Кристоффер Карофф: Супервспышка разрушит озон, что вызовет у людей рак кожи
Международная команда ученых из университетов Дании, Бельгии, Китая и Италии установила, что Солнце способно создать невероятно мощную супервспышку. В статье, опубликованной в новом номере журнала Nature Communications, астрофизики говорят, что это явление нанесет значительный вред технологиям, от которых зависит развитие земной цивилизации. О возможных последствиях катастрофы "ДС" рассказал ведущий автор исследования, профессор Орхусского университета в Дании Кристоффер Карофф.
"ДС" Супервспышки происходят на всех звездах, или только на Солнце? Сколько при этом выделяется энергии?
К.К. Вначале супервспышки обнаружили на крупных звездах, гораздо более массивных, чем Солнце. Обычно они входят в состав двойной системы — двух гравитационно связанных звезд, обращающихся по замкнутым орбитам вокруг общего центра масс. На больших звездах вспышки происходят регулярно, с гигантскими выбросами энергии. А относительно недавно оказалось, что хотя наше Солнце гораздо меньше по размеру большинства упомянутых массивных двойных звезд, на нем тоже происходят мощные вспышки. Всего за несколько минут в открытый космос уходит порядка триллиона мегатонн в тротиловом эквиваленте. Чтобы было более наглядно — это столько энергии, сколько способно выработать человечество при нынешнем развитии технологий за миллион лет.
"ДС" Как удалось зафиксировать такие явления?
К.К. До недавнего времени информации о супервспышках было очень мало, ее поставляли в основном рентгеновские спутники. Ситуация кардинально изменилась с запуском Kepler — астрономического спутника NASA, оснащенного сверхчувствительным фотометром, предназначенным для поиска подобных Земле экзопланет. Он постоянно следит за светимостью десятков тысяч звезд на одном и том же участке неба. Четыре года назад группа японских астрономов из Университета Киото изучила наблюдения "Кеплера", проводившиеся в течение 120 дней. Внимание сосредоточили на 83 тыс. звездах, подобных нашему Солнцу, и обнаружили, что за это время 148 из них произвели 365 мощнейших супервспышек. Большинство таких явлений произошло на молодых звездах, проявляющих высокую магнитную активность, что и обеспечивает высокоэнергетичные вспышки. Неожиданностью стало то, что около четверти супервспышек произошли на звездах среднего возраста, которые вращаются так же медленно, как наше Солнце.
"ДС" Какова природа супервспышек?
К.К. Классическая теория —- возникновение таких явлений вследствие перераспределения на Солнце энергии магнитного поля. Но есть и другие гипотезы. Например, если рядом со светилом находится звезда-компаньон и она временно связана с магнитосферой звезды силовой магнитной "трубкой", то супервспышка может возникнуть из-за разрыва этой трубки. Возможно также, что вокруг светила есть газопылевой диск, который, вращаясь вокруг звезды, в какой-то момент разрушает магнитную конфигурацию, провоцируя супервспышку. А может, возле светила расположена массивная экзопланета, связанная с ним, как и в случае со второй звездой, магнитной "трубкой". Точно так же разрыв этой трубки способен инициировать супервспышку.
"ДС" Были ли уже вспышки на Солнце и к каким последствиям они привели?
К.К. Были, об этом можно судить по аномально высокому содержанию изотопов углерода в годичных кольцах древесины. В структуру дерева они попали из атмосферы Земли, где возникли после бомбардировки планеты выделяемых Солнцем протонов. По кольцам можно установить, что супервспышки могли произойти в 775 и 993 годах, однако об их последствиях мало известно. Самая мощная вспышка на Солнце, которую удалось зарегистрировать, — это так называемое события Каррингтона. В 1859 году прошла геомагнитная буря, которая вывела из строя телеграфные системы Европы и Северной Америки. Солнечные выбросы, достигшие Земли за 18 часов, наблюдал британский астрономом Ричард Кэррингтон, отсюда и название явления. Если бы подобная супервспышка произошла сейчас, последствия были бы гораздо хуже: сразу бы отключились все принципиально важные элементы земной инфраструктуры.
"ДС" Есть ли признаки повышения солнечной активности?
К.К. Она со временем возрастает, это само по себе может привести к возникновению солнечных бурь и вспышек разной интенсивности. Растущая солнечная активность выражается, в частности, в невиданных северных сияниях. В США можно читать газету в свете Северного сияния, вдобавок оно фиксируется в таких районах Земного шара, где не должно быть. Вспышки на Солнце регистрируются все чаще. К примеру, 23 марта была зафиксирована вспышка класса С. Хотя она не опасна для человека и в миллион раз слабее потенциально разрушительной супервспышки. Такие события могут проходить с нарастающей силой и кто знает, какова будет интенсивность очередного проявления солнечной активности.
"ДС" Чем опасны для Земли супервспышки?
К.К. Они способны нанести удар по всей инфраструктуре. По данным Национального исследовательского совета США, только первый год после супервспышки принесет Америке убытков на $2 трлн. Сразу же отключится все электрическое оборудование, в том числе спутники, компьютеры и пр. Но самые серьезные технические проблемы будут связаны с электрическими подстанциями, которые преобразуют напряжение от максимума до минимума. Большинству из них более 50 лет, но чтобы восстановить такие станции, нет запчастей. Было бы целесообразно начинать их производить прямо сейчас, чтобы подстраховаться в случае экстремальной солнечной активности. Дело в том, что даже не супервспышка, а гораздо меньшее по интенсивности явление, вроде события Кэррингтона, уничтожит большую часть подстанций, а также приведет к коротким замыканиям в сетевых проводах, что спровоцирует массовые пожары. Возможен также разогрев различных металлических конструкций, особенно большого размера из тонких проводников (металлические сетки, каркасы из арматуры и пр.). Последствиями супервспышки станут также долгосрочное отключение электричества, возможно, до года. Нарушится работа банковских и финансовых систем, транспортных сетей, коммуникаций, водоснабжения, продуктовых и лекарственных поставок. То есть, по сути, наступит полнейшая разруха.
"ДС" А как интенсивная солнечная активность повлияет на здоровье людей?
К.К. Самая большая проблема в том, что супервспышка может наполовину разрушить слой озона, который защищает нас от солнечного УФ-излучения. Это означает, что если люди окажутся в это время на улице, то получат мгновенно рак кожи. Здесь потребуются дополнительные исследования того, как люди, животные и растения реагируют на сильное ультрафиолетовое излучение. После этого можно будет создавать способы их защиты. Разумеется, больше всего пострадают метеочувствительные люди, особенно на фоне того, что из строя выйдет большая часть медицинского оборудования в больницах. Да и вообще, без электричества клиники вряд ли будут работать.
"ДС" Наверняка стоит ожидать глобальных социальных катаклизмов?
К.К. Их может спровоцировать много факторов. Нарушение работы электрооборудования приведет к массовым катастрофам авиа- и железнодорожного транспорта. Наступит транспортный коллапс, прекратятся морские перевозки, поскольку перестанет работать навигационное оборудование. Быстро закончатся продукты питания и вода, начнутся эпидемии. Отсутствие связи и координации различных служб приведет к всплеску насилия, мародерства. Многие принципиальные объекты военной инфраструктуры и систем управления войсками, не имеющие специальной защиты, выйдут из строя, что на фоне значительных электрических помех может спровоцировать нештатные ситуации. В такой ситуации высока вероятность развития военных конфликтов.
"ДС" Супервспышка будет ощущаться везде одинаково, или есть зоны особого риска?
К.К. Этот вопрос на стадии изучения. Очевидно, пострадает как ночная, так и дневная сторона планеты, поскольку циркуляция токов в ионосфере не привязана лишь к освещенной стороне. Однако наиболее уязвимыми будут, конечно, высокие широты и освещенные Солнцем территории. Кстати, активные зоны на Солнце обычно не исчезают сразу после вспышки и в течение нескольких следующих дней могут генерировать опасные повторные выбросы. Так что разрушительный эффект явления наступит не мгновенно, а в течение 10–20 часов после его начала.
"ДС" Можно ли предотвратить катастрофу?
К.К. Все, о чем мы сейчас говорим, это пока лишь теория. Сначала нужно разобраться, насколько все же высока вероятность возникновения супервспышки и понять, как часто такие явления повторяются, а также какой интенсивности может быть очередное из них. Затем на основе полученных данных можно будет создать программу, моделирующую последствия супервспышки определенной интенсивности. Современные средства наблюдения и теоретические модели позволяют предсказать солнечную вспышку примерно за три дня, это очень короткий срок, чтобы что-то предпринять. У некоторых стран имеются специальные спутники, отслеживающие активность Солнца. В частности, одной из самых мощных станций считается лаборатория солнечной динамики NASA — Solar Dynamics Observatory. Подобных лабораторий должно быть гораздо больше. Кроме того, необходимы принципиально новые технологии, защищающие оборудование и приборы, "противоударная" электроника нового поколения, а также резервные средства энергоподачи.
