Магнит дауыл қалай пайда болады?

Shutterstock, бильд-редактор: Милош Муратовский

Поляр шұғыласы бір қарағанда көздің жауын алатын құбылыс болып көрінеді. Көрер көзге әдемі болғанымен, оның пайда болуына магнит дауыл әсер етеді. Ол дауыл дегеніміз — Жердің магнит өрісінде кенеттен пайда болатын өзгерістер. Ол әдеттегі айналымды өзгертіп жібереді. Магнит дауыл тұрғанда түгел ғаламшар қамтылады да, бірнеше сағатқа тіпті күнге жалғасуы мүмкін. Мұны Жердің ғарыштағы ауа райының бір бөлігі деп те атайды. Міне, соның салдарынан солтүстік яки поляр шұғыласы пайда болады. Бұл дауыл кей адамдардың жай-күйіне де әсер етуі мүмкін. Олай болса, магнит дауыл неге болатынын, оның күші қалай есептелетінін және тарихтағы ең қатты түрлері қандай болғанын толығырақ тарқатайық.

Магнит дауыл қайдан пайда болады?

Күннен тарайтын зарядталған бөлшектер ағыны бар. Олардан Күн желі пайда болады. Сол жел Жердің магнит өрісінің (магнитосфера) сыртқы, ең жоғарғы бөлігімен әрекеттесіп тұрады. Оның үнемі қисайып тұратын себебі де сондықтан. Дегенмен әлгі желдің ағыны кейде ауытқуы мүмкін. Міне, сондай кезде өзгерістер болады. Одан туған дауылдың қарқыны тым қатты болады. Ондайда бізге ең жақын орналасқан жұлдыз миллиардтаған тонна плазма жібереді. Көз алдыңызға елестету үшін бір уақытта мың шақты ядролық бомба жарылса қалай болатынын ойлап көріңіз.

Егер сол ағын Жерге қарай бағыт алса, бөлшектер Жерге жетуі әбден мүмкін. Көп жағдайда оған 2-3 күнге жуық уақыт кетеді. Бірақ егер қарқыны қатты болса, 150 миллион шақырымды 18 сағатта-ақ еңсеруі ғажап емес. Сол ағын біздің ғаламшарға жеткен кезде Жерді магниттік сферасы қысылып, содан толқын секілді соққы тиеді. Күн желінің протондары атмосферамыздың сутек атомдарымен соқтығысқанда электр тоғы пайда болады. Магнит дауыл біртіндеп басыла бастаған соң тоқ та тарай бастайды. Дауыл жиілігі Күнге байланысты. Ол кейде күшейіп, кейде әлсіреп тұрады. Кейде бір айда тым қатты қарқын алса, сегізге жуық магнит дауылы болуы мүмкін. Әлсіз болса, онда тіпті еш жел сезілмеуі ғажап емес.

Магнит дауылының күшін өлшеуге бола ма?

Магнит дауылының күші арнайы индекстер арқылы өлшенеді. Ғалымдар көбіне Dst-ті қолданады. Жердің магниттік экваторында орналасқан бірнеше станцияда магнитометрлер бар. Сондағы көрсеткіштерге қарап отырады. Деректер әр сағат сайын жаңартылады. Егер бәрі тыныш болса, Dst көрсеткіші −20 мен 20 нанотесла аралығында болады. Егер −50-ден түсіп кетсе, онда дауыл тұрды деген сөз. Осы кезге дейін байқалған ең қуатты магнит дауылының көрсеткіші Dst бойынша −1 760 нТл болған. Бірақ бұл салыстырмалы түрде алғанда қаттыға жатпайды. Мәселен бақа ауада қалқуы үшін 16 тесла күш керек. Ол дегеніміз — 16*10⁹, яғни 16 000 000 000 нанотесла.

Әдетте жұртшылыққа магнит дауылының қаншалықты қауіпті екенін өлшейтін G индексімен түсіндірген оңай. Қауіп бес түрлі деңгеймен өлшенеді:

G1 — мұндайда дауылдың болып-болмағаны білінбейді. Елеусіз. Күн циклінде шамамен 1700 рет болады. Электр желісі аздап ауытқып, спутниктердің жұмысына әсер етуі мүмкін. Поляр шұғыласы көрінеді.
G2 — аздап сезілетін дауыл. Бір циклде 660 рет болуы мүмкін. Кейде солтүстік ендікте орналасқан трансформаторларды зақымдап, ғарыш аппараттарының қозғалысына әсер етуі мүмкін. Мұндай кезде поляр шұғыласы өз полюсінен әрірек жерлерге байқалады.
G3 — қатты дауыл. Циклде шамамен 200 рет болады. Бұл кезде энергия жүйесіндегі кернеу өзгереді. Ғарыштағы навигация мен радиобайланыс ауытқуы мүмкін. Поляр шұғыласы экваторға тіпті жақындай түседі.
G4 — ауыр дауыл. Циклде 100 рет болады деседі. Кернеуге бақылау жасалмай, қорғаныс құрылғылары қателесіп қосылып кетіп жатады. Мұндай дауыл кезінде радиобайланыс пен ғарыш навигациясы нашарлайды.
G5 — аса қатты дауыл. Циклде 4 рет қайталануы мүмкін. Спутник жұмысында әжептәуір проблема туындайды, энергия желісі толықтай істен шығуы ғажап емес. Поляр шұғыласы тіпті Мысырда көрінуі мүмкін.

Тарихтағы ең қатты магнит дауылдар

Жерге әсері жағынан ең қатты болғаны — 1989 жылы 13 наурызда болған дауыл. Оның күші −589 нанотесла болыпты. Ол кезде Канаданың Квебек провинциясы 12 сағат түгелдей жарықсыз қалған. Қарқыны қатты болғаны сонша, инфрақұрылым небәрі 2 минутта істен шыққан. Поляр шұғыласы Куба мен Флорида да көрінген. Соның кесірінен АҚШ пен Канаданың барлық жерінде энергия желісі дұрыс істемеген. Бірақ Квебектен басқа аймақтарда ешкім зардап шекпеген. Кей спутниктердің Жермен байланысы бірнеше сағатқа үзілген.

1972 жылы тағы бір қуатты дауыл кезінде АҚШ-та электр тоғы мен байланыс жаппай өшіп қалғаны бар. Вьетнамда америкалық әскерилер теңіздің астына салып тастаған миналар сол дауылдың кесірінен жарылған. 2003 жылы да тарихтағы қатты дауылдардың бірі болды. Ол кезде GPS деректерін түзейтін америкалық WAAS жүйесі 30 сағатқа өшіп қалған. Бірнеше спутник жұмысы үзіліп, жапониялық ADEOS‑2 қатты зақымданған.

Осыған дейін айтқан ең қатты магнит дауылы (–1 760 нанотесла) 1859 жылы болған екен. Ол кезде АҚШ-тағы бірнеше телеграф желісі өртеніп кеткен. Поляр шұғыласы тропик ендіктерде де көрініп, содан түннің өзінде күндіз сияқы жап-жарық болып тұрған. Тарихта бұл оқиғаға Кэррингтон деген атау берілген. Дауылды анықтаған астроном Ричарда‑Кристофера Кэррингтонның құрметіне осылай аталған екен.

Магнит дауылдары адамға қалай әсер етеді?

Кейбірі магнит дауылы тұрғанда көңіл-күй құлазып, депрессия басталады, денсаулыққа кері әсер етеді деп жатады. Шынында қалай екен? Ғалымдардың айтуынша Жердің геомагнит өрісі мен оның ауытқығаны денсаулыққа тікелей әсер етпейді. Яғни инфаркт, инсульт не басқа да тым ауыр күйлердің туындауына магнит дауылының қатысы жоқ деседі. Бірақ бұрын кей ғалымдар дауылдардың жүрек және ішкі ағзаға әсері бар деген пікірді де айтқан. Осы уақытқа дейін бұл тақырып өте кеңінен зерттеліп келді. Әлі де зерттеле бермек. Адам баласының көкейінде де сауал көп. Қанша жерден ғылыми мақалалар жазылып, зерттеулер жүргізілсе де, адамға магнит дауылының шынында қалай әсер ететінін растай алмаған. Мысалы кейінгі 20 жылдағы деректерге анализ жасалғанда күннің қозғалысы мен адамның депрессияға түсуінің арасында байланыс табылмаған. Ғалымдар байқаған жалғыз тренд — дәрігерлерге психотикалық депрессиясы бар ерлердің көбірек баратыны. Бірақ оның да түпкі себебі анықталмаған.

Жалпы алғанда магнит дауылы тұрғанда кей адамдардың жағдайы шынымен әлсіреуі ғажап емес. Бірақ оның себебі — адамның өзін сендіруінде деген пікір бар. Яғни «осындай дауыл тұрды, демек өлген жерім осы» дегендей қорқынышты ойды өзіне өзі туғызып алады. Сондықтан мазасыздық басталып, жүрегі аузына тығылады. Сол себепті мазасыздыққа бейім адамдар дауылға алдын-ала дайындық жүргізгені абзал. Дәрігерден күйзеліс кезінде ішу керек дәрілерді алдырып, жақындарының нөмірін төтенше жағдай кезінде хабарласатын тізімге қостырып қою керек. Сонда адам өзін сәл де болса тыныштандыра алады.

Дауыл тұратынын алдын-ала білуге бола ма?

Иә, анықтап, болжауға болады. Мұндай жұмыспен Американың Ғарыштағы ауа райын болжайтын орталық (SWPC) айналысады. Ол NOAA-ның құрамында. Болжам жасау үшін SWPC пен NOAA қызметкерлері Жер спутниктерінің деректерін назарға алады. Сөйтіп ғарыш денелерінің қимыл-қозғалысын бақылайды. Сол деректерге сүйене отырып ғалымдар ғарыштағыдай ауа-райының моделін жасайды. Құдды метеорологтардың жұмысына қатты ұқсайды. Бірақ қанша жерден мұқият бақыласа да, апталық не айлық геомагнит болжамдарын жасау мүмкін емес. Өйткені біздің жұлдызымызда ахуал табан астында өзгеріп сала беруі ғажап емес. Ғалымдар масса шыққанын біле алғанымен, оның Жерге құлайтынын не құламайтынын дөп басып айта алмайды. Мұнда да тек болжаммен шектелуден өзге амал жоқ.

Осы кезге дейін жасалған ең ұзақ мерзімді болжам — 27 күндік. Ол кезде Күннің өз осінің айналасындағы айналымына негізделіп жасалған. Ондайда дауылдың қай кезде, қай күні болатыны білінбейді. Бірақ белгілі бір аймаққа қауіп төнуі мүмкін екенін анықтауға болады. Геомагнит болжамдары дәл болуы үшін бір тәулік не бірнеше бұрын жасалғаны болуы керек. Олар күн желінің өзгергенін анықтайтын астрономиялық спутниктердің деректеріне негізделеді.