованием полярных сияний. Искали, искали такие мазеры, все найти не могли. Не исключено, что американцы наконец обнаружили, резюмирует профессор Поляков.
Вот и разобрались! Явление выглядит на первый взгляд страшно – и недаром в Сети любители теорий заговора уже строчат страшилки – но ничего ужасного на самом деле нет. Предки в палеолите терпели, и нам велели.
Да, будущее лето, когда придут грозы, окажется особым. Высокий уровень солнечной активности, частые магнитные бури – все это прогнозы обещают. И молнии изрядно насыплют нам на головы электронов. Заметим ли мы это? Нет. Конечно, метеочувствительные люди пожалуются на головные боли и недомогания. Но, по статистике, летом медицинский эффект магнитный бурь выражен слабо. Так что – ждем лета, грядок, пляжа, и не боимся ничего.
КСТАТИ
Только теперь мы понимаем, как рисковали космические туристы Илона Маска. В прошлом году миссия Polaris Down залетела на 1400 км от Земли, как раз во внутренний пояс Ван Аллена. Тогда (всего-то полгода назад) никто понятия не имел, какие суровые электроны там обитают. Вроде все обошлось. Хотя кто знает насчет долгосрочных последствий для здоровья. Капитаном корабля был миллиардер Джаред Айзекман, которого Илон Маск собирался поставить директором НАСА, потому что парень хороший, и по совокупности. Но пока не поставил. А облучение – небось, получил.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Как самому предсказать магнитную бурю: одно простое правило
Нас ждут годы магнитных бурь: Ученые дали пугающий прогноз космической погоды
Ядро Земли остановилось, магнитное поле вот-вот исчезнет: планету ждут масштабные перемены
СЛУШАЙТЕ ТАКЖЕ
Русский космос. Когда мы были готовы прилуниться и облететь Марс (подробнее)