Turbūt didžioji dalis Lietuvos praėjusį savaitgalį stebėjo šiaurės pašvaistes - jei ne galingąją penktadienį, tai silpnesnę, bet vis dar žavią šeštadienio naktį. Apie šį reginį yra daug nuomonių - kalbama apie poveikį kai kuriems prietaisams, neretai užsimenama apie poveikį ir gyvų būtybių sveikatai.
Kas yra geomagnetinės audros?
Kalbant apie geomagnetines audras, pradėti reikia nuo Saulės. Jos audros pasireiškia kaip saulės blyksniai - ultravioletinės ir rentgeno spinduliuotės padidėjimas, Žemę pasiekiantis per 8 minutes. Tokia energinga spinduliuotė viršutiniuose mūsų planetos atmosferos sluoksniuose jonizuoja atomus ir gali sukelti radijo ryšio nutrūkimus bei klaidas globaliose padėties nustatymo sistemose. Geomagnetines audras sukelia Saulės vainikinės masės išmetimai - milžiniški plazmos debesys, nupučiami nuo Saulės stiprių blyksnių ir išsiveržimų metu.
Kalbant apie šį reiškinį, reikia nepamiršti periodiškai (maždaug kas 11 metų) kintančio Saulės aktyvumo ciklo. Dabar jos aktyvumas didėja, o pikas turėtų būti pasiektas 2025 metais. Suaktyvėjimo metu Saulė truputį pašėlsta - jos paviršiuje daugėja dėmių, žybsnių ir jau minėtų vainikinės masės išmetimų. Saulės maksimumo metu geomagnetinės audros kyla dažniau, o didžiąją jų dalį sukelia CME. Beje, ne kiekvienas išsiveržimas Žemėje sukelia pašvaistes - dalis jų nepataiko į planetą. Greičiausi į Žemę nukreipti CME mus pasiekia vos per 15-18 valandų, o lėtesniems gali prireikti kelių dienų.
Žemės Apsauga
Kalbant apie Žemę, ji turi apsaugą - magnetosferą. Mūsų gimtosios planetos magnetinis laukas sukuria skydą, atmušantį Saulės vėją, pliūpsnius ir visas energingas daleles. Žemės atmosfera didžiąja dalimi sugeria energingą ultravioletinę ir rentgeno spinduliuotę, tad jos paviršiuje dažniausiai tiesioginio poveikio nebūna, nebent išpuola labai stiprus Saulės aktyvumas ar galingi CME išmetimai. Kai atsitrenkia stiprus CME, Žemės magnetinis laukas “suskamba” kaip varpas, ir prasideda geomagnetinė audra. Atskriejęs Saulės vėjas pirmiausia suspaudžia Žemės magnetosferą, o magnetiniai laukai pradeda sąveikauti. Abi sąveikos sukelia plazmos judėjimo per magnetosferą ir elektros srovės magnetosferoje bei jonosferoje padidėjimą.
Saulės vėjo sukelti Žemės magnetosferos trikdžiai lemia šiaurės (aurora borealis) ir pietų (aurora australis) pašvaisčių pasirodymą. Tie sutrikdymai keičia magnetosferos plazmos dalelių (daugiausia elektronų ir protonų) trajektorijas, tad jos nusėda viršutiniuose atmosferos sluoksniuose. Dauguma pašvaisčių atsiranda ir būna ryškiausios specifinėje zonoje, esančioje netoli geomagnetinių polių. Mums aktuali aurora borealis matomas iš Arktyje esančių vietovių kaip Aliaska, Kanados teritorijos, Islandija, Grenlandija, Norvegija, Švedija, Suomija, Škotija ir Sibiras. Retais atvejais (per geomagnetines audras) šiaurės pašvaistes galima pamatyti į pietus iki Viduržemio jūros.
Geomagnetinių audrų poveikis technologijoms
Kai magnetiniai laukai juda šalia laidininko, pvz., laido, jame susidaro geomagnetiškai indukuota srovė. Visose ilgose perdavimo linijose geomagnetinių audrų metu tai vyksta dideliu mastu, tad joms didžiausia rizika būti pažeistoms. Daugiausia ši problema apima operatorius Kinijoje, Šiaurės Amerikoje ir Australijoje. Europos tinklus daugiausia sudaro trumpesnės perdavimo grandinės, jos mažiau pažeidžiamos.
Aukšto dažnio (3-30 MHz) ryšio sistemos naudoja jonosferą, atspindinčią radijo signalus dideliais atstumais. Jonosferos audros gali paveikti radijo ryšį. Televizijas ir komercines radijo stotis Saulės aktyvumas veikia mažai, dažniau sutrinka transliacijos iš laivų į krantą, iš žemės į orą, trumpųjų bangų transliacijos bei mėgėjiški radijo ryšiai. Saulės aktyvumas taip pat turi įtakos aukšto dažnio diapazone veikiančioms karinėms aptikimo ar išankstinio įspėjimo sistemoms.
Navigacijos palydovų sistemos gali patirti neigiamą poveikį, kai saulės veikla sutrikdo jų signalų sklidimą. Geomagnetinės audros ir padidėjęs saulės ultravioletinis spinduliavimas šildo viršutinę Žemės atmosferą, todėl ji plečiasi. Įkaitęs oras pakyla, o tankis palydovų orbitoje padidėja. Dėl to didėja pasipriešinimas, palydovai sulėtėja ir šiek tiek keičia orbitą. Žemos orbitos palydovai, jeigu nėra nėra pakartotinai pakeliami, lėtai krenta ir galiausiai sudega.
Geomagnetinės audros ir gyvūnai
Daugybė rūšių turi magnetinius “kompasus”. Magnetiniu lauku naudojasi žiurkėnai, salamandros, žvirbliai, vaivorykštiniai upėtakiai, dygliuotieji omarai ir bakterijos. Įdomu tai, kad bakterijos naudojosi Žemės magnetiniu lauku jau prieš 3-3,5 milijardo metų. Galbūt magnetinis pojūtis - vienas seniausių Žemėje. Nekeista, kad geomagnetinės audros paveikia magnetorecepciją naudojančius migruojančius gyvūnus, pavyzdžiui, paukščius ir bites.
Palyginus ilgalaikius duomenis apie orų reiškinius kosmose ir naktimis migruojančių paukščių aktyvumą nustatyta, kad geomagnetinių audrų metu sparnuotieji dažniau susiduria su sunkumais (jiems sunkiau orientuotis, jie linkę dreifuoti su vėju, ypač jei apsiniaukę) arba iš viso pristabdo migraciją. Per smarkias geomagnetines audras migruojančių paukščių, tokių kaip strazdai, žąsys ar gulbės, skaičius gali sumažėti 9-17 proc.
Migracijos aplink Atlanto vandenyną metu jauni vėžliai gali aptikti ne tik magnetinio lauko intensyvumą, bet ir jo polinkį, kampą. Paaiškėjo, kad banginiai migracijų metu orientuojasi pagal magnetines linijas. Nukrypus nuo kelio ir pradėjus sekti į krantą vedančią magnetinę anomaliją atsiduriama paplūdimyje. Kadangi banginiai labai socialūs, suklydus lyderiui jį vis tiek lydi visa grupė. Gali būti, kad Saulės audros taip pat skatina banginius paklysti ir atsidurti krante.
Pvz., keliaudami per vandenyną, pilkieji banginiai (Eschrichtius robustus) naudojasi magnetiniu lauku. Gali būti, kad stiprios geomagnetinės audros palieka juos aklus. Krantuose jie dažniau atsiduria tomis dienomis, kai įvyksta tokie reiškiniai. Nežinota, ar Saulės audros veikia magnetinį lauką ir suteikia banginiams neteisingą informaciją, ar jos sujaukia pačius receptorius, bet greičiausiai paveikiami receptoriai - gyvūnai “apanka”.
Yra duomenų, kad kai kurie šunys per šiaurės pašvaistes loja - sunku pasakyti, ar jie reaguoja į šviesas danguje, ar jaučia geomagnetinės audros sukeltus trikdžius. Šunų akyse yra kriptochromo - molekulės, reaguojančios į magnetinį lauką, kai ją tuo pačiu metu stimuliuoja šviesa. Kai kurios legendinės istorijos apie milžiniškus atstumus įveikusius namo grįžusius šunis taip pat gali būti pagrįstos jautrumu magnetiniam laukui.